本发明涉及一种聚偏氟乙烯聚酯复合单丝及其制备方法。
背景技术：
现有聚酯单丝耐酸性良好，耐碱性弱，在化学过滤尤其耐酸碱方面的应用受到限制；另一方面，聚偏氟乙烯虽然具备良好的耐酸碱性能，但因其价格昂贵，从而实际的性价比不够高。
聚酯与聚偏氟乙烯相容性差，采用传统的皮芯复合结构，容易出现皮芯剥离的现象，导致单丝纺丝、网不成型困难，后期使用效果也不理想。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种可以有效解决皮芯剥离问题，产品质量好的聚偏氟乙烯聚酯复合单丝及其制备方法。
本发明的技术解决方案是：
一种聚偏氟乙烯聚酯复合单丝，其特征是：所述聚偏氟乙烯聚酯复合单丝为皮芯复合结构，芯层为聚对苯二甲酸丁二醇酯，皮层为聚偏氟乙烯；所述芯层的质量百分比为51-80%，皮层的质量百分比为20-49%；所述聚偏氟乙烯聚酯复合单丝的直径为0.08-1.2mm，且复合单丝的物理特性满足：
a、断裂强度3.0~4.0cn/dtex；
b、断裂伸长率15~35%；
c、沸水收缩率6~12%；
d、干热收缩率10~16%。
所述聚偏氟乙烯的熔融指数为15~25g/10min；所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的相对粘度为1.1~1.3dl/g；复合单丝的芯层的截面为六缺圆形。
一种聚偏氟乙烯聚酯复合单丝的制备方法，其特征是：包括以下步骤：
（1）原料准备：将聚对苯二甲酸丁二醇酯切片在130℃除湿干燥4~8小时；将聚偏氟乙烯切片在100℃下除湿干燥4~8小时；
（2）复合纺丝：将皮层材料熔体和芯层材料熔体通过各自计量泵计量后进入复合纺丝箱体，然后通过皮芯复合喷丝组件进行纺丝，纺丝温度为240~270℃；
（3）冷却成型：采用液体对丝条进行冷却，冷却液由去离子水、抗静电剂、和乳化剂组成。其中水的质量比为95~98%，抗静电剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的质量比为0.5~1.5%，乳化剂聚乙二醇脂肪酸酯1.5~3.5%，冷却液温度为10-40℃；
（4）采用2级拉伸一级定型，一级拉伸为热水拉伸、拉伸温度70-93℃、拉伸倍率3.2~4.0倍，二级拉伸采用热风拉伸、拉伸温度140~180℃、拉伸倍率1.08~1.40倍，定型温度180~220℃、松弛率2~5%。
本发明有效解决了皮芯剥离问题，提高了产品质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是聚偏氟乙烯聚酯复合单丝芯层截面示意图。
本发明中实施例中的指标采用下述方法来测定。
（1）纤度（dtex）的测试
工具：缕纱测长仪、分析天平、工作记录簿
方法：
①取一根单丝，绕于缕纱测长仪上，设定圈数50，卷绕；
②取下，使用分析天平称重，记录重量m(g)；
纤度（dtex）=m*200
③重复上述步骤3次，取平均值。
（2）强度测试
工具：拉伸试验机、电脑、工作记录簿
方法：
①使用拉伸试验机测得单丝的断裂强力an，及断裂伸长率；
②强度（cn/dtex）=a*100/纤度（dtex）
③重复上述步骤3次，取平均值。
（3）沸水收缩率
工具：电磁炉、米尺、网袋、计时器
方法：
①取一根单丝，量出长度100cm，贴好标签，放入网袋中；
②把电磁炉的水加热至沸腾，放入网袋，计时10min取出；
③取出样品，用米尺测量经沸水处理后的长度bcm；
沸水收缩率=（100-b）/100
④重复上述步骤3次，取平均值。
（4）干热收缩率
工具：鼓风干燥箱、米尺、测量皿、计时器
方法：
①取一根单丝，量出长度100cm，放入测量皿中；
②烘箱设定温度150℃，保温30min后，放入测量皿，计时10min；
③取出样品，用米尺测量经干热处理后的长度ccm
沸水收缩率=（100-c）/100
④重复上述步骤3次，取平均值。
实施例1：
将除湿干燥后水分约50ppm，相对粘度1.1的聚对苯二甲酸丁二醇酯切片通过单螺杆挤出机，挤出机各区温度为240℃、250℃、260℃，使之熔融，流入计量泵，准确计量后进入组件芯层中。
将除湿干燥后水分率约50ppm，融指15g/10min的聚偏氟乙烯切片通过单螺杆挤出机，挤出机各区温度为230℃、240℃、250℃，使之熔融，流入计量泵，准确计量后进入组件皮层中。
采用复合纺丝技术，使用皮芯复合喷丝板，皮芯截面为圆形，芯层形状为六缺圆形，皮芯质量比例为40/60，经过液体冷却，液体为质量比95%的水、3.5%乳化剂聚乙二醇脂肪酸酯、1.5%抗静电剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐，冷却水温20℃，采用两级拉伸一级定型工艺，设定三牵速度100m/min，一级拉伸采用热水80℃*3.6倍，二级拉伸采用热风140℃*1.2倍，热风定型温度180℃，松弛2%，制得直径为0.20mm的聚偏氟乙烯聚对苯二甲酸丁二醇酯皮芯单丝。
单丝强度为3.3cn/dtex，断裂伸长率为25%，沸水收缩率为8%，干热收缩率为12%。
实施例2：
将除湿干燥后水分约50ppm，相对粘度1.1的聚对苯二甲酸丁二醇酯切片通过单螺杆挤出机，挤出机各区温度为240℃、250℃、260℃，使之熔融，流入计量泵，准确计量后进入组件芯层中。
