專利名稱：網箱箱體與拖網漁具用單絲制備方法
技術領域：
本發明涉及水產技術領域中網箱與拖網漁具用單絲的制備方法。
背景技術：
農業科學水產技術領域中的水產養殖網箱與拖網漁具為人類獲得水產蛋白質發揮了重要作用。水產養殖網箱箱體與拖網漁具制作用基體纖維材料的耐磨性、斷裂強度和適配性優劣對網箱與拖網漁具作業中的原材料消耗以及碳排放有著十分重要的影響，以耐磨、高強和適配性好的基體纖維材料制作的網箱箱體與拖網漁具在漁業生產中可實現網箱與拖網漁具作業的降耗減排，可發展低碳型和氣候友好型水產網箱養殖業及遠洋拖網漁業。普通乙綸單絲(簡稱PE單絲)為現有水產技術領域網箱箱體與拖網漁具制作用主要基體纖維材料。現有水產技術領域網箱箱體與拖網漁具制作用普通PE單絲以高密度聚乙烯(HDPE)樹脂為原料、紡絲加熱介質為水、采用傳統的熔融紡絲工藝，導致普通PE單絲存在耐磨性較差、斷裂強度較低以及適配性較差的缺陷。由于普通PE單絲的斷裂強度低，導致普通PE單絲下游(即后道工序)網箱箱體與拖網漁具產品在漁業生產中易破損，給網箱箱體與拖網漁具用戶造成重大損失，因此，普通PE單絲還存在耐磨性較差、斷裂強度較低以及適配性較差的缺陷，難以滿足現代水產技術領域網箱箱體與拖網漁具降耗減排、發展低碳漁業的迫切需要。為適應降耗減排以及低碳漁業的發展需要，水產技術領域迫切需要耐磨性好、斷裂強度高以及適配性好的網箱箱體與拖網漁具用降耗減排單絲制備方法，以制備出耐磨性好、斷裂強度高以及適配性好的網箱箱體與拖網漁具用降耗減排單絲，但現有水產技術領域還沒有基于降耗減排的網箱箱體與拖網漁具用單絲制備方法，因此，網箱箱體與拖網漁具用降耗減排單絲制備方法成為現有水產技術領域迫切需要解決的技術難題。網箱箱體與拖網漁具用降耗減排單絲制備方法技術難題的解決不但對提高網箱箱體與拖網漁具的安全性、增加網箱箱體與拖網漁具的抗風浪性能、提升網箱設施與拖網漁具裝備水平、降低網箱箱體與拖網漁具的原材料消耗、減少網箱與拖網漁具作業中的碳排放，而且對提聞網箱與拖網漁具綜合效益具有重大意義。
發明內容
本發明需要解決的技術問題是提供一種基于降耗減排的網箱箱體與拖網漁具用單絲制備方法，以降低水產養殖網箱箱體與拖網漁具的原材料消耗、減少網箱與拖網漁具作業中的碳排放、提高網箱箱體與拖網漁具的安全性、增加網箱箱體與拖網漁具的抗風浪性能、提升網箱設施與拖網漁具裝備水平、提高網箱箱體與拖網漁具綜合效益、推動網箱與拖網漁具生產降耗減排、發展低碳漁業。本發明的技術方案采用攪拌機、雙螺桿擠出機、單螺桿擠出機、兩次牽伸電加熱牽伸機、使用力矩電動機的收絲機、分絲機、紡絲級干燥HDPE樹脂、納米級干燥ZnO和紡絲用松節油助劑，其特征是將過篩處理后紡絲級干燥HDPE樹脂、納米級干燥ZnO和紡絲用松節油助劑混合，紡絲級干燥HDPE樹脂熔融指數應滿足0.6g/10min-l.5g/10min ;納米級干燥ZnO的平均粒徑小于40nm，添加量為紡絲級干燥HDPE樹脂重量的4.6%。-5.2% ;紡絲用松節油助劑添加量為紡絲級干燥HDPE樹脂重量的0.3%-0.4% ;紡絲級干燥HDPE樹脂、納米級干燥ZnO和紡絲用松節油助劑混合后的混合料用攪拌機攪拌至料都拌勻為止，拌勻后的混合料經雙螺桿擠出機進行兩次擠出造粒，獲得共混物粒料；共混物粒料經單螺桿擠出機料筒電加熱區的第I區、第II區、第III區、第IV區的溫控范圍為分別為176°C -1Sl0C,243°C -247°C>264°C -268°C>274°C _279°C熔融擠出，從噴絲孔熔融擠出的初生單絲經過水溫25°C _33°C冷卻水箱低溫水和第一牽伸輥得到冷卻和預牽伸，預牽伸單絲經95°C -98°C高溫第一牽伸水浴槽和第二牽伸輥、109°C _113°C高溫第二牽伸熱油浴槽和第三牽伸輥進行兩次熱牽伸，高溫第二牽伸熱油浴槽以食用植物油或乙二醇作為牽伸加熱介質，預牽伸單絲通過兩次牽伸電加熱牽伸機進行上述兩次熱牽伸總倍數控制在9.0倍-1 1.6倍后采用
