[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)高模聚乙烯纖維及其制造工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711204119.0
• 申請(qǐng)日: 2017-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN107904948A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒建飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇高盛高分子新材料有限公司
• 主分類號(hào): D06M15/256
• 分類號(hào): D06M15/256;D06M13/352;D06M15/41;D06M15/507;D06M13/292;D06M13/188;D06M15/01;D06M15/17;D06M15/564;D01F8/06;D01F8/02;D01F1/10;D06M101/08
• 代理公司: 蘇州翔遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙)32251
• 代理人: 李正方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)高模聚乙烯纖維及其制造工藝。

背景技術(shù)

高強(qiáng)高模聚乙烯纖維復(fù)合線(PE-C)，顧名思義，它由高強(qiáng)高模聚乙烯纖維經(jīng)特殊工藝和新型基體樹脂復(fù)合而成，高強(qiáng)高模聚乙烯(UHMWPE)是聚乙烯材料(PE)的一種。高強(qiáng)高模聚乙烯纖維是世界上比強(qiáng)度、比模量最高的纖維。PE-C復(fù)合率高達(dá)90%，而經(jīng)特殊工藝和新型復(fù)合材料制成復(fù)合線復(fù)合強(qiáng)度高，提高纖維應(yīng)力的傳遞。原高強(qiáng)高模聚乙烯纖維在無復(fù)合情況下密實(shí)成束后由于纖維單絲橫截面不規(guī)則形狀纖維密實(shí)度一般只有85%左右，有15%的空隙率。復(fù)合率達(dá)85%的高強(qiáng)高模聚乙烯纖維復(fù)合線增加強(qiáng)度而不增加原纖維的粗度(體積)。在高性能復(fù)合材料方面顯示出極大的優(yōu)勢(shì).

近年來，利用納米物質(zhì)進(jìn)行材料改性加工的研究越來越多，但應(yīng)用于聚乙烯纖維復(fù)合線材料方面的報(bào)道很少，因此我們可以利用納米物質(zhì)對(duì)聚乙烯纖維復(fù)合線材料進(jìn)行改性，以期獲得密封性、抗老化性、抗腐蝕性、防翹曲等性能優(yōu)異的聚乙烯纖維復(fù)合線復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有聚乙烯纖維復(fù)合線材料的強(qiáng)度低，耐磨性、防腐性和抗氧化效果差的缺陷，提供一種高強(qiáng)高模聚乙烯纖維及其制造工藝。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

一種高強(qiáng)高模聚乙烯纖維，其配方包括以下重量份數(shù)的各組分：

納米碳酸鈣 45～60 份、黃藤素20～35份、粒徑5-15μm 的硝化纖維25～30 份、馬來酸酐20～30份、聚乙烯10～18份、納米膨潤(rùn)土 6～10 份、聚乙烯醇5～8份、氧化鋁4～8份、腐殖酸3～5 份、丙三醇脂共聚物3～5 份、海泡石 5～8 份、精制石蠟油 2～3 份、聚四氟乙烯 25～30 份、苯駢三氮唑20～30份、酰胺類化合物三醋酸酯 12～16 份、酰胺類化合物8～12份、線型酚醛樹脂 8～10 份、亞磷酸酯 3～5 份、納米鈦白粉3～6 份、鄰羥基苯甲酸苯酯 3～6份、硬脂酸 2～3 份、甲基異噻唑啉酮3～5份、聚酯 1～2 份、熱塑性聚氨酯彈性體 1～2 份、松香0.5～1份。

進(jìn)一步的，一種高強(qiáng)高模聚乙烯纖維，其配方包括以下重量份數(shù)的各組分：

納米碳酸鈣 50～55 份、黃藤素25～30份、粒徑5-15μm 的硝化纖維28 份、馬來酸酐24～26份、聚乙烯12～16份、納米膨潤(rùn)土8份、聚乙烯醇6份、氧化鋁6份、腐殖酸4份、丙三醇脂共聚物4 份、海泡石 6份、精制石蠟油 2～3 份、聚四氟乙烯 28份、苯駢三氮唑24～26份、酰胺類化合物三醋酸酯 14 份、酰胺類化合物10份、線型酚醛樹脂 8份、亞磷酸酯 4 份、納米鈦白粉5份、鄰羥基苯甲酸苯酯 4～6份、硬脂酸 2～3 份、甲基異噻唑啉酮4份、聚酯 1～2 份、熱塑性聚氨酯彈性體 1～2 份、松香0.5～1份。

優(yōu)選的，所述納米碳酸鈣的粒徑為 30～50納米。

一種高強(qiáng)高模聚乙烯纖維的制造工藝，包括以下幾個(gè)步驟：

(1)向高速混合機(jī)中加入納米膨潤(rùn)土、聚乙烯醇和氧化鋁、精制石蠟油和酰胺類化合物升溫至 65～80℃后用超聲波發(fā)生器中充分混合10～15min，再加入納米碳酸鈣、黃藤素、粒徑5-15μm 的硝化纖維、馬來酸酐、聚乙烯、丙三醇脂共聚物、海泡石繼續(xù)用超聲波發(fā)生器中充分混合 10-15min 得混合物 I ；優(yōu)選的，超聲波發(fā)生器的功率為1.2KW～1.5KW，時(shí)間 5～15 分鐘，工作方式為間歇式工作，每工作 30秒，暫停 30 秒；

(2) 將混合物 I加入到砂磨機(jī)中，砂磨20～60min后得混合物 II ；優(yōu)選的，砂磨至細(xì)度小于 10um；

(3) 先將聚四氟乙烯、苯駢三氮唑、酰胺類化合物三醋酸酯、線型酚醛樹脂、亞磷酸酯、硬脂酸、聚酯、腐殖酸加入到高速混合機(jī)中，混合10-15min后再加入混合物 II，然后升溫至 75-80℃，保溫 15-20min后開始自然冷卻降溫，當(dāng)溫度降至 35-40℃后再加入納米鈦白粉、鄰羥基苯甲酸苯酯、甲基異噻唑啉酮、熱塑性聚氨酯彈性體和松香繼續(xù)混合 20-25min，即得混合物 III ；

(4) 將混合物 III 經(jīng)擠出機(jī)在 90-100℃下擠壓成片，冷卻破碎后加入到粉碎機(jī)中，粉碎后的粉末顆粒經(jīng) 180 目篩過篩，即得成品。