专利名称：一种耐高温聚酰胺皮芯复合纤维及其制备方法
技术领域：
本发明涉及聚酰胺纤维，尤其涉及一种耐高温聚酰胺皮芯复合纤维及其制备方法。
背景技术：
聚酰胺纤维具有强度高、回弹性好、耐磨耐腐蚀等优异的性能，因而广泛应用于各种领域。美中不足的是传统的脂肪族聚酰胺纤维(例如PA6、PA66等)耐热性不佳，在150°C 时历经5小时即变黄，170°C开始软化，到215°C开始熔化，且耐酸性较差。这就限制了尼龙纤维在高温条件及特殊化学条件下的应用。由于在聚酰胺分子链中引入了芳香环，半芳香族聚酰胺的耐热性和力学性能得到提高，吸水率降低，并具有良好的耐化学腐蚀性。用半芳香族聚酰胺纺制的纤维具有高耐热性，在高温下蠕变小、收缩率低及具有很好的机械性能，高柔软性、优异的耐磨性、优异的尺寸稳定性、良好的耐化学性、良好的与橡胶的粘合性，尤其适用于150°C以上的高温环境及特殊化学环境。但是半芳香族尼龙成本较高，价格昂贵，难以广泛应用。
发明内容
本发明就是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种耐高温聚酰胺皮芯复合纤维及其制备方法，该复合纤维是半芳香族聚酰胺和脂肪族聚酰胺的皮芯复合纤维，具有优异的耐高温性能、优良的热稳定性和形态稳定性、良好的耐化学腐蚀性。本发明的目的通过以下技术方案来实现
一种耐高温聚酰胺皮芯复合纤维，所述皮芯复合纤维以半芳香族尼龙为皮层，以PA6 或PA66为芯层；所述皮层与芯层的组分重量比为30-70 :70-30。所述半芳香族尼龙的结构式如下
厂 0 广_, OHΗ
Il /广、、\ Il II
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V A
其中，7彡η彡16，优选的，η为9-14;
50 <聚合度XS 200，优选的，聚合度X为80-150。—种耐高温聚酰胺皮芯复合纤维的制备方法，包括以下步骤
将半芳香族尼龙切片，ΡΑ6或ΡΑ66切片，真空干燥后分别加入双螺杆纺丝机进行熔融复合纺丝，经熔体管道进入皮芯型复合纺丝组件喷出，再经环吹风冷却、进行油轮上油，牵伸、卷绕、热定型，最后制得耐高温聚酰胺皮芯复合纤维。所述半芳香族尼龙切片、ΡΑ6或ΡΑ66切片分别在真空转鼓中干燥，干燥温度为 80-130°C，干燥时间为5-Mh。所述皮芯复合纤维皮层半芳香族尼龙的纺丝螺杆温度为一区270-310°C，二区290-330°C,三区290-350°C，四区290_350°C，弯管法兰区；所述皮芯复合纤维芯层PA6或PA66的纺丝螺杆温度为一区260-285°C，二区270_295°C，三区275_295°C， 四区275-295°C，弯管法兰区275-305°C ；所述皮芯型复合纺丝组件复合纺丝箱体的温度为 285-345 "C。所述环吹风冷却的速度为0. 2-0. 6 m/s,吹风温度为19_25 V。所述牵伸过程中第一热辊温度为50-100°C，第二热辊温度为100-170 °C，牵伸倍数为2-5倍。所述松弛热定型温度为110_170°C。所述纺丝速度为2000-6000m/min。所述复合纺丝过程中控制纺丝机计量泵的供量，调节皮层半芳香族尼龙与芯层 PA6或PA66的组分重量比为30-70 :70_30。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果
本发明提供了一种由半芳香族聚酰胺和脂肪族聚酰胺通过复合纺丝制备的具有皮芯结构的复合纤维，较之单组份半芳香族聚酰胺纤维，成本大大减少；较之单组份脂肪族聚酰胺纤维，其使用温度大大提高，耐热性及物理机械性能提高，具有更优良的热稳定性和形态稳定性、良好的耐化学腐蚀性及耐磨性等优点，可广泛用于国防军工、工业、民用等领域，尤其适用于各种高温环境及特殊化学环境。
具体实施例方式下面结合各实施例详细描述本发明。实施例1
原料聚对苯二甲酰庚二胺PA7T切片、PA6切片；
将PA7T切片在100 °C干燥6h，PA6切片在80°C干燥他后，经过双螺杆纺丝机进行复合纺丝。PA7T的纺丝螺杆温度为一区300°C，二区330 °C，三区:350°C，四区；350 °C，弯管法兰区345°C ；PA6的纺丝螺杆温度为一区270°C，二区280°C，三区285°C，四区285°C， 弯管法兰区285°C ；复合纺丝箱体温度为340°C ；环吹风冷却，其速度为0. 6 m/s，吹风温度为25 °C ；纺丝速度为5000m/min。控制二组分计量泵的供量，使PA7T/PA6 二组份比例为 70/30。牵伸过程中，其第一热辊温度100°C，第二热辊温度170°C，牵伸倍数为3倍。松弛热定型温度为170°C。纺制的耐高温聚酰胺皮芯PA7T/PA6复合纤维断裂强度为95cN/tex，断裂伸长率为6%，耐高温范围为150-270 °C。实施例2
