CN110129911A - 一种聚四氟乙烯彩色单丝及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚四氟乙烯彩色单丝及其制备方法，属于聚四氟乙烯纤维领域，用于制造聚四氟乙烯彩色缝纫线、织造液体过滤网、滤布，在保持聚四氟乙烯材料耐温、耐腐蚀功能的同时，具有特殊环境下的产品色彩标识、标记作用，和美观效果。该种聚四氟乙烯彩色单丝的制备方法，包括以下步骤：S1：色、剂混合；S2：混料；S3：原料保温储放；S4：原丝生产；S5：原丝加捻；S6：并丝；S7：复烧结牵伸，S9成品。本发明中工艺中色、剂混合，保证原料混合中各组份均匀混合，机械装置混料中的正反双向二维旋转，是为了避免混合料中的树脂颗粒多向撞击形成团粒，提高耐磨性、韧性，通过多丝合并后，让再次牵出的单丝条干和色彩通过再熔融牵伸后更加均匀。

Description

一种聚四氟乙烯彩色单丝及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚四氟乙烯纤维领域，尤其涉及一种聚四氟乙烯彩色单丝，特别是涉及一种使用聚四氟乙烯分散树脂与着色剂共混制成的彩色单丝。

背景技术

随着聚四氟乙烯纤维材料的应用，在有色化工粉体收集，液体化工产品生产过程中的杂质过滤、提纯，矿山矿物质粉体材料收集、航海篷帆制品缝制、高温烟气过滤等众多领域，对既具有聚四氟乙烯耐温、耐腐蚀等特性需求，又具有在生产环境中起到识别、标记作用，还具有能够增强美观效果的彩色缝纫线有大量的需求。但是，由于聚四氟乙烯材料在熔融状态下具有无流动性的特点，致使它无法使用一般化学纤维制造所使用的“熔喷纺丝法”生产可用于制造缝纫线的基本长丝纤维材料。同时，也由于聚四氟乙烯具有自润性的物理特点，导致聚四氟乙烯短纤维具有较低抱合力，从而也无法通过使用短纤维纺制纱线用来制取纱线缝纫线。因此，正是由于生产工艺中“熔喷纺丝”技术的受限，决定了聚四氟乙烯无法直接实现彩色纤维材料。另外，聚四氟乙烯材料本身具有疏水性能，不宜染色，使用染色技术制造聚四氟乙烯丝线也同样无法实现的。因此，聚四氟乙烯彩色纤维材料必须另择途径来实现。

目前，业内用于生产聚四氟乙烯缝纫线的单丝，主要是使用通过“挤出法”生产的圆形单丝和使用“膜分切法”生产的扁形单丝，这两种技术有一个共同的前端工艺，就是皆通过聚四氟乙烯树脂与助挤剂混合糊料作为基础材料。因此，若要通过这两种制造工艺制成聚四氟乙烯彩色单丝，关键技术应该在于如何对糊料着色。在排除染色技术之后，可以借鉴的只有通过糊料添加着色的方法去实现。可借鉴方法之一是色母粒添加，然而，对兼容性很差，需要通过熔点(327℃) 以上高温烧结，并经过高倍牵伸才制成单丝的聚四氟乙烯单丝的制造工艺来说，色母料添加工艺存在多方面的制约：首先是粉体色母料的混合分散问题，如果分散不匀，除导致单丝出现色花现象；其次，从聚四氟乙烯单丝制取工艺做进一步分析，目前单丝制取的“挤出”和“膜切”两种工艺中，都需要糊料颗粒在推压挤出过程中达到最大程度的黏合(嵌合)，才能保证单丝在后序烧结过程中有较好的熔结，从而顺利完成高倍牵伸过程中的分子链之间的联结和取向，实现最好的单丝强力。而在掺用粉体色母料时，为混合均匀，则需要充分的搅拌来分散色料，而这种过度的机械或人工搅拌，将使分散树脂颗粒被揉结为团粒，将严重影响挤压丝(条)中的颗粒黏合；同时，具有一定粒径粉体颗粒也会在熔烧过程间断聚四氟乙烯的长链分子之间的联结，导致单丝不能承受高倍牵伸力，从而增加断头率，甚至无法实现单丝的连续长度，满足缝纫线的生产要求。所以，使用粉体色母料添加的方法生产聚四氟乙烯彩色单丝也是不可行的。

