本发明涉及一种高强度聚乙烯单丝的生产方法。 现今国内外在捕捞业中使用的渔网丝主要的是锦纶丝和聚乙烯丝。聚乙烯丝因强度低,透明度差,只能合股做拖网,不适用于做流刺网。目前我国使用的流刺网都是用锦纶丝,但是,锦纶胶丝和其生产原料一已内酰胺远远满足不了我国的需求量,每年用大量外汇购买,从而影响了捕捞业的发展。
本发明的任务是提供生产高强度聚乙烯涣网丝的生产方法,将聚乙烯塑料进行物理复合改性或化学交联改性,使它的技术性能达到锦纶渔网丝的指标,以替代锦纶渔网丝,使用在流刺网上。
本发明的技术解决方案之一是以高密度聚乙烯为基料,加入热塑性弹性体及成核助剂苯甲酸、低密度聚乙烯经混料、挤出抽丝进行物理复合改性之后再经冷却、牵引、热水槽加热、牵伸、热烘箱加热、牵伸、热烘箱定型,收线等工序完成高强度聚乙烯渔网丝生产。复合物中高密度聚乙烯、热塑性弹性体及低密度聚乙烯的重量百份比为:
高密度聚乙烯 85-90
热塑性弹性体 7-13
低密度聚乙烯 2-3
苯甲酸量为上三种组份重量总和的0.1~0.5%。
高密度聚乙烯是线型结晶高聚物,柔性,弹性差,且为半透明的乳白色材料。加入热塑性弹性体相当于引进了含两种不同结构的分子,其中一种结构是玻璃相(硬组份),是增加强度的部分,也就相当于物理交联点,另一结构是弹性相(软组份),是提高熵弹性的部分。热塑性弹性体与高密度聚乙烯复合,就使得在高密度聚乙烯的连续相中分散有热塑性弹性相,这样既有提高强度的玻璃相,又有提高弹性的弹性相,从而达到聚乙烯塑料改性地目的。复合物中的成核助剂能使单丝的结晶度下降,以提高单丝的透明度,低密度聚乙烯提高复合物流动性,使单丝柔软。复合物中加入热塑性弹性体可采用橡塑体苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚体、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚体,氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚体、乙烯-醋酸乙烯共聚体或橡胶弹性体乙-丙橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶。
本发明的技术解决方案之二是一种经混料挤出抽丝、冷却、牵引、热水槽加热、牵伸、热烘箱加热、牵伸、热烘箱定型、收线等工序完成的高强度聚乙烯渔网丝的生产方法,主要发明点是往高密度聚乙烯中加入交联剂乙烯三乙氧基硅烷、引发剂过氧化异丙苯、促进剂二月桂酸二丁基锡。使聚乙烯单丝变成交联聚乙烯单丝,以提高涣网丝的抗拉强度。并且引入成核助剂苯甲酸,使交联聚乙烯丝的结晶度下降,而增加其透明度。各组份的重量份数为:
高密度聚乙烯 100
乙烯基三乙氧基硅烷 0.2~0.3
过氧化二异丙苯 0.01~0.05
苯甲酸 0.1~0.5
高密度聚乙烯具有价廉,易成型、单丝相对延伸率合适等特点。但是,比锦纶胶丝抗拉强度低,弹性低而塑性高,透明度低。为了改进高密度聚乙烯丝的这些不足性能,采用两步化学反应步骤:
一、采用硅烷温水交联方法,使聚乙烯单丝变成交联聚乙烯单丝,以提高抗拉强度及弹性。硅烷温水交联化学反应分为两步,第一部是接枝反应:
第二部是交联反应:在温水中处理及发生。
二、将成核助剂苯甲酸引入到交联聚乙烯中,使单丝的结晶度下降,而增加其透明度。
本发明的两个技术解决方案在如下工艺条件下完成。
1)挤出温度
Ⅰ、机头温度 240~270℃
Ⅱ、计量泵温度 270~295℃
Ⅲ、过渡段温度 280~300℃
Ⅳ、挤出机计量段温度 280~300℃
Ⅴ、压缩段温度 200~260℃
Ⅵ、输送段温度 130~160℃
2)压力
挤出机压力 100~130kgf/Cm2
计量泵压力 100~150kgf/Cm2
3)拉伸比 8-10
4)拉伸温度
热水箱温度 95~98℃
热烘箱温度 90~115℃
本发明的优点是:
1、本发明的复合法和交联法便于实施,在原有聚乙烯单丝的生产线上无需改动。
2、复合渔网和交联渔网丝的透明度接近于锦纶渔网丝的透明度。
3、本发明的高强度渔网丝原材料成本低,经济效益高。
一吨锦纶渔网丝(φ0.25mm) 成本1.3万元
一吨交联渔网丝(0.25mm) 成本0.6万元
一吨复合渔网丝 成本0.5万元
4、本方法的渔网丝弹性好,抗拉强度高,其主要技术指标达到锦纶渔网丝的标准,其对比数据列在下列中。
实施例1
复合物组成分别为:
高密度聚乙烯 88公斤
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物 10公斤
低密度聚乙烯 2公斤
苯甲酸 0.15公斤
在机头温度247℃,计量泵温度292℃,过度段温度290℃,挤出机计量段温度285℃,压缩温度210℃,输送段温度155℃,挤出机压力120kgf/cm2,计量泵压力100kgf/cm2,拉伸比9.5,热水箱温度95℃,热烘箱温度90℃条件下生产的复合渔网丝各项技术指标为:
实施例2
交联物各组份的重量为:
高密度聚乙烯 100公斤
乙烯基三乙氧基硅烷 0.3公斤
过氧化二异丙苯 0.01公斤
二月桂酸二丁基锡 0.1公斤
苯甲酸 0.2公斤
在机头温度243℃,计量泵温度270℃,过渡段温度280℃,挤出机计量段温度285℃,压缩段温度230℃,输送段温度155℃,挤出压力110kgf/cm2,计量泵压力140kgf/cm2,拉伸比8.4,热水箱温度90℃,热烘箱温度95℃下生产的交联聚乙烯渔网丝的各项技术指标为: