專利名稱：一種耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚酰胺纖維，尤其涉及一種耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚酰胺纖維具有強(qiáng)度高、回彈性好、耐磨耐腐蝕等優(yōu)異的性能，因而廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。美中不足的是傳統(tǒng)的脂肪族聚酰胺纖維(例如PA6、PA66等)耐熱性不佳，在150°C 時(shí)歷經(jīng)5小時(shí)即變黃，170°C開始軟化，到215°C開始熔化，且耐酸性較差。這就限制了尼龍纖維在高溫條件及特殊化學(xué)條件下的應(yīng)用。由于在聚酰胺分子鏈中引入了芳香環(huán)，半芳香族聚酰胺的耐熱性和力學(xué)性能得到提高，吸水率降低，并具有良好的耐化學(xué)腐蝕性。用半芳香族聚酰胺紡制的纖維具有高耐熱性，在高溫下蠕變小、收縮率低及具有很好的機(jī)械性能，高柔軟性、優(yōu)異的耐磨性、優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性、良好的耐化學(xué)性、良好的與橡膠的粘合性，尤其適用于150°C以上的高溫環(huán)境及特殊化學(xué)環(huán)境。但是半芳香族尼龍成本較高，價(jià)格昂貴，難以廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提供一種耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維及其制備方法，該復(fù)合纖維是半芳香族聚酰胺和脂肪族聚酰胺的皮芯復(fù)合纖維，具有優(yōu)異的耐高溫性能、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和形態(tài)穩(wěn)定性、良好的耐化學(xué)腐蝕性。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維，所述皮芯復(fù)合纖維以半芳香族尼龍為皮層，以PA6 或PA66為芯層；所述皮層與芯層的組分重量比為30-70 :70-30。所述半芳香族尼龍的結(jié)構(gòu)式如下
廠 0 廣_, OHΗ
Il /廣、、\ Il II
—C^({))C—,
V A
其中，7彡η彡16，優(yōu)選的，η為9-14;
50 <聚合度XS 200，優(yōu)選的，聚合度X為80-150?！N耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維的制備方法，包括以下步驟
將半芳香族尼龍切片，ΡΑ6或ΡΑ66切片，真空干燥后分別加入雙螺桿紡絲機(jī)進(jìn)行熔融復(fù)合紡絲，經(jīng)熔體管道進(jìn)入皮芯型復(fù)合紡絲組件噴出，再經(jīng)環(huán)吹風(fēng)冷卻、進(jìn)行油輪上油，牽伸、卷繞、熱定型，最后制得耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維。所述半芳香族尼龍切片、ΡΑ6或ΡΑ66切片分別在真空轉(zhuǎn)鼓中干燥，干燥溫度為 80-130°C，干燥時(shí)間為5-Mh。所述皮芯復(fù)合纖維皮層半芳香族尼龍的紡絲螺桿溫度為一區(qū)270-310°C，二區(qū)290-330°C,三區(qū)290-350°C，四區(qū)290_350°C，彎管法蘭區(qū)；所述皮芯復(fù)合纖維芯層PA6或PA66的紡絲螺桿溫度為一區(qū)260-285°C，二區(qū)270_295°C，三區(qū)275_295°C， 四區(qū)275-295°C，彎管法蘭區(qū)275-305°C ；所述皮芯型復(fù)合紡絲組件復(fù)合紡絲箱體的溫度為 285-345 "C。所述環(huán)吹風(fēng)冷卻的速度為0. 2-0. 6 m/s,吹風(fēng)溫度為19_25 V。所述牽伸過程中第一熱輥溫度為50-100°C，第二熱輥溫度為100-170 °C，牽伸倍數(shù)為2-5倍。所述松弛熱定型溫度為110_170°C。所述紡絲速度為2000-6000m/min。所述復(fù)合紡絲過程中控制紡絲機(jī)計(jì)量泵的供量，調(diào)節(jié)皮層半芳香族尼龍與芯層 PA6或PA66的組分重量比為30-70 :70_30。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果
