一种高强度耐磨聚酰胺纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚酰胺纤维制备相关领域，具体为一种高强度耐磨聚酰胺纤维及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展，橡胶基布、箱包、牛仔布、工业滤布、缎带、花边、搭扣布、缝纫线、渔业用线、绳缆、光缆骨架、体育用品和劳保用品等行业对于纤维强度和耐磨性能等要求越来越高，普通的聚酰胺纤维已无法满足社会发展的需要，高强耐磨聚酰胺纤维备受关注。高强耐磨聚酰胺纤维多为PA66纤维，PA66的生产原料是PA66盐和己二胺，其中己二胺多以己二腈为原料生产，技术成熟，是目前最经济、应用最广泛的工艺。

聚酰胺生产成为聚酰胺纤维必须经过牵伸装置使其形成纤维形状，而目前的牵伸装置进一步张紧进行牵伸时，需要有多个电机和丝杆配合，带动上下对应两个牵引辊向上下两端移动，扩大上下对应两个牵引辊的距离，从而张紧配合牵伸，此种方式引用驱动结构过多，且需要电机驱动精度高，多个电机带动丝杆转动角度基本相同，才能实现均匀牵伸，驱动精度不高或者控制设备有延迟下，会出现牵伸不均匀情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度耐磨聚酰胺纤维及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的多个电机和丝杆配合带动上下对应两个牵引辊向上下两端移动的方式引用驱动结构过多，且需要电机驱动精度高，多个电机带动丝杆转动角度基本相同，才能实现均匀牵伸，驱动精度不高或者控制设备有延迟下，会出现牵伸不均匀情况的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度耐磨聚酰胺纤维，所述高强度耐磨聚酰胺纤维由高强度耐磨聚酰胺通过多级梯度牵伸装置牵伸制备而成，所述高强度耐磨聚酰胺由增塑剂、己内酰胺、成核剂与聚酰胺熔体制备而成，所述多级梯度牵伸装置包括防护外壳体，所述防护外壳体内部上下端固定连接有固定条，所述防护外壳体内部后端面的两侧焊接固定有固定立板，两个所述固定立板之间可转动地安装有驱动轴，并配设有使驱动轴转动的驱动电机；所述驱动轴外侧面的十字方向均开设有限位滑槽，所述防护外壳体内部沿驱动轴的前端从左至右设置有第一牵伸组件、第二牵伸组件、第三牵伸组件、第四牵伸组件和第五牵伸组件，所述第一牵伸组件、第二牵伸组件、第三牵伸组件、第四牵伸组件和第五牵伸组件之间沿驱动轴的外部设置有中间连接箱体，所述中间连接箱体内部中间通过轴承转动连接有第一驱动蜗杆，第一驱动蜗杆和中间连接箱体均沿着驱动轴上限位滑槽限位滑动，所述中间连接箱体内部沿第一驱动蜗杆的上端设置有第一从动蜗轮，所述中间连接箱体内部沿第一驱动蜗杆的下端设置有第二从动蜗轮，第一从动蜗轮和第二从动蜗轮均与第一驱动蜗杆啮合，所述第一从动蜗轮和第二从动蜗轮中间通过键槽固定连接有连接轴，连接轴的另一端穿过中间连接箱体端面与转动杆固定，所述转动杆的另一端通过销轴可转动地连接有转动座，该转动座可滑动连接于所述第一牵伸组件、第二牵伸组件、第三牵伸组件、第四牵伸组件或者第五牵伸组件。

优选的，所述第一牵伸组件、第二牵伸组件、第三牵伸组件、第四牵伸组件和第五牵伸组件均包括连接板，连接板固定连接有限位滑动轨道，并且限位滑动轨道可滑动连接有所述转动座；第一牵伸组件上连接板与固定条固定连接，所述连接板端面的上下端开设有限位滑动弧形槽，所述限位滑动弧形槽内滑动连接有下连接柱，所述下连接柱的上端通过轴承转动连接有牵引轮，第一牵伸组件上两个所述牵引轮之间的距离、第二牵伸组件上两个所述牵引轮之间的距离、第三牵伸组件上两个所述牵引轮之间的距离、第四牵伸组件上两个所述牵引轮之间的距离和第五牵伸组件上两个所述牵引轮之间的距离依次扩大，所述牵引轮外侧面的中间开设有纤维槽。