将除湿干燥后水分率约50ppm，融指15g/10min的聚偏氟乙烯切片通过单螺杆挤出机，挤出机各区温度为230℃、240℃、250℃，使之熔融，流入计量泵，准确计量后进入组件皮层中。
采用复合纺丝技术，使用皮芯复合喷丝板，皮芯截面为圆形，芯层形状为六缺圆形，皮芯质量比例为30/70，经过液体冷却，液体为质量比95%的水、3.5%乳化剂聚乙二醇脂肪酸酯、1.5%抗静电剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐构成，冷却水温20℃，采用两级拉伸一级定型工艺，设定三牵速度100m/min，一级拉伸采用热水80℃*3.6倍，二级拉伸采用热风140℃*1.2倍，热风定型温度180℃，松弛2%，制得直径为0.20mm的聚偏氟乙烯聚对苯二甲酸丁二醇酯皮芯单丝。
单丝强度为3.6cn/dtex，断裂伸长率为25%，沸水收缩率为8%，干热收缩率为12%。
实施例3：
将除湿干燥后水分约50ppm，相对粘度1.3的聚对苯二甲酸丁二醇酯切片通过单螺杆挤出机，挤出机各区温度为240℃、250℃、260℃，使之熔融，流入计量泵，准确计量后进入组件芯层中。
将除湿干燥后水分率约50ppm，融指15g/10min的聚偏氟乙烯切片通过单螺杆挤出机，挤出机各区温度为230℃、240℃、250℃，使之熔融，流入计量泵，准确计量后进入组件皮层中。
采用复合纺丝技术，使用皮芯复合喷丝板，皮芯截面为圆形，芯层形状为六缺圆形，皮芯质量比例为40/60，经过液体冷却，液体为质量比95%的水、3.5%乳化剂聚乙二醇脂肪酸酯、1.5%抗静电剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐构成，冷却水温20℃，采用两级拉伸一级定型工艺，设定三牵速度100m/min，一级拉伸采用热水80℃*3.6倍，二级拉伸采用热风140℃*1.2倍，热风定型温度180℃，松弛2%，制得直径为0.20mm的聚偏氟乙烯聚对苯二甲酸丁二醇酯皮芯单丝。
单丝强度为3.6cn/dtex，断裂伸长率为25%，沸水收缩率为8%，干热收缩率为12%。
实施例4：
将除湿干燥后水分约50ppm，相对粘度1.1的聚对苯二甲酸丁二醇酯切片通过单螺杆挤出机，挤出机各区温度为240℃、250℃、260℃，使之熔融，流入计量泵，准确计量后进入组件芯层中。
将除湿干燥后水分率约50ppm，融指15g/10min的聚偏氟乙烯切片通过单螺杆挤出机，挤出机各区温度为230℃、240℃、250℃，使之熔融，流入计量泵，准确计量后进入组件皮层中。
采用复合纺丝技术，使用皮芯复合喷丝板，皮芯截面为圆形，芯层形状为六缺圆形，皮芯质量比例为30/70，经过液体冷却，液体为质量比95%的水、3.5%乳化剂聚乙二醇脂肪酸酯、1.5%抗静电剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐构成，冷却水温20℃，采用两级拉伸一级定型工艺，设定三牵速度100m/min，一级拉伸采用热水80℃*3.6倍，二级拉伸采用热风140℃*1.4倍，热风定型温度180℃，松弛2%，制得直径为0.20mm的聚偏氟乙烯聚对苯二甲酸丁二醇酯皮芯单丝。
单丝强度为4.0cn/dtex，断裂伸长率为18%，沸水收缩率为12%，干热收缩率为15%。
1.一种聚偏氟乙烯聚酯复合单丝，其特征是：所述聚偏氟乙烯聚酯复合单丝为皮芯复合结构，芯层为聚对苯二甲酸丁二醇酯，皮层为聚偏氟乙烯；所述芯层的质量百分比为51-80%，皮层的质量百分比为20-49%；所述聚偏氟乙烯聚酯复合单丝的直径为0.08-1.2mm，且复合单丝的物理特性满足：
（1）断裂强度3.0~4.0cn/dtex；
（2）断裂伸长率15~35%；
（3）沸水收缩率6~12%；
（4）干热收缩率10~16%。
2.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯聚酯复合单丝，其特征是：所述聚偏氟乙烯的熔融指数为15~25g/10min；所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的相对粘度为1.1~1.3dl/g。
3.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯聚酯复合单丝，其特征是：所述复合单丝的芯层的截面为六缺圆形。
4.一种聚偏氟乙烯聚酯复合单丝的制备方法，其特征是：包括以下步骤：
（1）原料准备：将聚对苯二甲酸丁二醇酯切片在130℃除湿干燥4~8小时；将聚偏氟乙烯切片在100℃下除湿干燥4~8小时；
（2）复合纺丝：将皮层材料熔体和芯层材料熔体通过各自计量泵计量后进入复合纺丝箱体，然后通过皮芯复合喷丝组件进行纺丝，纺丝温度为240~270℃；
（3）冷却成型：采用液体对丝条进行冷却，冷却液由去离子水、抗静电剂、和乳化剂组成；其中水的质量比为95~98%，抗静电剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的质量比为0.5~1.5%，乳化剂聚乙二醇脂肪酸酯1.5~3.5%，冷却液温度为10-40℃；
（4）拉伸定型：采用2级拉伸一级定型，一级拉伸为热水拉伸、拉伸温度70-93℃、拉伸倍率3.2~4.0倍，二级拉伸采用热风拉伸、拉伸温度140~180℃、拉伸倍率1.08~1.40倍，定型温度180~220℃、松弛率2~5%。
技术总结