因此，如何使用能使着色材料与聚四氟乙烯分散树脂均匀混合，制成的单丝色彩均匀，品质好，生产效率高，同时又具有不低于聚四氟乙烯本色单丝的耐温性、耐腐蚀以及力学性能，成为制造聚四氟乙烯彩色单丝的技术关键。

发明内容

本发明旨在提供一种聚四氟乙烯彩色单丝，具体指一种通过将聚四氟乙烯树脂、着色色浆、助挤剂混合为有色糊料，再使用“糊料挤出法”工艺制取彩色原丝后，再将彩色原丝通过并丝和复烧结、牵伸工艺过程制成高强度、色彩均匀，条干匀整，不起毛的彩色单丝。

本发明中，优选的原料组份是：聚四氟乙烯分散树脂(基料)、油性溶剂型氟基色浆，助挤剂为烷烃基轻质白油。聚四氟乙烯树脂为相对密度2.18-2.20的分散树脂；助挤剂闪点80-120℃，色浆颜料为色粒大于4000目的悬浮氟基溶剂色浆。每100份三组份混合物中，基料、助挤剂与着色色浆配比为(80-90)：(18-9.5)：(2-0.5)。

本发明中首先将定量色浆与定量助挤油剂两个组份先行混合均匀，并立即使用；

本实发明需要将色浆与助剂挤共混液通过喷淋方式添加入聚四氟乙烯分散树脂，是在进行机械混料开始后，使用喷淋装置向动态的混料器中添加，喷淋量为100-500ml/min。本混料是顺时针方向和逆时针方向等时的机械交替反向旋转混合。混料装置为桶状密闭器皿，助挤与色浆混合液通过输送管道进入混料器中喷淋。混料器顺时针旋转2-5分钟后，反向旋转等同时间，旋转速度2-5转/min，每次混料时间为60～120分钟。

本发明需要将基料、助挤剂、色浆混合料放入密闭器皿中，在静止保温状态下储放一定时间间。其储放温度为25-50℃，储放时间 24-48小时。

本发明单丝生产技术路线是“糊料挤出法”，经过混料-挤丝-除油-烧结-牵伸后制成聚四氟乙烯原丝，为得到颜色均匀，线密度均匀，高强力，不起毛的聚四氟乙烯，再进行原丝加捻，其后，将两根或多根加捻原丝并丝，将并丝再次通过热熔烧结、牵伸后最终制成彩色单丝；

由上述工艺过程可以看出，本发明的核心创新点在于：

1、选用与助剂挤能够相溶的油性色浆。

2、将色浆与助剂挤首先混合，形成共混液。

3、共混液动态下注入。混料开始，使用油泵喷淋式注入色浆与助剂挤共混液。

4、交替反向旋转向混料。糊料混合装置中，基料与助剂挤、色浆共混液的溶合是交替反向的转动，避免多维向转动或搅拌，使松软的树脂颗粒被多向挤压、碰撞后结成揉搓团粒，影响推压挤丝过程中原料颗粒黏结、嵌合，从而造成挤出的生丝强力较弱，导致后序烧结牵伸中断头率升高，影响产品质量和制成率。

5、密闭保温静止储放。其意义在于：密闭可防止助剂挤挥发；一定时间的保温静止储放，可使糊料中的油性物质在温化过程中更具有活性，能更好地渗透、分布于基料之中，进一步增加基料、助剂挤、色料的混合均匀性。

6、加捻与并丝。将原丝进行加捻、并丝后，再次烧结、牵伸，旨在通过加捻的捻力绞合，使在高倍牵伸状态下呈单一取向的单丝内部的原纤，在一个捻回中得到斜对角方向的绞联扭合，以降低单丝起毛程度并增加单丝强力；并丝，旨在通过条干互补增加单丝颜色均匀性和条干(线密度)匀整度。

