一种耐高温、高强度轮胎帘子线纤维的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温、高强度轮胎帘子线纤维的制备方法，包括如下步骤：（1）聚酰胺粉末预处理；（2）复合添加料的制备；（3）熔融纺丝；（4）拉伸定型。本发明专利技术一种耐高温、高强度轮胎帘子线纤维的制备方法，制备工艺搭配合理，最终所制得的轮胎帘子线纤维具有很好的耐高温和高强度的性能，应用到轮胎的制备中，能有效的提升轮胎的使用性能，具有很好的市场应用价值。

A Method for Preparing High Temperature Resistant and High Strength Tire Cord Fiber

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温、高强度轮胎帘子线纤维的制备方法
本专利技术属于轮胎纤维制备
，具体涉及一种耐高温、高强度轮胎帘子线纤维的制备方法。
技术介绍
在制造轮胎时，帘子线是一种非常重要的骨架材料，通过其与橡胶粘合在一起，可增强轮胎的强度和尺寸稳定性，可以说，轮胎帘子线是确定轮胎性能的重要因素。由于在汽车运行期间轮胎会受到短时间迅速变化的拉伸、压缩和弯曲变形，在障碍物上行驶时也会受到冲击，尤其在汽车高速行驶中，更加剧了轮胎与路面的摩擦及帘子线与橡胶之间的内摩擦，易使轮胎温度升高并导致帘子线损坏，同时，重复冲击和高温也会破坏轮胎内各成份的结构，使得帘子线的耐疲劳性减弱以致引起断裂。因此，为了提高汽车轮胎的使用寿命，应选择具有优良的耐热性能和机械性能的帘子线作为轮胎的骨架结构。聚酰胺帘子线具有强度高、耐冲击及耐疲劳性能好等优点，可用于较差路面行驶的轮胎，但是聚酞胺帘子线的尺寸稳定性差，易发生蠕变现象和平点现象。因此，聚酰胺帘子线轮胎在长时间行驶后膨胀程度大，胎面花纹易发生龟裂，因此，在聚酰胺纤维的使用中需要通过物理或化学对其性能进行改善，将其应用到轮胎帘子线的应用中，才能发挥更有效的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种耐高温、高强度轮胎帘子线纤维的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种耐高温、高强度轮胎帘子线纤维的制备方法，包括如下步骤：（1）聚酰胺粉末预处理：将十二烷基苯磺酸钠、甘油、离子液体按照体积比为0.5~0.6:2~3:13~16共同投入搅拌罐内，在80~86℃的条件下，以90~110rpm的转速搅拌30~34min后，再将聚酰胺粉末投入搅拌罐内，在同样的温度条件下，不断搅拌处理20~24min后得混合物A备用；（2）复合添加料的制备：a.将重晶石粉投入质量分数为0.4~0.6%的盐酸溶液中浸泡，在50~60℃的条件下浸泡处理14~18min后，滤出重晶石粉备用；b.将操作a中滤出的重晶石粉放入低能质子辐照箱内进行质子辐照处理，质子辐照处理的时间为3~5min；c.将操作b中质子辐照处理后的重晶石粉和贝壳粉按照重量比为10~14:0.8~0.9共同投入搅拌罐内，然后向搅拌罐内注入处理液，在70~80℃的条件下，以100~400rpm的转速不断搅拌处理40~50min后过滤，收集滤渣即为混合物B；d.先将操作c中所得的混合物B在烘箱内干燥至含水率为0.5~0.9%，再将烘干后所得的混合粉末置于超声波冲击装置中进行超声波冲击处理，处理10~20s后，取出即得复合添加料备用；（3）熔融纺丝：先将步骤（1）所得的混合物A置于电子束辐照装置中进行电子束辐照处理，辐照处理50~60s后，立刻取出与步骤（2）中所得的复合添加料按照体积重量比为20~28mL:3~5mg混匀后投入到纺丝罐内进行纺丝处理，然后经过常规的固化成型、水洗拉伸、干燥后得共混丝备用；（4）拉伸定型：将步骤（3）中所得的共混丝进行饱和蒸汽浴拉伸，拉伸的总倍数为6~7倍，待其冷却至室温后，将其放入到温度为160~170℃的热空气中热定型处理即可。