原料聚对苯二甲酰癸二胺PAlOT切片、PA66切片；
将PAlOT切片在110°C干燥12h，PA66切片在90°C干燥IOh后，经过双螺杆纺丝机进行复合纺丝。PAlOT的纺丝螺杆温度为一区280°C，二区330 °C，三区340°C，四区；340 °C， 弯管法兰区340°C ；PA66的纺丝螺杆温度为一区275°C，二区^0°C，三区^5°C，四区 295°C，弯管法兰区305°C ；复合纺丝箱体温度为335°C ；环吹风冷却，其速度为0. 4 m/s，吹风温度为23 °C;纺丝速度为4000m/min。控制二组分计量泵的供量，使PA10T/PA66 二组份比例为60/40。牵伸过程中，其第一热辊温度90°C，第二热辊温度150°C，牵伸倍数为4倍。松弛热定型温度为150°C。纺制的耐高温聚酰胺皮芯PA10T/PA66复合纤维断裂强度为90cN/tex，断裂伸长率为10%，耐高温范围为150-270 °C。实施例3
原料聚对苯二甲酰1，14-十四碳二胺PA14T切片、PA66切片； 将PA14T切片在120 °C干燥20h，A66切片在95°C干燥1 后，经过双螺杆纺丝机进行复合纺丝。PA14T的纺丝螺杆温度为一区270°C，二区四0 °C，三区300°C，四区300 °C， 计量泵温度300 V，弯管法兰区315°C ；PA66的纺丝螺杆温度为一区280°C，二区295°C， 三区295°C，四区290°C，弯管法兰区300°C ；复合纺丝箱体温度为330°C ；环吹风冷却，其速度为0.3 m/s，吹风温度为20 °C ；纺丝速度为3000m/min。控制二组分计量泵的供量，使 PA14T/PA66 二组份比例为40/60。牵伸过程中，其第一热辊温度80°C，第二热辊温度130°C， 牵伸倍数为5倍。松弛热定型温度为130°C。纺制的耐高温聚酰胺皮芯PA14T/PA66复合纤维断裂强度为80cN/tex，断裂伸长率为20%，耐高温范围为150-270 °C。实施例4
一种耐高温聚酰胺皮芯复合纤维的制备方法，包括以下步骤
将半芳香族尼龙PA9T (聚合度为200)切片，PA6切片，在真空转鼓中80°C干燥Mh， 然后分别加入双螺杆纺丝机进行熔融复合纺丝，纺丝速度为2000m/min。控制纺丝机计量泵的供量，调节PA9T与PA6的组分重量比为30 :70，经熔体管道进入皮芯型复合纺丝组件喷出，再经环吹风冷却、进行油轮上油，牵伸、卷绕、热定型，最后制得耐高温聚酰胺皮芯复合纤维，以PA9T为皮层，以PA6为芯层。其中，PA9T的纺丝螺杆温度为一区310°C，二区 330°C,三区350°C，四区350°C，弯管法兰区345°C;PA6的纺丝螺杆温度为一区285°C，二区295°C，三区295°C，四区295°C，弯管法兰区305°C ；复合纺丝箱体的温度为345°C。环吹风冷却的速度为0.2 m/s，吹风温度为19°C。牵伸过程中第一热辊温度为100°C，第二热辊温度为170 °C，牵伸倍数为5倍。松弛热定型温度为170°C。实施例5
一种耐高温聚酰胺皮芯复合纤维的制备方法，包括以下步骤
将半芳香族尼龙PA16T(聚合度为50)切片，PA66切片，在真空转鼓中130°C干燥证，然后分别加入双螺杆纺丝机进行熔融复合纺丝，纺丝速度为6000m/min。控制纺丝机计量泵的供量，调节PA16T与PA66的组分重量比为30 :30，经熔体管道进入皮芯型复合纺丝组件喷出，再经环吹风冷却、进行油轮上油，牵伸、卷绕、热定型，最后制得耐高温聚酰胺皮芯复合纤维，以PA16T为皮层，以PA66为芯层。其中，PA16T的纺丝螺杆温度为一区270°C，二区 290°C,三区290°C，四区290°C，弯管法兰区285°C ；PA66的纺丝螺杆温度为一区260°C， 二区270°C，三区275°C，四区275°C，弯管法兰区275°C;复合纺丝箱体的温度为沘51。环吹风冷却的速度为0.6 m/s，吹风温度为25 °C。牵伸过程中第一热辊温度为50°C，第二热辊温度为100°C，牵伸倍数为2倍。松弛热定型温度为110°C。实施例6
一种耐高温聚酰胺皮芯复合纤维的制备方法，包括以下步骤