附图说明

图1本发明专利产品实现的基本工艺路线图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一

步骤一，优选国产某公司204牌号聚四氟乙烯分散树脂，相对密度2.18；优选国产某公司D90牌号轻质白油和国产某公司4000号氟基色浆。按照聚四氟乙烯分散树脂(基料)、助挤剂、色浆80：19： 1的比例，配置。

步骤二，将色浆注入盛有助挤白油的容器内进行不间断玻璃棒搅动5分钟。于此同时，基料装入自转滚筒式混料器，按照顺时针5分钟、逆时针5分钟设定，朝两个方向交替旋转，旋转速度2次/min，持续旋转120分钟。

步骤三，助挤剂与色浆共混液通过油泵注入混料器，喷嘴为雾状喷嘴，喷洒计量500ml/min，共混液喷淋注入同时，混料器不停止运转。

骤三：将步骤二混合的糊料装入窄口不锈钢容器内，加盖后用缠绕膜缠绕密封，放入电热储藏箱体装置内，箱内温度40℃，储放时间48h。

步骤四：将满足步骤三条件的糊料通过压坯、挤丝、脱脂(除油)、烧结、牵伸等普通聚四氟乙烯单丝“挤丝法”工艺得到线密度550dtex 的聚四氟乙烯彩色原丝。

步骤五：选步骤四制得的彩色原丝3根进行加捻，捻度

400～550T/m，其后将加捻后，再通过反捻并丝，并丝捻度350～500T/m。

步骤六：将步骤五制得的并丝进入复烧结、牵伸装置，加热温度 350～380℃，受热运行行程2-5m，进出线速度速比为1：2～5，复制得 550±30dtex的再烧结牵伸单丝，即为本发明终端产品——聚四氟乙烯彩色单丝，并将单丝使用收丝装置收丝成筒即为成品。

通过以上步骤制取的550dtex聚四氟乙烯彩色单丝，基本技术指标为：

线密度：550±30dtex

断裂强度≥3cN/dtex

断裂延伸率4-8％

热缩率：≤3％

耐酸碱性：优

耐紫外照射：优

以上所述，仅为本发明专利的一例具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本专利所揭露的技术范围内，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。因此，本专利的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种聚四氟乙烯彩色单丝，具体是指分散树脂与着色剂、助挤剂共混液溶混成糊料，再使用“糊料挤出法”工艺制取彩色单丝丝条，其后，再通过加捻、并丝、复牵伸后制成的聚四氟乙烯彩色单丝，其特征在于：它是以聚四氟乙烯分散树脂为基料，以油性含氟色浆为着色颜料，通过色浆与助挤剂首先进行混合后再与基料溶合为糊料；糊料需要进行动态混合和保温静止储放过程；使用糊料挤出法制取原丝后，还需要再进行原丝加捻、并线、复烧结、牵伸，最终制成彩色单丝。

2.根据如权利要求1所述的一种聚四氟乙烯彩色单丝，其特征在于：用于与助挤剂共混的着色剂为油性溶剂型氟基色浆。

3.根据如权利要求1所述的一种聚四氟乙烯彩色单丝，其特征在于：聚四氟乙烯分散树脂与色浆、助挤剂的混合中，是首先将色浆与助挤剂两种溶液共混后，再与基料进行搅拌溶合；共混液在混料器的运动状态下，通过油泵喷以洒方式注入基料。

4.根据如权利要求1所述的一种聚四氟乙烯分散彩色单丝，其特征在于：糊料的动态混合，是指使用机械混料装置，在密闭状态下，进行持续一定时间的交替反向旋转，促使粉料与共混液溶合均匀。

5.根据如权利要求1所述的一种聚四氟乙烯彩色单丝，其特征在于：糊料的保温储放，是指在一定温度条件下持续一定时间的静止存放。

6.根据如权利要求1所述的一种聚四氟乙烯分散彩色单丝，其特征在于：糊料挤出法制取原丝后的加捻、并丝、复烧结、牵伸，是将使用糊料挤出工艺制取的原丝（指未经任何再加工的初始单丝）进行单根丝线加捻后，再把加捻丝进行包括两根并不限两根的并丝，其后，将并丝进行第二次高温烧结和牵伸，制成高强力、色彩均匀，条干匀整、不起毛的彩色聚四氟乙烯单丝。