CN105220257B - 抗结晶及高耐磨性的改性单丝及工业滤网的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了抗结晶及高耐磨性的改性单丝及工业滤网的制备方法，包括原料配备、共混熔融挤出单丝、单丝热牵伸、热定型等步骤，充分利用ETFE的不粘性和疏水性，使过滤的物料能完全与滤网分离，从而避免了物料在滤网孔隙里结晶的问题，同时使滤网的耐磨性能得到很大的提高。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，具体为一种抗结晶及高耐磨性的改性单丝及工业滤网。
背景技术
单丝为化学纤维生产中用多孔喷丝头所制得的支数较大的单根长丝，不同性质的单丝可用于满足不同的需求品，如纺织品、渔网线、绳索、工业滤网等。
化工原料是工业生产中不可缺少的重要原料，各项工业生产几乎都离不开化工原料，其中无机化工原料的提取和生产主要来自于矿产，随着近年来矿产的大量开采，矿石的品位越来越低，矿石中有用无机产物的提取变得越来越困难，因此工业滤网作为过滤和分离矿物浆液的介质就显得越来越重要，特别是有色金属行业、磷酸行业及钛白粉行业使用的工业滤网存在严重的结晶结垢，造成堵塞滤网，使滤网的过滤性能逐渐下降，导致产品的产能和品质严重下降，同时滤网结晶后易板结，韧性降低，滤网的耐磨性也变差，局部磨破后会造成整条滤网的报废。目前市场上的滤网采用的单丝材质以聚丙烯(PP)为主，物料易在滤网孙隙中结晶，造成滤网孔隙堵塞，同时由于PP材质的耐磨性差，可靠使用寿命不超过一个月，完全达不到行业生产的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性单丝和工业滤网，以避免物料在滤网孔隙里结晶的问题，同时提高滤网的耐磨性能。
本发明公开了抗结晶及高耐磨性的改性单丝的制备方法，包括以下步骤：
S1.原料配备，按重量配比配备：拉丝级聚丙烯（PP）4份、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）1份；
S2.共混熔融挤出单丝,将上述配备好的原料在挤出螺杆中共混熔融并挤出单丝，挤出螺杆各段的温度设置为：进料段270℃～280℃，压缩段290℃～300℃，计量段300℃～310℃，模头310℃～315℃；
S3.单丝热牵伸，将步骤S2从模头挤出的单丝经60℃～80℃的水冷却得到初生纤维，再依次经90℃～100℃的热水和120℃～140℃的热风进行两道热牵伸，总牵伸倍数为6～6.5倍；
S4.单丝热定型，经牵伸后的单丝经130℃～150℃的热风进行热定型处理得到改性单丝。
其中，所述的拉丝级聚丙烯（PP）的熔指为2～3g/10min，所述的乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）的熔指为20～30g/min 。
优选地，步骤S3中，第一道热牵伸的牵拉倍数占总牵拉倍数的70%～80%。
本发明的改性单丝具有如下有益效果：
（1）采用经氟塑料改性的PP单丝，充分利用了乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）的不粘性和疏水性，从而具有抗结晶性能。
（2）选用高熔指牌号的ETFE，主要有两方面的原因：一方面需要考虑到ETFE的加工温度必须和PP的加工温度尽量接近，这样有利于两者的混溶，同时可避免因加工温度差异大而造成一种物料的分解；另一方面在同样的加工温度下，高熔指的ETFE具备较好的流动性，使其更易于向单丝的表面迁移，这样有利于使单丝的表面特性更接近ETFE。
（3）单丝热牵时采用热水和热风两道热牵伸，第一道为预牵伸，牵伸倍数占总牵伸倍数的70-80%，第二道为加强牵伸，这样有利于提高单丝的抗拉强力。而总牵伸倍数控制在6-6.5倍是为了在保证单丝强力的前提下，同时要兼顾单丝的柔韧性，倍数太高，单丝的韧性变差，倍数太低，单丝的强力不足。通过两道热牵伸，本发明的改性单丝的强度和柔韧性均达到了比较理想的状态。
本发明还公开了抗结晶及高耐磨性的工业滤网的制备方法，按上述步骤S1～S4制备改性单丝后再进行以下步骤：