5.5kg/cm2-6.0kg/cm2高壓氣流除油后快速冷卻，以使用力矩電動機的收絲機收卷單絲絲束；單絲絲束在分絲張力為單絲斷裂強力的15%-25%下經分絲機分絲為網箱箱體與拖網漁具用降耗減排單絲。 本發明的突出特點是將特殊的紡絲工藝和特殊的改性技術有效地結合起來，本發明在紡絲級干燥HDPE樹脂母料中添加特殊比例的納米級干燥ZnO和紡絲用松節油助劑，通過雙螺桿擠出機共混造粒后再采用特殊紡絲工藝制備出適合水產技術領域降耗減排的網箱箱體與拖網漁具用單絲制備方法，在確保單絲制備過程中出絲正常、牽伸順利的同時，提高了產出單絲的可紡性、耐磨性和斷裂強度，形成了網箱箱體與拖網漁具用降耗減排單絲制備方法。本發明采用的特殊紡絲工藝提高了產出單絲的耐磨性和斷裂強度；本發明特殊比例的納米級干燥ZnO的添加提高了產出單絲的耐磨性和斷裂強度。本發明加工的網箱箱體與拖網漁具用降耗減排單絲產品較現有技術領域普通乙綸單絲具有綜合性能優勢，而且大大提高了其下游網箱箱體與拖網漁具產品的綜合性能。以本發明降耗減排單絲制作的網箱箱體與拖網漁具產品的漁用適配性好、性價比高。相關耐磨試驗及漁業生產試驗結果表明，在其它條件相同的前提下，以本發明技術方案加工的網箱箱體與拖網漁具用降耗減排單絲的耐磨性好，網箱箱體與拖網漁具用降耗減排單絲的耐磨性優于普通乙綸單絲。相關物理機械性能試驗結果表明，采用本方法加工的直徑為0.19mm單絲的網箱箱體與拖網漁具單絲的斷裂強度、斷裂伸長率分別為76.4cN/teX、10% ;網箱箱體與拖網漁具用降耗減排單絲的斷裂強度可較現有SC5005《漁用乙綸單絲》標準優等品指標提高36.4% ;網箱箱體與拖網漁具用降耗減排單絲的斷裂伸長率為10%，這完全符合高性能網箱箱體與拖網漁具加工用單絲斷裂伸長率的要求。在網目斷裂強力相同以及其它條件相同的前提下，若以本發明方法加工單絲的下游降耗減排單絲網片產品來替代網目大小相同的普通漁用乙綸單絲網片，可使網片目腳粗度減小、網片耐磨性提高、相同面積和相同縮結系數下網片重量減輕、相同面積和相同縮結系數下網片原材料消耗減少。在網目斷裂強力相同以及其它條件相同的前提下，以本方法加工單絲的下游降耗減排單絲網片產品來替代網目大小相同的普通漁用乙綸單絲網片，可使相同面積、相同縮結系數和相同拖曳條件下網片拖曳所需的能耗和水阻力減小，網片裝備后的網箱與拖網漁具作業中的能耗和水阻力減少，從而實現網箱與拖網漁具生產的降耗減排，技術效果顯著。在綱索斷裂強力相同以及其它條件相同的前提下，以本方法加工單絲的下游降耗減排單絲綱索產品來替代普通漁用乙綸單絲綱索，可使綱索公稱直徑減小、綱索線密度減小、綱索重量減輕、綱索耐磨性提高、等長度綱索用原材料消耗減少，可使綱索裝備后的網箱與拖網漁具作業中所用能耗減少，使綱索及其裝備后網箱箱體與拖網漁具在作業中所受的水阻力減小，從而實現網箱箱體與拖網漁具的降耗減排，具有顯著技術效果。
具體實施例方式本發明采用攪拌機、雙螺桿擠出機、單螺桿擠出機、兩次牽伸電加熱牽伸機、使用力矩電動機的收絲機、分絲機、紡絲級干燥高密度聚乙烯(HDPE)樹脂、納米級干燥氧化鋅(ZnO)(若納米級干燥ZnO材料受潮，則應進行烘干處理)和紡絲用松節油助劑，本發明將將過篩處理后紡絲級干燥HDPE樹脂(若HDPE樹脂受潮，則應進行烘干、曬干或風干等干燥處理)、納米級干燥ZnO和紡絲用松節油助劑混合，紡絲級干燥HDPE樹脂熔融指數應滿足0.6g/10min-l.5g/10min ;納米級干燥ZnO的平均粒徑小于40nm,添加量為紡絲級干燥HDPE樹脂重量的4.6%0 -5.2%0 ;紡絲用松節油助劑添加量為紡絲級干燥HDPE樹脂重量的
