高强度PP/PET合金纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度PP/PET合金纤维，该合金纤维由100份PP树脂、20-40份PET树脂、15-30份滑石粉、0.1-1份β晶型成核剂、2-10份增容剂、2-5份柔性钢丝和1-5份分散剂组成。β晶型成核剂为对苯二甲酸（取代）环己酰胺；分散剂为液体石蜡和环己烷中的至少一种；增容剂为PP-g-MA(马来酸酐接枝聚丙烯)等。本发明专利技术还同时公开了上述高强度PP/PET合金纤维的制备方法。采用本发明专利技术方法制备PP/PET合金纤维，不但能获得强度高的合金纤维，还能降低成本。

【技术实现步骤摘要】
高强度PP/PET合金纤维及其制备方法
本专利技术涉及一种高强度合金纤维及其制备方法。
技术介绍
自1955年第一根合成纤维吊装带在美国成功应用于工业吊装领域后，它被广泛运用到船舶、冶金、机械、矿山、石油、化工、港口、电力、电子、运输、军事等领域。合成纤维吊装带由于具有轻便、柔软、安全系数高、使用寿命长、不导电、无触电危险、对腐蚀有很好的抵抗力等优点，正逐步替代钢丝绳索具和链条索具。这种吊装带经济实用，可以不断的变换着力点，有多种使用方式，而且合成纤维吊装带维护方便，有良好的抗化学性，不易损伤吊装物体表面，由此越来越受到人们的青睐。合成纤维广泛用于国内外的吊装行业，对产品的拉伸强度和断裂强度有很高的要求，同时由于吊装带的使用作业大多暴露在强光、码头等受盐水侵蚀严重等恶劣环境中，而强光、酸、碱、细菌等均会损坏吊装带的强度。目前，合成纤维吊装带主要是由PET树脂和PP树脂制作而成。聚丙烯(PP)具有很多优异的性能，价格低廉、质量轻、强度高，但PP结晶度高，结构紧凑，分子链段中不存在极性基团，模量很低，韧性不好，无法满足很多场合的需要，特别是工业用丝所需的抗形变性等。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)由于大分子结构上带有苯环，无论是强度还是模量都较高。共混改性是一种得到新材料的经济有效的方式，将PP和PET共混，可以得到综合二者优点的复合材料和合金纤维。但由于PP为非极性分子，PET为极性分子，PP/PET共混体系为热力学不相容体系，两相存在明显的相界面，界面作用力弱，造成强度等性能明显下降。而且随着分散相比例的增大会使分散形成聚集体，甚至出现明显相分离。如何使分散相的尺寸最大程度的降低、分布尽量均匀，是提高最终复合材料的力学性能的关键。中国专利CN1448549A公开了一种聚丙烯合金纤维制备方法，采用马来酸酐改性聚丙烯并作为连续相，与PET按照一定比例共混，由此提高了 PP与PET两者之间的相容性，制得了具有优良染色性能的聚丙烯合金纤维。虽然采用马来酸酐改性的聚丙烯为基体树脂来制备合金纤维，一定程度改善了体系的相容性，但合金纤维强度仍需提高，为满足合金纤维在某些领域方面性能上的要求，降低生产成本，合金纤维的制备工艺需改进。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高强度PP/PET合金纤维及其制备方法，采用本专利技术方法制备PP/PET合金纤维，不但能获得强度高的合金纤维，还能降低成本。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种高强度(断裂强度(CN/dtex)≥23) PP/PET合金纤维，该合金纤维由100份PP树脂、20-40份PET树脂、15-30份滑石粉、0.1-1份β晶型成核剂、2-10份增容剂、2-5份柔性钢丝和1-5份分散剂组成。作为本专利技术的高强度ΡΡ/ΡΕΤ合金纤维的改进:β晶型成核剂为对苯二甲酸(取代)环己酰胺。备注说明:β晶型成核剂是一种可以诱导聚丙烯产生较高含量β晶型的改善型助剂。作为本专利技术的高强度ΡΡ/ΡΕΤ合金纤维的进一步改进:分散剂为液体石蜡和环己烷中的至少一种。作为本专利技术的高强度ΡΡ/ΡΕΤ合金纤维的进一步改进:所述增容剂为PP-g-MA (马来酸酐接枝聚丙烯)、P0E-g-MA(马来酸酐接枝(乙烯/辛烯)共聚物)、EVA-g-MA(马来酸酐接枝聚醋酸乙烯酯)、PP-g_AA(丙烯酸接枝聚丙烯)、POE-g-AA (丙烯酸接枝聚乙烯-辛烯彈性體)、EVA-g-AA(EVA与丙烯酸接枝共聚物)中的至少一种；所述增容剂接 枝率为0.5-3.0% (例如，PP-g-MA为1%)备注说明:以增容剂PP-g-MA为例，接枝率表示MA在PP中的引入量。该数据范围的确定是考虑到这个范围接枝率的增容剂对提升pp、PET之间相容性帮助最大。作为本专利技术的高强度PP/PET合金纤维的进一步改进:该合金纤维由100份PP树月旨、30份PET树脂、30份滑石粉、1份β晶型成核剂、8份增容剂、3份柔性钢丝和5份分散剂组成；β晶型成核剂为对苯二甲酸(取代)环己酰胺；增容剂选用PP-g-MA (马来酸酐接枝聚丙烯)，接枝率为1.0% ；分散剂为环己烷。本专利技术还同时提供了上述任意一种高强度PP/PET合金纤维的制备方法，包括以下步骤:I)、将PP树脂、β晶型成核剂、分散剂于900~1100r/min搅拌混合均匀后，再加入滑石粉于900~1100r/min搅拌混合均匀，得混合物料；2)、将步骤I)所得的混合物料放入双螺杆挤出机中熔融共混挤出造粒，得到PP树脂/滑石粉复合物粒子；所述熔融共混挤出造粒的工艺参数为:挤出温度为210~240°C，螺杆挤出速度为20~40rpm,机头压力为3~4MPa ；备注说明:所得粒子的直径约l_2mm ；3)、将PET树脂进行于140~150°C真空干燥至含水率≤0.01% (质量％)，得干燥后PET树脂；备注说明:常规PET树脂含水率为0.4% (质量％)左右；PET树脂在熔融加工时，少量水分的存在会造成PET树脂分子链氧化降解，失去使用价值。即，如果湿度太大不利于后期的造粒和纺丝，因此需要对湿度进行控制。PET树脂一般可用170-200°C热风干燥；在本专利技术中为真空干燥，因此可适当降低干燥温度，即选用了 140~150°C的温度。4)、将步骤2)所得的PP树脂/滑石粉复合物粒子与干燥后PET树脂、增容剂混合熔融挤出造粒，得到PP/PET树脂复合颗粒；所述混合熔融挤出造粒的工艺参数为:挤出温度为240-280°C，螺杆挤出速度为20_40rpm，机头压力为3_4MPa ；备注说明:所得颗粒的直径约l_2mm ；5)、将步骤4)所得的PP/PET树脂复合颗粒切割成长度为2?4mm的段状物后于60-10(TC下干燥12-24小时，然后加入柔性钢丝后进行熔融纺丝；得高强度合金纤维丝；所述熔融纺丝温度为250-280°C，纺丝卷绕速度为800-3000m/mim ;丝束在伸牵过程中第一热辊温度为70-100°C，第二热辊温度为100-150°C，牵伸比为1.0-2.0。备注说明:1、所得的高强度合金纤维丝，其单丝纤度为2.0-4.0dtex。该复合纤维断裂强度(CN/dtex)为 23-38，伸长率为 17-31%。2、牵伸比是指为了获取纤维的强度而进行的机械拉伸，通过第一辊和第二辊的速度差来调整；即，牵伸比是第二热辊速度与第一热辊速度之比；此概念属于公知技术。在本专利技术中，所有的成分均能通过市购的形式获得；例如:柔性钢丝可购自河北世昌丝网制造有限公司公司生产的SNS型号(或代号)的柔性钢丝。PP树脂可购自平湖市上化塑业有限公司生产的ZF-03型号的PP树脂。PET树脂可购自平湖市上化塑业有限公司生产的PETGF10V0型号的PET树脂。滑石粉可购自广州越房化工科技有限公司生产的塑料机滑石粉。本专利技术利用复合改性技术，采用滑石粉填充改性PP提高了 PP树脂材料的刚性，并通过β晶型成核剂改善PP的结晶性能，提高了 PP树脂的可纺性和抗冲击性能，同时又加入增容剂改善和提高了 ΡΡ/ΡΕΤ树脂体系的相容性，使PET分散相的尺寸得到降低、分布尽量均勻，由于PP与PET熔点相差大，在适合的纺丝温度下，分散相PET组分能在PP基体中形成微纤结构，从而可明显提高复合纤维的强度。最后ΡΡ/ΡΕ本文档来自技高网...