S5.编织滤网，将改性单丝按织物的密度和纹理在重型织机上进行编织成半成品滤网；
S6.滤网热定型，所述的半成品滤网在120℃～150℃的温度下进行热定型；
优选地，还包括步骤S7砑光整形，半成品滤网进行热定型后在砑光机下进行热砑光，温度为130℃～150℃，压强为4MPa～6MPa。
本发明将改性单丝用于工业滤网，充分利用ETFE的不粘性和疏水性，使过滤的物料能完全与滤网分离，从而避免了物料在滤网孔隙里结晶的问题，同时经ETFE改性的纤维表面摩擦系数得到大幅降低，使滤网的耐磨性能得到很大的提高。采用高温定型及砑光技术可提高滤网的表面光滑度，使滤网的不粘性和耐磨性得到进一步提高。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例一
抗结晶及高耐磨性的改性单丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.滤网原料配备，按重量配比配备。
本实施例选用原料如下：
拉丝级聚丙烯（PP），牌号PPH-T03(厂家：海南石化)，熔指2.17g/10min，800g；
乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE、又称F40），特氟龙牌号750（厂家：美国杜邦），溶指25g/10min，200g。
S2.共混熔融挤出单丝,将上述配备好的原料在挤出螺杆中共混熔融并挤出单丝，挤出螺杆各段的温度设置为：进料段270℃～280℃，压缩段290℃～300℃，计量段300℃～310℃，模头310℃～315℃；
S3.单丝热牵伸，将步骤S2从模头挤出的单丝经60℃～80℃的水冷却得到初生纤维，再依次经过两道热牵伸。
（1）经100℃的热水进行预牵伸，牵伸倍数为5.2倍。
（2）经120℃的热风进行二次牵伸，牵伸倍数为1.3倍。
S4.单丝热定型，经牵伸后的单丝经130℃～150℃的热风进行热定型处理得到改性单丝。
实施例二
抗结晶及高耐磨性的改性单丝的制备方法，除步骤S3外其余步骤与实施例一相同。
S3.单丝热牵伸，将步骤S2从模头挤出的单丝经60℃～80℃的水冷却得到初生纤维，再依次经过两道热牵伸。
（1）经90℃的热水进行预牵伸，牵伸倍数为4.2倍。
（2）经140℃的热风进行二次牵伸，牵伸倍数为1.8倍。
上述实施例一、二制备得到的改性单丝（分别为PP氟改性丝1#，PP氟改性丝2#与PP原丝进行耐磨性测试，测试过程及结果如下：
试验仪器：往复式磨损试验仪，行程100mm，速度30ind./min，磨损体为60#砂石。试验数据如表1所示。
表1. PP氟改性单丝与PP原丝的耐磨性测试
| 产品类别 | 丝径/mm | 磨断次数/次数 |
| PP原丝 | 0.30 | 2160±10 |
| PP氟改性丝1# | 0.30 | 2916±10 |
| PP氟改性丝2# | 0.30 | 3015±10 |
从试验结果可知，本发明方法制备的改性单丝较传统的PP原丝，耐磨性更好。
实施例三
抗结晶及高耐磨性的工业滤网的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1~S4同实施例二。
S5.编织滤网，将改性单丝按织物的密度和纹理在重型织机上进行编织成半成品滤网；
S6.滤网热定型，半成品滤网在120℃～150℃的温度下进行热定型；
S7.砑光整形，半成品滤网进行热定型后在砑光机下进行热砑光，温度为130℃～150℃，压强为4MPa～6MPa。
本实施例制备得到的工业滤网进行以下测试：
（1）疏水性检测
测试设备：接触角测量仪 ，测试分辨率0.01°，测试精度0.1°。
技术指标：固体表面水接触角大于90°即为疏水性表面。
测量数据如表2所示。
表2. 本发明PP氟改性滤网与传统PP滤网的疏水性测试
| 滤网型号 | 接触角/° |
| 2120（未改性） | 75±3 |
| FP2120（氟改性） | 115±5 |