本發(fā)明提供了一種由半芳香族聚酰胺和脂肪族聚酰胺通過復(fù)合紡絲制備的具有皮芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維，較之單組份半芳香族聚酰胺纖維，成本大大減少；較之單組份脂肪族聚酰胺纖維，其使用溫度大大提高，耐熱性及物理機(jī)械性能提高，具有更優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和形態(tài)穩(wěn)定性、良好的耐化學(xué)腐蝕性及耐磨性等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于國防軍工、工業(yè)、民用等領(lǐng)域，尤其適用于各種高溫環(huán)境及特殊化學(xué)環(huán)境。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合各實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。實(shí)施例1
原料聚對(duì)苯二甲酰庚二胺PA7T切片、PA6切片；
將PA7T切片在100 °C干燥6h，PA6切片在80°C干燥他后，經(jīng)過雙螺桿紡絲機(jī)進(jìn)行復(fù)合紡絲。PA7T的紡絲螺桿溫度為一區(qū)300°C，二區(qū)330 °C，三區(qū):350°C，四區(qū)；350 °C，彎管法蘭區(qū)345°C ；PA6的紡絲螺桿溫度為一區(qū)270°C，二區(qū)280°C，三區(qū)285°C，四區(qū)285°C， 彎管法蘭區(qū)285°C ；復(fù)合紡絲箱體溫度為340°C ；環(huán)吹風(fēng)冷卻，其速度為0. 6 m/s，吹風(fēng)溫度為25 °C ；紡絲速度為5000m/min。控制二組分計(jì)量泵的供量，使PA7T/PA6 二組份比例為 70/30。牽伸過程中，其第一熱輥溫度100°C，第二熱輥溫度170°C，牽伸倍數(shù)為3倍。松弛熱定型溫度為170°C。紡制的耐高溫聚酰胺皮芯PA7T/PA6復(fù)合纖維斷裂強(qiáng)度為95cN/tex，斷裂伸長(zhǎng)率為6%，耐高溫范圍為150-270 °C。實(shí)施例2
原料聚對(duì)苯二甲酰癸二胺PAlOT切片、PA66切片；
將PAlOT切片在110°C干燥12h，PA66切片在90°C干燥IOh后，經(jīng)過雙螺桿紡絲機(jī)進(jìn)行復(fù)合紡絲。PAlOT的紡絲螺桿溫度為一區(qū)280°C，二區(qū)330 °C，三區(qū)340°C，四區(qū)；340 °C， 彎管法蘭區(qū)340°C ；PA66的紡絲螺桿溫度為一區(qū)275°C，二區(qū)^0°C，三區(qū)^5°C，四區(qū) 295°C，彎管法蘭區(qū)305°C ；復(fù)合紡絲箱體溫度為335°C ；環(huán)吹風(fēng)冷卻，其速度為0. 4 m/s，吹風(fēng)溫度為23 °C;紡絲速度為4000m/min?？刂贫M分計(jì)量泵的供量，使PA10T/PA66 二組份比例為60/40。牽伸過程中，其第一熱輥溫度90°C，第二熱輥溫度150°C，牽伸倍數(shù)為4倍。松弛熱定型溫度為150°C。紡制的耐高溫聚酰胺皮芯PA10T/PA66復(fù)合纖維斷裂強(qiáng)度為90cN/tex，斷裂伸長(zhǎng)率為10%，耐高溫范圍為150-270 °C。實(shí)施例3
原料聚對(duì)苯二甲酰1，14-十四碳二胺PA14T切片、PA66切片； 將PA14T切片在120 °C干燥20h，A66切片在95°C干燥1 后，經(jīng)過雙螺桿紡絲機(jī)進(jìn)行復(fù)合紡絲。PA14T的紡絲螺桿溫度為一區(qū)270°C，二區(qū)四0 °C，三區(qū)300°C，四區(qū)300 °C， 計(jì)量泵溫度300 V，彎管法蘭區(qū)315°C ；PA66的紡絲螺桿溫度為一區(qū)280°C，二區(qū)295°C， 三區(qū)295°C，四區(qū)290°C，彎管法蘭區(qū)300°C ；復(fù)合紡絲箱體溫度為330°C ；環(huán)吹風(fēng)冷卻，其速度為0.3 m/s，吹風(fēng)溫度為20 °C ；紡絲速度為3000m/min?？刂贫M分計(jì)量泵的供量，使 PA14T/PA66 二組份比例為40/60。牽伸過程中，其第一熱輥溫度80°C，第二熱輥溫度130°C， 牽伸倍數(shù)為5倍。松弛熱定型溫度為130°C。紡制的耐高溫聚酰胺皮芯PA14T/PA66復(fù)合纖維斷裂強(qiáng)度為80cN/tex，斷裂伸長(zhǎng)率為20%，耐高溫范圍為150-270 °C。實(shí)施例4
一種耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維的制備方法，包括以下步驟