进一步的，所述步骤（1）中聚酰胺粉末与离子液体的重量体积比为0.1~0.2mg:4~6mL。进一步的，所述步骤（2）操作a中重晶石粉的粒径为10~20μm。进一步的，所述步骤（2）操作b中质子辐照处理的条件为：能量为120~140keV，束流为3~4×1011cm-2·s-1，注入量为2~3×1014p/cm2。进一步的，所述步骤（2）操作c中贝壳粉的粒径为800~1000μm。进一步的，所述步骤（2）操作c中处理液中各成分及对应重量份为：醋酸甲酯0.3~0.4份、甘胆酸钠3~4份、丙二醇0.5~0.7份、硅烷偶联剂1~2份、甲壳素0.07~0.09份、去离子水70~80份。进一步的，所述步骤（2）操作d中干燥时的温控制为50~60℃。进一步的，所述步骤（2）操作d中超声波的频率为30~34kHz。进一步的，所述步骤（3）中电子束辐照的条件为：电子束能量为0.5~1.5MeV，电子束流强度为30~40mA。聚酰胺帘子线具有强度高、耐冲击及耐疲劳性能好等优点，可用于较差路面行驶的轮胎，但是聚酞胺帘子线的尺寸稳定性差，易发生蠕变现象和平点现象，加工性能差，从而限制了聚酰胺纤维的应用。对此，本专利技术针对上述缺陷问题并综合考虑轮胎帘子线的使用特性，进行了优化改进，最终制得的聚酰胺纤维可很好的用于轮胎帘子线的制作中。其中，先用十二烷基苯磺酸钠、甘油对聚酰胺粉末进行了表面活性处理，增强其表面活性，能够增强其与后续复合添加料的相容性，有助于复合添加料对其纤维性能的加强作用。添加的复合添加料利用重晶石的力学性能，以其为主体成分，首先将其置于盐酸溶液中进行浸泡，形成微弱的腐蚀为后续的质子辐照奠定基础，紧接着结果质子辐照处理，对重晶石粉表面进行了刻蚀，使得重晶石粉末的浸提结构发生部分变化，并毛化重晶石粉末的表面，提升粉末颗粒的表面粗糙度，然后在处理液中，贝壳粉有效的结合到重晶石粉刻蚀形成的微孔中，在重晶石的表面形成小的触角，进一步提升重晶石粉的表面粗糙度，增加其表面积，增强其与聚酰胺粉末的结合程度，在超声波冲击下，贝壳粉快速富集到重晶石粉颗粒的表面，并紧密交联结合，形成性能稳定的复合添加料。最终制成的复合添加料与聚酰胺粉末，在电子束辐照的辅助作用下共混熔融纺丝，所制得的纤维具有很好的耐高温、强度高的性能，可用与轮胎帘子线的制作，提高轮胎的综合使用性能。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术一种耐高温、高强度轮胎帘子线纤维的制备方法，制备工艺搭配合理，最终所制得的轮胎帘子线纤维具有很好的耐高温和高强度的性能，应用到轮胎的制备中，能有效的提升轮胎的使用性能，具有很好的市场应用价值。具体实施方式实施例1一种耐高温、高强度轮胎帘子线纤维的制备方法，包括如下步骤：（1）聚酰胺粉末预处理：将十二烷基苯磺酸钠、甘油、离子液体按照体积比为0.5:2:13共同投入搅拌罐内，在80℃的条件下，以90rpm的转速搅拌30min后，再将聚酰胺粉末投入搅拌罐内，在同样的温度条件下，不断搅拌处理20min后得混合物A备用；（2）复合添加料的制备：a.将重晶石粉投入质量分数为0.4%的盐酸溶液中浸泡，在50℃的条件下浸泡处理14min后，滤出重晶石粉备用；b.将操作a中滤出的重晶石粉放入低能质子辐照箱内进行质子辐照处理，质子辐照处理的时间为3min；c.将操作b中质子辐照处理后的重晶石粉和贝壳粉按照重量比为10:0.8共同投入搅拌罐内，然后向搅拌罐内注入处理液，在70℃的条件下，以100rpm的转速不断搅拌处理40min后过滤，收集滤渣即为混合物B；d.