从表2可知，本实施例得到的滤网的固体表面水接触角大于90°，为疏水性表面。工业滤网用于过滤和分离矿物浆液，采用传统PP滤网，浆液容易附在滤网上，在一定温度下，溶质以晶体的形式析出在滤网上结垢，造成滤网堵塞，本发明的氟改性滤网为疏水性，浆液不易附着在上面，起到抗结晶的作用。
（2）耐磨性检测
测度设备：织物耐磨仪，100#砂轮，负荷1000cN。
测量数据如表3所示。
表3. 本发明PP氟改性滤网与传统PP滤网的耐磨性测试
| 滤网型号 | 单位面积质量g/m2 | 10000转下的磨损质量g/m2 | 磨损质量占单位面积质量比 % |
| 2120(未改性） | 325 | 41.3 | 12.7 |
| FP2120(氟改性) | 302 | 20.1 | 7.1 |
从表3可知，本发明滤网的磨损度较传统滤网低，即耐磨性好。
综上，本发明公开的改性单丝及工业滤网的制备方法制备得到的改性单丝及工业滤网的抗结晶性和耐磨性好，适宜工业推广。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种抗结晶及高耐磨性的工业滤网的制备方法，其特征在于，按照步骤S1～S4制备改性单丝：
S1.原料配备，按重量配比配备：拉丝级聚丙烯(PP)4份、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)1份；
S2.共混熔融挤出单丝，将上述配备好的原料在挤出螺杆中共混熔融并挤出单丝，挤出螺杆各段的温度设置为：进料段270℃～280℃，压缩段290℃～300℃，计量段300℃～310℃，模头310℃～315℃；
S3.单丝热牵伸，将步骤S2从模头挤出的单丝经60℃～80℃的水冷却得到初生纤维，再依次经90℃～100℃的热水和120℃～140℃的热风进行两道热牵伸，总牵伸倍数为6～6.5倍；
S4.单丝热定型，经牵伸后的单丝经130℃～150℃的热风进行热定型处理得到改性单丝；再进行以下步骤得到成品滤网：
S5.编织滤网，将改性单丝按织物的密度和纹理在重型织机上进行编织成半成品滤网；
S6.滤网热定型，所述的半成品滤网在120℃～150℃的温度下进行热定型。
2.如权利要求1所述的一种抗结晶及高耐磨性的工业滤网的制备方法，其特征在于，所述的拉丝级聚丙烯(PP)的熔指为2～3g/10min，所述的乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)的熔指为20～30g/10min。
3.如权利要求1或2所述的一种抗结晶及高耐磨性的工业滤网的制备方法，其特征在于：步骤S3中，第一道热牵伸的牵拉倍数占总牵拉倍数的70％～80％。
4.如权利要求1所述的一种抗结晶及高耐磨性的工业滤网的制备方法，其特征在于，还包括步骤S7砑光整形，半成品滤网进行热定型后在砑光机下进行热砑光，温度为130℃～150℃，压强为4MPa～6MPa。
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 361100, No. 16 Chunfeng East Road, Torch High tech Zone (Xiang'an) Industrial Zone, Xiamen City, Fujian Province Patentee after: Xiamen Xiadias Filter Material Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 361100 Unit 101-401, No. 8 Xianghong Road, Xiamen Torch High tech Zone (Xiang'an) Industrial Zone, Xiang'an District, Xiamen City, Fujian Province Patentee before: XIAMEN CITIUS ENVIRONMENT TECHNOLOGIES Co.,Ltd. Country or region before: China |
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