將半芳香族尼龍PA9T (聚合度為200)切片，PA6切片，在真空轉(zhuǎn)鼓中80°C干燥Mh， 然后分別加入雙螺桿紡絲機(jī)進(jìn)行熔融復(fù)合紡絲，紡絲速度為2000m/min。控制紡絲機(jī)計(jì)量泵的供量，調(diào)節(jié)PA9T與PA6的組分重量比為30 :70，經(jīng)熔體管道進(jìn)入皮芯型復(fù)合紡絲組件噴出，再經(jīng)環(huán)吹風(fēng)冷卻、進(jìn)行油輪上油，牽伸、卷繞、熱定型，最后制得耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維，以PA9T為皮層，以PA6為芯層。其中，PA9T的紡絲螺桿溫度為一區(qū)310°C，二區(qū) 330°C,三區(qū)350°C，四區(qū)350°C，彎管法蘭區(qū)345°C;PA6的紡絲螺桿溫度為一區(qū)285°C，二區(qū)295°C，三區(qū)295°C，四區(qū)295°C，彎管法蘭區(qū)305°C ；復(fù)合紡絲箱體的溫度為345°C。環(huán)吹風(fēng)冷卻的速度為0.2 m/s，吹風(fēng)溫度為19°C。牽伸過程中第一熱輥溫度為100°C，第二熱輥溫度為170 °C，牽伸倍數(shù)為5倍。松弛熱定型溫度為170°C。實(shí)施例5
一種耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維的制備方法，包括以下步驟
將半芳香族尼龍PA16T(聚合度為50)切片，PA66切片，在真空轉(zhuǎn)鼓中130°C干燥證，然后分別加入雙螺桿紡絲機(jī)進(jìn)行熔融復(fù)合紡絲，紡絲速度為6000m/min?？刂萍徑z機(jī)計(jì)量泵的供量，調(diào)節(jié)PA16T與PA66的組分重量比為30 :30，經(jīng)熔體管道進(jìn)入皮芯型復(fù)合紡絲組件噴出，再經(jīng)環(huán)吹風(fēng)冷卻、進(jìn)行油輪上油，牽伸、卷繞、熱定型，最后制得耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維，以PA16T為皮層，以PA66為芯層。其中，PA16T的紡絲螺桿溫度為一區(qū)270°C，二區(qū) 290°C,三區(qū)290°C，四區(qū)290°C，彎管法蘭區(qū)285°C ；PA66的紡絲螺桿溫度為一區(qū)260°C， 二區(qū)270°C，三區(qū)275°C，四區(qū)275°C，彎管法蘭區(qū)275°C;復(fù)合紡絲箱體的溫度為沘51。環(huán)吹風(fēng)冷卻的速度為0.6 m/s，吹風(fēng)溫度為25 °C。牽伸過程中第一熱輥溫度為50°C，第二熱輥溫度為100°C，牽伸倍數(shù)為2倍。松弛熱定型溫度為110°C。實(shí)施例6
一種耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維的制備方法，包括以下步驟
將半芳香族尼龍PA12T (聚合度為150)切片，PA6切片，在真空轉(zhuǎn)鼓中100°C干燥15h，CN 102534831 A然后分別加入雙螺桿紡絲機(jī)進(jìn)行熔融復(fù)合紡絲，紡絲速度為4500m/min?？刂萍徑z機(jī)計(jì)量泵的供量，調(diào)節(jié)PA12T與PA6的組分重量比為50 :50，經(jīng)熔體管道進(jìn)入皮芯型復(fù)合紡絲組件噴出，再經(jīng)環(huán)吹風(fēng)冷卻、進(jìn)行油輪上油，牽伸、卷繞、熱定型，最后制得耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維，以PA12T為皮層，以PA6為芯層。其中，PA12T的紡絲螺桿溫度為一區(qū)290°C，二區(qū) 300°C,三區(qū)320°C，四區(qū)330°C，彎管法蘭區(qū)340°C;PA6的紡絲螺桿溫度為一區(qū)270°C，二區(qū)280°C，三區(qū)280°C，四區(qū)290°C，彎管法蘭區(qū)300°C ；復(fù)合紡絲箱體的溫度為300°C。環(huán)吹風(fēng)冷卻的速度為0. 5m/s，吹風(fēng)溫度為22°C。牽伸過程中第一熱輥溫度為80°C，第二熱輥溫度為120°C，牽伸倍數(shù)為4倍。松弛熱定型溫度為150°C。 以上公開的僅為本申請(qǐng)的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本申請(qǐng)并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維，其特征在于，所述皮芯復(fù)合纖維以半芳香族尼龍為皮層，以PA6或PA66為芯層；所述皮層與芯層的組分重量比為30-70 :70_30。