先将操作c中所得的混合物B在烘箱内干燥至含水率为0.5%，再将烘干后所得的混合粉末置于超声波冲击装置中进行超声波冲击处理，处理10s后，取出即得复合添加料备用；（3）熔融纺丝：先将步骤（1）所得的混合物A置于电子束辐照装置中进行电子束辐照处理，辐照处理50s后，立刻取出与步骤（2）中所得的复合添加料按照体积重量比为20mL:3mg混匀后投入到纺丝罐内进行纺丝处理，然后经过常规的固化成型、水洗拉伸、干燥后得共混丝备用；（4）拉伸定型：将步骤（3）中所得的共混丝进行饱和蒸汽浴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温、高强度轮胎帘子线纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）聚酰胺粉末预处理：将十二烷基苯磺酸钠、甘油、离子液体按照体积比为0.5~0.6:2~3:13~16共同投入搅拌罐内，在80~86℃的条件下，以90~110rpm的转速搅拌30~34min后，再将聚酰胺粉末投入搅拌罐内，在同样的温度条件下，不断搅拌处理20~24min后得混合物A备用；（2）复合添加料的制备：a. 将重晶石粉投入质量分数为0.4~0.6%的盐酸溶液中浸泡，在50~60℃的条件下浸泡处理14~18min后，滤出重晶石粉备用；b. 将操作a中滤出的重晶石粉放入低能质子辐照箱内进行质子辐照处理，质子辐照处理的时间为3~5min；c. 将操作b中质子辐照处理后的重晶石粉和贝壳粉按照重量比为10~14:0.8~0.9 共同投入搅拌罐内，然后向搅拌罐内注入处理液，在70~80℃的条件下，以100~400rpm的转速不断搅拌处理40~50min后过滤，收集滤渣即为混合物B；d. 先将操作c中所得的混合物B在烘箱内干燥至含水率为0.5~0.9%，再将烘干后所得的混合粉末置于超声波冲击装置中进行超声波冲击处理，处理10~20s后，取出即得复合添加料备用；（3）熔融纺丝：先将步骤（1）所得的混合物A置于电子束辐照装置中进行电子束辐照处理，辐照处理50~60s后，立刻取出与步骤（2）中所得的复合添加料按照体积重量比为20~28mL:3~5mg混匀后投入到纺丝罐内进行纺丝处理，然后经过常规的固化成型、水洗拉伸、干燥后得共混丝备用；（4）拉伸定型：将步骤（3）中所得的共混丝进行饱和蒸汽浴拉伸，拉伸的总倍数为6~7倍，待其冷却至室温后，将其放入到温度为160~170℃的热空气中热定型处理即可。...

【技术特征摘要】
1.一种耐高温、高强度轮胎帘子线纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）聚酰胺粉末预处理：将十二烷基苯磺酸钠、甘油、离子液体按照体积比为0.5~0.6:2~3:13~16共同投入搅拌罐内，在80~86℃的条件下，以90~110rpm的转速搅拌30~34min后，再将聚酰胺粉末投入搅拌罐内，在同样的温度条件下，不断搅拌处理20~24min后得混合物A备用；（2）复合添加料的制备：a.将重晶石粉投入质量分数为0.4~0.6%的盐酸溶液中浸泡，在50~60℃的条件下浸泡处理14~18min后，滤出重晶石粉备用；b.将操作a中滤出的重晶石粉放入低能质子辐照箱内进行质子辐照处理，质子辐照处理的时间为3~5min；c.将操作b中质子辐照处理后的重晶石粉和贝壳粉按照重量比为10~14:0.8~0.9共同投入搅拌罐内，然后向搅拌罐内注入处理液，在70~80℃的条件下，以100~400rpm的转速不断搅拌处理40~50min后过滤，收集滤渣即为混合物B；d.先将操作c中所得的混合物B在烘箱内干燥至含水率为0.5~0.9%，再将烘干后所得的混合粉末置于超声波冲击装置中进行超声波冲击处理，处理10~20s后，取出即得复合添加料备用；（3）熔融纺丝：先将步骤（1）所得的混合物A置于电子束辐照装置中进行电子束辐照处理，辐照处理50~60s后，立刻取出与步骤（2）中所得的复合添加料按照体积重量比为20~28mL:3~5mg混匀后投入到纺丝罐内进行纺丝处理，然后经过常规的固化成型、水洗拉伸、干燥后得共混丝备用；（4）拉伸定型：将步骤（3）中所得的共混丝进行饱和蒸汽浴拉伸，拉伸的总倍数为6~7倍，待其冷却至室温后，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：李友，
申请(专利权)人：李友，
类型：发明
国别省市：安徽,34