优选的，所述连接板上通过轴承转动连接有转动轴，所述转动轴的前端固定设置有固定支架，所述固定支架包括中间固定盘、固定杆和端固定盘，中间固定盘位于两个所述固定杆之间，端固定盘位于固定杆的外端，中间固定盘、固定杆和端固定盘一体成型，所述端固定盘的后端固定设置有固定柱，固定柱与牵引轮通过轴承转动连接。

优选的，所述连接板的后端中间固定连接有下连接箱体，所述下连接箱体内部后端通过轴承转动连接有第二驱动蜗杆，第二驱动蜗杆和下连接箱体均沿着驱动轴上限位滑槽限位滑动，所述下连接箱体内部前端通过轴可转动地设置有第三从动蜗轮和第一锥齿轮，第三从动蜗轮位于第一锥齿轮的上端，第三从动蜗轮与第二驱动蜗杆啮合，所述下连接箱体内部沿第一锥齿轮的一端设置有第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，转动轴穿过连接板和下连接箱体端面与第二锥齿轮通过键槽固定。

优选的，所述下连接柱的下端沿限位滑动弧形槽的下端设置有限位盘，限位盘与下连接柱焊接固定。

优选的，所述防护外壳体靠近第一牵伸组件一侧侧面的上端开设有纤维进孔，所述防护外壳体靠近第五牵伸组件一侧侧面的下端开设有纤维出孔。

优选的，所述固定条内端面的中间开设有限位滑动槽，所述第二牵伸组件、第三牵伸组件、第四牵伸组件和第五牵伸组件上连接板两端的中间均一体连接有限位滑动部，限位滑动部沿着限位滑动槽限位滑动。

一种制备方法，包括如下步骤：

步骤一：增塑剂、己内酰胺、成核剂与聚酰胺熔体制备形成高强度耐磨聚酰胺，高强度耐磨聚酰胺进入螺杆挤出机，螺杆挤出机高温熔融，并混合均匀高强度耐磨聚酰胺，高强度耐磨聚酰胺通过熔体分配管道进入纺丝箱体，经纺丝组件喷丝孔喷出形成丝束，丝束冷却后通过上油组件上油；上油后的丝束进入预网络器，再进入多级梯度牵伸装置多级拉伸；

步骤二：丝束通过纤维进孔进入防护外壳体内，依次通过第一牵伸组件上端牵引轮的纤维槽、第一牵伸组件下端牵引轮的纤维槽、第二牵伸组件上端牵引轮的纤维槽、第二牵伸组件下端牵引轮的纤维槽、第三牵伸组件上端牵引轮的纤维槽、第三牵伸组件下端牵引轮的纤维槽、第四牵伸组件上端牵引轮的纤维槽、第四牵伸组件下端牵引轮的纤维槽、第五牵伸组件上端牵引轮的纤维槽和第五牵伸组件下端牵引轮的纤维槽，再从纤维出孔牵引出，高强度耐磨聚酰胺纤维多级牵伸定型，通过卷绕辊卷绕成型；

步骤三：张紧调节时，驱动电机驱动驱动轴转动，第一驱动蜗杆同步转动，第一从动蜗轮和第二从动蜗轮同步转动，通过连接轴带动转动杆转动，转动座沿着限位滑动轨道向中间滑动，带动中间连接箱体和第一驱动蜗杆沿着驱动轴的限位滑槽滑动，第二牵伸组件、第三牵伸组件、第四牵伸组件和第五牵伸组件逐步向外展开；第一牵伸组件、第二牵伸组件、第三牵伸组件、第四牵伸组件和第五牵伸组件上牵引轮之间距离扩大；

步骤四：驱动电机驱动驱动轴转动时，下连接箱体和第二驱动蜗杆在第二牵伸组件、第三牵伸组件、第四牵伸组件和第五牵伸组件向外移动作用下同步移动，同时第二驱动蜗杆被驱动轴带动转动，第二驱动蜗杆带动第三从动蜗轮转动，与第三从动蜗轮同轴的第一锥齿轮同步转动，并通过与第二锥齿轮的啮合关系带动第二锥齿轮转动，使转动轴带动固定支架转动；