将半芳香族尼龙PA12T (聚合度为150)切片，PA6切片，在真空转鼓中100°C干燥15h，CN 102534831 A然后分别加入双螺杆纺丝机进行熔融复合纺丝，纺丝速度为4500m/min。控制纺丝机计量泵的供量，调节PA12T与PA6的组分重量比为50 :50，经熔体管道进入皮芯型复合纺丝组件喷出，再经环吹风冷却、进行油轮上油，牵伸、卷绕、热定型，最后制得耐高温聚酰胺皮芯复合纤维，以PA12T为皮层，以PA6为芯层。其中，PA12T的纺丝螺杆温度为一区290°C，二区 300°C,三区320°C，四区330°C，弯管法兰区340°C;PA6的纺丝螺杆温度为一区270°C，二区280°C，三区280°C，四区290°C，弯管法兰区300°C ；复合纺丝箱体的温度为300°C。环吹风冷却的速度为0. 5m/s，吹风温度为22°C。牵伸过程中第一热辊温度为80°C，第二热辊温度为120°C，牵伸倍数为4倍。松弛热定型温度为150°C。 以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
权利要求
1.一种耐高温聚酰胺皮芯复合纤维，其特征在于，所述皮芯复合纤维以半芳香族尼龙为皮层，以PA6或PA66为芯层；所述皮层与芯层的组分重量比为30-70 :70_30。
2.如权利要求1所述的一种耐高温聚酰胺皮芯复合纤维，其特征在于，所述半芳香族尼龙的结构式如下厂 0 ^^ OH Η _」χ其中，7彡η彡16，优选的，η为9-14;50 <聚合度XS 200，优选的，聚合度X为80-150。
3.—种如权利要求1所述的耐高温聚酰胺皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤将半芳香族尼龙切片，ΡΑ6或ΡΑ66切片，真空干燥后分别加入双螺杆纺丝机进行熔融复合纺丝，经熔体管道进入皮芯型复合纺丝组件喷出，再经环吹风冷却、进行油轮上油，牵伸、卷绕、热定型，最后制得耐高温聚酰胺皮芯复合纤维。
4.如权利要求3所述的一种耐高温聚酰胺皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述半芳香族尼龙切片、ΡΑ6或ΡΑ66切片分别在真空转鼓中干燥，干燥温度为80-130°C，干燥时间为5-Mh。
5.如权利要求3所述的一种耐高温聚酰胺皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述皮芯复合纤维皮层半芳香族尼龙的纺丝螺杆温度为一区270-310°C，二区290-330°C， 三区290-350 °C，四区290-350 °C，弯管法兰区285-345 °C ；所述皮芯复合纤维芯层PA6 或PA66的纺丝螺杆温度为一区260-285 °C，二区270-295 °C,三区275-295 °C，四区 275-295 °C，弯管法兰区275-305 °C ；所述皮芯型复合纺丝组件复合纺丝箱体的温度为 285-345 "C。
6.如权利要求3所述的一种耐高温聚酰胺皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述环吹风冷却的速度为0.2-0. 6 m/s，吹风温度为19-25 °C。
7.如权利要求3所述的一种耐高温聚酰胺皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述牵伸过程中第一热辊温度为50-100°C，第二热辊温度为100-170 V，牵伸倍数为2_5倍。
8.如权利要求3所述的一种耐高温聚酰胺皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述松弛热定型温度为110-170°C。
9.如权利要求3所述的一种耐高温聚酰胺皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述纺丝速度为2000-6000m/min。
10.如权利要求3所述的一种耐高温聚酰胺皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述复合纺丝过程中控制纺丝机计量泵的供量，调节皮层半芳香族尼龙与芯层PA6或PA66的组分重量比为30-70 :70-30。
全文摘要
本发明公开了一种耐高温聚酰胺皮芯复合纤维，以半芳香族尼龙为皮层，以PA6或PA66为芯层；皮层与芯层的组分重量比为30-7070-30。本发明是由半芳香族聚酰胺和脂肪族聚酰胺通过复合纺丝制备的具有皮芯结构的复合纤维，较之单组份半芳香族聚酰胺纤维，成本大大减少；较之单组份脂肪族聚酰胺纤维，其使用温度大大提高，耐热性及物理机械性能提高，具有更优良的热稳定性和形态稳定性、良好的耐化学腐蚀性及耐磨性等优点，可广泛用于国防军工、工业、民用等领域，尤其适用于各种高温环境及特殊化学环境。
文档编号D01D5/34GK102534831SQ20101060425
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者李晓琳 申请人:上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司