2.如權(quán)利要求1所述的一種耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維，其特征在于，所述半芳香族尼龍的結(jié)構(gòu)式如下廠 0 ^^ OH Η _」χ其中，7彡η彡16，優(yōu)選的，η為9-14;50 <聚合度XS 200，優(yōu)選的，聚合度X為80-150。
3.—種如權(quán)利要求1所述的耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟將半芳香族尼龍切片，ΡΑ6或ΡΑ66切片，真空干燥后分別加入雙螺桿紡絲機(jī)進(jìn)行熔融復(fù)合紡絲，經(jīng)熔體管道進(jìn)入皮芯型復(fù)合紡絲組件噴出，再經(jīng)環(huán)吹風(fēng)冷卻、進(jìn)行油輪上油，牽伸、卷繞、熱定型，最后制得耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維。
4.如權(quán)利要求3所述的一種耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，所述半芳香族尼龍切片、ΡΑ6或ΡΑ66切片分別在真空轉(zhuǎn)鼓中干燥，干燥溫度為80-130°C，干燥時(shí)間為5-Mh。
5.如權(quán)利要求3所述的一種耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，所述皮芯復(fù)合纖維皮層半芳香族尼龍的紡絲螺桿溫度為一區(qū)270-310°C，二區(qū)290-330°C， 三區(qū)290-350 °C，四區(qū)290-350 °C，彎管法蘭區(qū)285-345 °C ；所述皮芯復(fù)合纖維芯層PA6 或PA66的紡絲螺桿溫度為一區(qū)260-285 °C，二區(qū)270-295 °C,三區(qū)275-295 °C，四區(qū) 275-295 °C，彎管法蘭區(qū)275-305 °C ；所述皮芯型復(fù)合紡絲組件復(fù)合紡絲箱體的溫度為 285-345 "C。
6.如權(quán)利要求3所述的一種耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，所述環(huán)吹風(fēng)冷卻的速度為0.2-0. 6 m/s，吹風(fēng)溫度為19-25 °C。
7.如權(quán)利要求3所述的一種耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，所述牽伸過程中第一熱輥溫度為50-100°C，第二熱輥溫度為100-170 V，牽伸倍數(shù)為2_5倍。
8.如權(quán)利要求3所述的一種耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，所述松弛熱定型溫度為110-170°C。
9.如權(quán)利要求3所述的一種耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，所述紡絲速度為2000-6000m/min。
10.如權(quán)利要求3所述的一種耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，所述復(fù)合紡絲過程中控制紡絲機(jī)計(jì)量泵的供量，調(diào)節(jié)皮層半芳香族尼龍與芯層PA6或PA66的組分重量比為30-70 :70-30。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐高溫聚酰胺皮芯復(fù)合纖維，以半芳香族尼龍為皮層，以PA6或PA66為芯層；皮層與芯層的組分重量比為30-7070-30。本發(fā)明是由半芳香族聚酰胺和脂肪族聚酰胺通過復(fù)合紡絲制備的具有皮芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維，較之單組份半芳香族聚酰胺纖維，成本大大減少；較之單組份脂肪族聚酰胺纖維，其使用溫度大大提高，耐熱性及物理機(jī)械性能提高，具有更優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和形態(tài)穩(wěn)定性、良好的耐化學(xué)腐蝕性及耐磨性等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于國防軍工、工業(yè)、民用等領(lǐng)域，尤其適用于各種高溫環(huán)境及特殊化學(xué)環(huán)境。
文檔編號(hào)D01D5/34GK102534831SQ20101060425
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者李曉琳 申請(qǐng)人:上海杰事杰新材料(集團(tuán))股份有限公司