步骤五：步骤四中固定支架转动作用下带动对应两个牵引轮转动，使第一牵伸组件下端牵引轮与第二牵伸组件上端牵引轮、第二牵伸组件下端牵引轮与第三牵伸组件上端牵引轮、第三牵伸组件下端牵引轮与第四牵伸组件上端牵引轮以及第四牵伸组件下端牵引轮与第五牵伸组件上端牵引轮之间距离扩大。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该发明中，张紧调节时，驱动电机驱动驱动轴转动，第一驱动蜗杆同步转动，第一从动蜗轮和第二从动蜗轮同步转动，通过连接轴带动转动杆转动，转动座沿着限位滑动轨道向中间滑动，带动中间连接箱体和第一驱动蜗杆沿着驱动轴的限位滑槽滑动，第二牵伸组件、第三牵伸组件、第四牵伸组件和第五牵伸组件逐步向外展开，且展开间距保持一致，第一牵伸组件、第二牵伸组件、第三牵伸组件、第四牵伸组件和第五牵伸组件上牵引轮之间距离均匀扩大；在仅使用驱动电机这单个驱动结构下实现了多个结构的间距调节，且调节更加均匀，解决了多个电机和丝杆配合带动上下对应两个牵引辊向上下两端移动的方式引用驱动结构过多，且需要电机驱动精度高，多个电机带动丝杆转动角度基本相同，才能实现均匀牵伸，驱动精度不高或者控制设备有延迟下，会出现牵伸不均匀情况的问题。

2、该发明中，驱动电机驱动驱动轴转动时，下连接箱体和第二驱动蜗杆在第二牵伸组件、第三牵伸组件、第四牵伸组件和第五牵伸组件向外移动作用下同步移动，同时第二驱动蜗杆被驱动轴带动转动，第二驱动蜗杆带动第三从动蜗轮转动，与第三从动蜗轮同轴的第一锥齿轮同步转动，并通过与第二锥齿轮的啮合关系带动第二锥齿轮转动，使转动轴带动固定支架转动，固定支架转动作用下带动对应两个牵引轮转动，使第一牵伸组件下端牵引轮与第二牵伸组件上端牵引轮、第二牵伸组件下端牵引轮与第三牵伸组件上端牵引轮、第三牵伸组件下端牵引轮与第四牵伸组件上端牵引轮以及第四牵伸组件下端牵引轮与第五牵伸组件上端牵引轮之间距离扩大，进一步调节张紧度。利用与主要调节结构相同的驱动结构实现辅助调节结构的调节，扩大设备各结构的空间利用率，在驱动电机驱动驱动轴转动时间相同情况下，增加辅助调节结构能够调节幅度更大，即更短的时间就能实现均匀且快速的张紧调节，提高调节效率。

附图说明

图1为本发明的多级梯度牵伸装置的立体结构示意图；

图2为本发明的多级梯度牵伸装置的内部结构示意图；

图3为本发明的多级梯度牵伸装置的防护外壳体的内部结构示意图；

图4为本发明的多级梯度牵伸装置的下连接箱体的内部结构示意图；

图5为本发明的多级梯度牵伸装置的中间连接箱体的内部结构示意图；

图6为本发明的多级梯度牵伸装置的驱动轴的立体结构示意图；

图7为本发明的多级梯度牵伸装置的第三牵伸组件的立体结构示意图；

图8为本发明的多级梯度牵伸装置的第一牵伸组件、第二牵伸组件、第三牵伸组件、第四牵伸组件和第五牵伸组件的展开结构示意图。

图中：1、防护外壳体；2、固定条；3、限位滑动槽；4、固定立板；5、纤维进孔；6、纤维出孔；7、驱动电机；8、驱动轴；9、限位滑槽；10、第一牵伸组件；11、第二牵伸组件；12、第三牵伸组件；13、第四牵伸组件；14、第五牵伸组件；15、中间连接箱体；16、第一驱动蜗杆；17、第一从动蜗轮；18、第二从动蜗轮；19、连接轴；20、转动杆；21、转动座；22、限位滑动轨道；23、连接板；24、限位滑动部；25、转动轴；26、固定支架；27、中间固定盘；28、固定杆；29、端固定盘；30、固定柱；31、牵引轮；32、纤维槽；33、限位滑动弧形槽；34、下连接柱；35、限位盘；36、下连接箱体；37、第二驱动蜗杆；38、第三从动蜗轮；39、第一锥齿轮；40、第二锥齿轮；41、多级梯度牵伸装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