0.3%-0.4% ;紡絲級干燥HDPE樹脂、納米級干燥ZnO和紡絲用松節油助劑混合后的混合料用攪拌機攪拌至料都拌勻為止，拌勻后的混合料經雙螺桿擠出機進行兩次擠出造粒，獲得PE/ZnO共混物粒料；PE/ZnO共混物粒料經單螺桿擠出機料筒電加熱區的第I區、第II區、第III區、第IV區的溫控范圍為分別為 176°C -181°C、243°C -247°C>264°C -268°C>274°C -279°C熔融擠出，從噴絲孔熔融擠出的初生單絲經過水溫25°C _33°C冷卻水箱低溫水和第一牽伸輥得到冷卻和預牽伸，預牽伸單絲經95°C _98°C高溫第一牽伸水浴槽和第二牽伸輥、1090C _113°C高溫第二牽伸熱油浴槽和第三牽伸輥進行兩次熱牽伸，高溫第二牽伸熱油浴槽以食用植物油或乙二醇作為牽伸加熱介質，預牽伸單絲通過兩次牽伸電加熱牽伸機進行上述兩次熱牽伸總倍數控制在9.0倍-11.6倍后采用5.5kg/cm2-6.0kg/cm2高壓氣流除油后快速冷卻，以使用力矩電動機的收絲機收卷單絲絲束；單絲絲束在分絲張力為單絲斷裂強力的15%-25%下經分絲機分絲為網箱箱體與拖網漁具用降耗減排單絲。
權利要求
1.網箱箱體與拖網漁具用單絲制備方法，采用攪拌機、雙螺桿擠出機、單螺桿擠出機、兩次牽伸電加熱牽伸機、使用力矩電動機的收絲機、分絲機、紡絲級干燥HD P E樹月旨、納米級干燥ZnO和紡絲用松節油助劑，其特征是將過篩處理后紡絲級干燥HDPE樹月旨、納米級干燥ZnO和紡絲用松節油助劑混合，紡絲級干燥HDPE樹脂熔融指數應滿足.0.6g/10min-l.5g/10min ;納米級干燥ZnO的平均粒徑小于40nm,添加量為紡絲級干燥HDPE樹脂重量的4.6%o -5.2%o ;紡絲用松節油助劑添加量為紡絲級干燥HDPE樹脂重量的.0.3%-0.4% ;紡絲級干燥HDPE樹脂、納米級干燥ZnO和紡絲用松節油助劑混合后的混合料用攪拌機攪拌至料都拌勻為止，拌勻后的混合料經雙螺桿擠出機進行兩次擠出造粒，獲得共混物粒料；共混物粒料經單螺桿擠出機料筒電加熱區的第I區、第II區、第III區、第IV區的溫控范圍為分別為 176°c -181°C、243°C -247°C >264°C -268°C >274°C _279°C熔融擠出，從噴絲孔熔融擠出的初生單絲經過水溫25V -33°C冷卻水箱低溫水和第一牽伸輥得到冷卻和預牽伸，預牽伸單絲經95°C _98°C高溫第一牽伸水浴槽和第二牽伸輥、109°C _113°C高溫第二牽伸熱油浴槽和第三牽伸輥進行兩次熱牽伸，高溫第二牽伸熱油浴槽以食用植物油或乙二醇作為牽伸加熱介質，預牽伸單絲通過兩次牽伸電加熱牽伸機進行上述兩次熱牽伸總倍數控制在9.0倍-1 1.6倍后采用5.5kg/cm2-6.0kg/cm2高壓氣流除油后快速冷卻，以使用力矩電動機的收絲機收卷單絲絲束；單絲絲束在分絲張力為單絲斷裂強力的15%-25%下經分絲機分絲為網箱箱體與拖網漁具用降耗減排單絲。
全文摘要
網箱箱體與拖網漁具用單絲制備方法，本發明采用攪拌機、雙螺桿擠出機、單螺桿擠出機、兩次牽伸電加熱牽伸機、使用力矩電動機的收絲機、分絲機、紡絲級干燥HDPE樹脂、納米級干燥ZnO和紡絲用松節油助劑，其特征是將紡絲級干燥HDPE樹脂、納米級干燥ZnO和紡絲用松節油助劑混合，混合后的混合料用攪拌機攪拌至料都拌勻，拌勻的混合料經雙螺桿擠出機進行擠出造粒，獲得共混物粒料；共混物粒料經單螺桿擠出機熔融擠出，熔融擠出的初生單絲經過冷卻和預牽伸，預牽伸單絲經兩次熱牽伸后采用高壓氣流除油后快速冷卻，以使用力矩電動機的收絲機收卷單絲絲束；單絲絲束經分絲機分絲為網箱箱體與拖網漁具用降耗減排單絲。
文檔編號D01D5/14GK103147150SQ20121044853
公開日2013年6月12日 申請日期2012年11月9日 優先權日2012年11月9日
發明者石建高, 樂國義, 張卞卞, 李靈智, 龔劍彬, 王磊 申請人:中國水產科學研究院東海水產研究所