【技术保护点】
高强度PP/PET合金纤维，其特征在于：该合金纤维由100份PP树脂、20‑40份PET树脂、15‑30份滑石粉、0.1‑1份β晶型成核剂、2‑10份增容剂、2‑5份柔性钢丝和1‑5份分散剂组成。

【技术特征摘要】
1.高强度PP/PET合金纤维，其特征在于:该合金纤维由100份PP树脂、20-40份PET树脂、15-30份滑石粉、0.1-1份β晶型成核剂、2-10份增容剂、2-5份柔性钢丝和1_5份分散剂组成。2.根据权利要求1所述的高强度ΡΡ/ΡΕΤ合金纤维，其特征在于: 所述β晶型成核剂为对苯二甲酸(取代)环己酰胺。3.根据权利要求1或2所述的高强度ΡΡ/ΡΕΤ合金纤维，其特征在于: 所述分散剂为液体石蜡和环己烷中的至少一种。4.根据权利要求3所述的高强度ΡΡ/ΡΕΤ合金纤维，其特征在于: 所述增容剂为PP-g_MA(马来酸酐接枝聚丙烯)、POE-g-MA(马来酸酐接枝(乙烯/辛烯)共聚物)、EVA-g-MA(马来酸酐接枝聚醋酸乙烯酯)、PP-g_AA(丙烯酸接枝聚丙烯)、POE-g-AA (丙烯酸接枝聚乙烯-辛烯彈性體)、EVA-g-AA(EVA与丙烯酸接枝共聚物)中的至少一种。5.根据权利要求4所述的高强度PP/PET合金纤维，其特征在于: 该合金纤维由100份PP树脂、30份PET树脂、30份滑石粉、1份β晶型成核剂、8份增容剂、3份柔性钢丝和5份分散剂组成； β晶型成核剂为对苯二甲酸(取代)环己酰胺； 增容剂选用PP-g-MA (马来酸酐接枝聚丙烯)； 分散剂为环己烷。6.如权利要求1~5任一所述的高强度PP/PET...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡徐伟，吴连斌，
申请(专利权)人：杭州瑞晟实业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33