请参阅图1-8，本发明提供的一种实施例：一种高强度耐磨聚酰胺纤维，高强度耐磨聚酰胺纤维由高强度耐磨聚酰胺通过多级梯度牵伸装置41牵伸制备而成，高强度耐磨聚酰胺由增塑剂、己内酰胺、成核剂与聚酰胺熔体制备而成，多级梯度牵伸装置41包括防护外壳体1，防护外壳体1内部上下端固定连接有固定条2，防护外壳体1内部后端面的两侧焊接固定有固定立板4，一侧固定立板4的外侧安装有驱动电机7，两个固定立板4之间通过轴承可转动地安装有驱动轴8，并且驱动电机7的输出轴固定连接于驱动轴8的一端，用于驱动驱动轴8转动。驱动轴8外侧面的十字方向均开设有限位滑槽9，防护外壳体1内部沿驱动轴8的前端从左至右设置有第一牵伸组件10、第二牵伸组件11、第三牵伸组件12、第四牵伸组件13和第五牵伸组件14，防护外壳体1靠近第一牵伸组件10一侧侧面的上端开设有纤维进孔5，防护外壳体1靠近第五牵伸组件14一侧侧面的下端开设有纤维出孔6，第一牵伸组件10、第二牵伸组件11、第三牵伸组件12、第四牵伸组件13和第五牵伸组件14之间沿驱动轴8的外部设置有中间连接箱体15，中间连接箱体15内部中间通过轴承转动连接有第一驱动蜗杆16，第一驱动蜗杆16和中间连接箱体15均沿着驱动轴8上限位滑槽9限位滑动，中间连接箱体15内部沿第一驱动蜗杆16的上端设置有第一从动蜗轮17，中间连接箱体15内部沿第一驱动蜗杆16的下端设置有第二从动蜗轮18，第一从动蜗轮17和第二从动蜗轮18均与第一驱动蜗杆16啮合，第一从动蜗轮17和第二从动蜗轮18中间通过键槽固定连接有连接轴19，连接轴19的另一端穿过中间连接箱体15端面与转动杆20固定，转动杆20的另一端通过销轴可转动地连接有转动座21，该转动座21可滑动连接于所述第一牵伸组件10、第二牵伸组件11、第三牵伸组件12、第四牵伸组件13或者第五牵伸组件14。

请参阅图2、图4、图6和图7，第一牵伸组件10、第二牵伸组件11、第三牵伸组件12、第四牵伸组件13和第五牵伸组件14均包括连接板23，限位滑动轨道22固定连接于连接板23上，第一牵伸组件10上连接板23与固定条2固定连接，连接板23端面的上下端开设有限位滑动弧形槽33，限位滑动弧形槽33内滑动连接有下连接柱34，下连接柱34的下端沿限位滑动弧形槽33的下端设置有限位盘35，限位盘35与下连接柱34焊接固定，下连接柱34的上端通过轴承转动连接有牵引轮31，第一牵伸组件10上两个牵引轮31之间的距离、第二牵伸组件11上两个牵引轮31之间的距离、第三牵伸组件12上两个牵引轮31之间的距离、第四牵伸组件13上两个牵引轮31之间的距离和第五牵伸组件14上两个牵引轮31之间的距离依次扩大，牵引轮31外侧面的中间开设有纤维槽32；连接板23上通过轴承转动连接有转动轴25，转动轴25的前端固定设置有固定支架26，固定支架26包括中间固定盘27、固定杆28和端固定盘29，中间固定盘27位于两个固定杆28之间，端固定盘29位于固定杆28的外端，中间固定盘27、固定杆28和端固定盘29一体成型，端固定盘29的后端固定设置有固定柱30，固定柱30与牵引轮31通过轴承转动连接，连接板23的后端中间固定连接有下连接箱体36，下连接箱体36内部后端通过轴承转动连接有第二驱动蜗杆37，第二驱动蜗杆37和下连接箱体36均沿着驱动轴8上限位滑槽9限位滑动，下连接箱体36内部前端通过轴可转动地设置有第三从动蜗轮38和第一锥齿轮39。具体地，第三从动蜗轮38和第一锥齿轮39均固定于轴上，轴的两端通过轴承可转动地连接于下连接箱体36的内壁。第三从动蜗轮38位于第一锥齿轮39的上端，第三从动蜗轮38与第二驱动蜗杆37啮合，下连接箱体36内部沿第一锥齿轮39的一端设置有第二锥齿轮40，第二锥齿轮40与第一锥齿轮39啮合，转动轴25穿过连接板23和下连接箱体36端面与第二锥齿轮40通过键槽固定。

