[發(fā)明專利]連續(xù)長玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性尼龍的制備方法及其設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410040715.X
• 申請(qǐng)日: 2014-01-27
• 公開（公告）號(hào): CN103788628A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭建鵬;蘇吉英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海日之升新技術(shù)發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): C08L77/00
• 分類號(hào): C08L77/00;C08K7/14;B29C70/50
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 陳少凌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種玻璃纖維的制備方法及生產(chǎn)設(shè)備，尤其是一種連續(xù)長玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性尼龍的制備方法及其設(shè)備。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的改性方法生產(chǎn)的玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性尼龍的玻璃纖維長度一般小于0.5mm，平均長度是2～3mm，其制品的受力破壞主要是玻璃纖維從基體拔出，玻璃纖維越短越容易從基體尼龍中拔出，制品的強(qiáng)度就越低。上個(gè)世紀(jì)末期，國外改性尼龍行業(yè)開始涌現(xiàn)出連續(xù)長玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性尼龍（LFT）。與傳統(tǒng)的玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性尼龍相比，LFT的玻璃纖維長度明顯大于傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的增強(qiáng)尼龍中玻璃纖維的長度。由于LFT中玻璃纖維的長度較長，更好地發(fā)揮了玻璃纖維的增強(qiáng)能力，從而賦予制品更高的剛性、機(jī)械強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度、抗蠕變性，同時(shí)由于玻璃纖維的長度較長，在成型的過程中，玻璃纖維不容易發(fā)生取向，所以改善了傳統(tǒng)玻璃纖維增強(qiáng)制品容易翹曲變形的缺陷。與傳統(tǒng)的材料相比，LFT具有明顯高的性能優(yōu)勢(shì)和制品的尺寸穩(wěn)定性，所以LFT材料很快成為復(fù)合材料市場(chǎng)中正在突起的一類新產(chǎn)品。

這類材料作為以塑代鋼的最佳解決方案，被大量用于汽車工業(yè)，以減輕汽車的重量，節(jié)能減排。如用于汽車的保險(xiǎn)杠、儀表板承重支架，蓄電池承重槽，座椅骨架，發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋等部件。除了用于汽車領(lǐng)域以外還用于家電、環(huán)保機(jī)械、建筑、工程、航空、航天等眾多領(lǐng)域。

目前，LFT材料的生產(chǎn)以熔融浸潤法為主。其工藝過程是玻璃纖維在牽引力的作用下穿過充滿熔體的模腔，玻璃纖維束在模腔內(nèi)在內(nèi)部裝置的作用下散開，然后被尼龍浸潤到玻璃纖維束的內(nèi)部，和每個(gè)玻璃纖維絲充分接觸。然后經(jīng)過浸潤的玻璃纖維束從浸潤裝備玻璃纖維出口牽出，再經(jīng)冷卻、烘干后切成所需長度的連續(xù)長玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性尼龍顆粒。然而該材料生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)就在于尼龍能否對(duì)玻璃纖維進(jìn)行充分快速的浸潤。關(guān)鍵技術(shù)具體表現(xiàn)為：1）玻璃纖維通過浸潤裝備過程中，磨損程度較小，因?yàn)槿绻p程度嚴(yán)重容易堵塞浸潤設(shè)備，導(dǎo)致生產(chǎn)不穩(wěn)定；2）玻璃纖維在經(jīng)過浸潤裝備過程中，要被內(nèi)部的熔融尼龍充分浸潤，甚至尼龍包覆到每根玻璃纖維單絲，因?yàn)榻櫺Ч缓茫破返耐庥^浮纖嚴(yán)重，同時(shí)制品的強(qiáng)度不高；3）玻璃纖維通過浸潤裝置的線速度越快,LFT材料的產(chǎn)量越高，同時(shí)單位重量的LFT材料的加工成本越低。只有以上三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)都能達(dá)到的浸潤裝備才算得上成功的設(shè)備。

法國阿托公司1989在中國專利CN1021643C公開的相關(guān)專利，其特征為一類似正玄曲線的彎曲浸潤流道。塑化好的尼龍進(jìn)入到模腔內(nèi)與玻璃纖維接觸，玻璃纖維束在通過彎曲流道的波峰和波谷時(shí)，在張力的作用下散開，然后被熔融尼龍充分浸潤。該專利設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是，尼龍對(duì)玻璃纖維的浸潤效果較好，但是存在著非常嚴(yán)重的缺陷，即玻璃纖維絲容易被磨損，尤其是牽引速度越快，玻璃纖維受到的張力越大，越容易磨損，造成生產(chǎn)不穩(wěn)定，甚至造成停產(chǎn)。同時(shí)我們也查閱和驗(yàn)證了國內(nèi)其他公司或高校的授權(quán)專利。都不同程度上存在著一些缺陷，能夠?qū)崿F(xiàn)上述3個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的幾乎沒有。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)長玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性尼龍的制備方法及其設(shè)備。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

第一方面，本發(fā)明提供一種連續(xù)長玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性尼龍的制備方法，所述方法包括如下步驟：

步驟一，將玻璃纖維與尼龍相容劑加入反應(yīng)槽，進(jìn)行接枝反應(yīng)，得產(chǎn)物A；

步驟二，所述產(chǎn)物A進(jìn)入浸潤單元處理，牽出，冷卻、烘干，即可。

第二方面，本發(fā)明還涉及前述的連續(xù)長玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性尼龍的制備方法的設(shè)備，所述設(shè)備包括：殼體，反應(yīng)槽，浸潤單元，所述反應(yīng)與浸潤單元相通連接，所述殼體為經(jīng)過滲碳和氮化處理過的耐磨鋼材。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)槽設(shè)置有反應(yīng)槽玻璃纖維入口和反應(yīng)槽玻璃纖維出口。

優(yōu)選地，所述浸潤單元包括：尼龍導(dǎo)入通道入口、玻璃纖維入口、玻璃纖維出口、玻璃纖維分散輥輪、尼龍通道，所述玻璃纖維分散輥輪與尼龍通道配合連接，所述玻璃纖維入口設(shè)置在玻璃纖維分散輥輪上，所述尼龍導(dǎo)入通道入口設(shè)置在所述尼龍通道上。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)槽玻璃纖維入口的橫切面是長軸為3～8mm，短軸為2～6mm的橢圓。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)槽玻璃纖維入口的橫切面是長軸為3～6mm，短軸為2～4mm的橢圓。

優(yōu)選地，所述尼龍導(dǎo)入通道入口為一條狹縫，狹縫的間隙為1～4mm。

優(yōu)選地，所述玻璃纖維入口的橫切面為長軸為3～6mm，短軸為2～7mm的橢圓。

優(yōu)選地，所述玻璃纖維出口的橫切面為長軸為2～8mm，短軸為2～6mm的橢圓。