由于第三从动蜗轮38一端设置有第一锥齿轮39，第二锥齿轮40为了与第一锥齿轮39啮合，且第二锥齿轮40不影响第三从动蜗轮38的转动，因此第二锥齿轮40一端连接的转动轴25不是位于连接板23中间位置。

图中第一驱动蜗杆16与第一从动蜗轮17和第二从动蜗轮18、第二驱动蜗杆37和第三从动蜗轮38以及第一锥齿轮39和第二锥齿轮40仅表示连接位置关系，其中第一驱动蜗杆16与第一从动蜗轮17和第二从动蜗轮18的齿距、第二驱动蜗杆37和第三从动蜗轮38的齿距以及第一锥齿轮39和第二锥齿轮40的齿数根据实际生产确定，在驱动轴8转动一圈的情况下带动转动杆20转动角度大于转动轴25转动角度。

请参阅图3和图7，固定条2内端面的中间开设有限位滑动槽3，第二牵伸组件11、第三牵伸组件12、第四牵伸组件13和第五牵伸组件14上连接板23两端的中间均一体连接有限位滑动部24，限位滑动部24沿着限位滑动槽3限位滑动。

一种制备方法，包括如下步骤：

步骤一：增塑剂、己内酰胺、成核剂与聚酰胺熔体制备形成高强度耐磨聚酰胺，高强度耐磨聚酰胺进入螺杆挤出机，螺杆挤出机高温熔融，并混合均匀高强度耐磨聚酰胺，高强度耐磨聚酰胺通过熔体分配管道进入纺丝箱体，经纺丝组件喷丝孔喷出形成丝束，丝束冷却后通过上油组件上油；上油后的丝束进入预网络器，再进入多级梯度牵伸装置41多级拉伸；

步骤二：丝束通过纤维进孔5进入防护外壳体1内，依次通过第一牵伸组件10上端牵引轮31的纤维槽32、第一牵伸组件10下端牵引轮31的纤维槽32、第二牵伸组件11上端牵引轮31的纤维槽32、第二牵伸组件11下端牵引轮31的纤维槽32、第三牵伸组件12上端牵引轮31的纤维槽32、第三牵伸组件12下端牵引轮31的纤维槽32、第四牵伸组件13上端牵引轮31的纤维槽32、第四牵伸组件13下端牵引轮31的纤维槽32、第五牵伸组件14上端牵引轮31的纤维槽32和第五牵伸组件14下端牵引轮31的纤维槽32，再从纤维出孔6牵引出，高强度耐磨聚酰胺纤维多级牵伸定型，通过卷绕辊卷绕成型；

步骤三：张紧调节时，驱动电机7驱动驱动轴8转动，第一驱动蜗杆16同步转动，第一从动蜗轮17和第二从动蜗轮18同步转动，通过连接轴19带动转动杆20转动，转动座21沿着限位滑动轨道22向中间滑动，带动中间连接箱体15和第一驱动蜗杆16沿着驱动轴8的限位滑槽9滑动，第二牵伸组件11、第三牵伸组件12、第四牵伸组件13和第五牵伸组件14逐步向外展开；第一牵伸组件10、第二牵伸组件11、第三牵伸组件12、第四牵伸组件13和第五牵伸组件14上牵引轮31之间距离扩大；

步骤四：驱动电机7驱动驱动轴8转动时，下连接箱体36和第二驱动蜗杆37在第二牵伸组件11、第三牵伸组件12、第四牵伸组件13和第五牵伸组件14向外移动作用下同步移动，同时第二驱动蜗杆37被驱动轴8带动转动，第二驱动蜗杆37带动第三从动蜗轮38转动，与第三从动蜗轮38同轴的第一锥齿轮39同步转动，并通过与第二锥齿轮40的啮合关系带动第二锥齿轮40转动，使转动轴25带动固定支架26转动；

步骤五：步骤四中固定支架26转动作用下带动对应两个牵引轮31转动，使第一牵伸组件10下端牵引轮31与第二牵伸组件11上端牵引轮31、第二牵伸组件11下端牵引轮31与第三牵伸组件12上端牵引轮31、第三牵伸组件12下端牵引轮31与第四牵伸组件13上端牵引轮31以及第四牵伸组件13下端牵引轮31与第五牵伸组件14上端牵引轮31之间距离扩大。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。