一种高耐磨复合纤维材料及其应用制造技术

本发明专利技术开了一种高耐磨复合纤维材料及其应用，复合纤维材料由聚酯切片与合金粉体混合后，将混合体系中的聚酯切片加热成熔融状态，并由双螺杆挤出装置进一步混合后，输送至纺丝装置中制成复合纤维材料，所述的合金粉体的化学组成为PtxAlyFemPn，其中，26≤x≤34、26≤y≤31、33≤m≤37、26≤n≤28；该方案不仅步骤简单、且过程原料的加工方法便利，能够适用于工业化推广生产和应用。

A high wear resistant composite fiber material and its application

The invention discloses a high wear-resistant composite fiber material and its application. After the composite fiber material is mixed by polyester chips and alloy powder, the polyester chips in the mixed system are heated to a molten state, and further mixed by a twin-screw extruder, and then transported to the spinning device to form a composite fiber material. The chemical composition of the alloy powder is ptxalyfempn, wherein, 26 \u2264 x \u2264 34, 26 \u2264 y \u2264 31, 33 \u2264 m \u2264 37, 26 \u2264 n \u2264 28. This scheme is not only simple in steps, but also convenient in processing raw materials. It can be applied to industrial production and application.

【技术实现步骤摘要】
一种高耐磨复合纤维材料及其应用
本专利技术涉及纤维材料领域，尤其是一种高耐磨复合纤维材料及其应用。
技术介绍
聚酯纤维是合成纤维中的一个重要品种，它是以精对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，然后经纺丝和后处理制成的纤维。目前市面上有很多种高强度和耐磨的聚酯纤维产品多是在其生产配方中增加了增韧剂的性能改性剂进行提高，而由于功能助剂在进行混合时，其发生了复杂的化学变化，而采用化学助剂进行增强改性的物性指标提升通常具有一定的可预见性和容易知晓其提升上限，因此，势必有必要另辟蹊径进行研究一种加入不与聚酯纤维发生化学反应的成分进行提升其性能，使聚酯纤维能够拓展其应用领域，如加入石墨烯等。
技术实现思路
针对现有技术的情况，本专利技术的目的在于提供一种制备可靠、操作简单且能够提高聚酯纤维耐磨能力的高耐磨复合纤维材料及其应用。为了实现上述的技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种高耐磨复合纤维材料，其由聚酯切片与合金粉体混合后，将混合体系中的聚酯切片加热成熔融状态，并由双螺杆挤出装置进一步混合后，输送至纺丝装置中制成复合纤维材料，所述的合金粉体的化学组成为PtxAlyFemPn，其中，26≤x≤34、26≤y≤31、33≤m≤37、26≤n≤28。一种高耐磨复合纤维材料的制备方法，其包括如下步骤：(1)将聚酯切片置于120～180℃环境下干燥处理4～6h，干燥过程中持续通入惰性气体，使聚酯切片在惰性气体氛围中进行干燥处理；(2)按化学组成将Pt、Al、Fe和P原料放入真空熔炼炉中，以800～1200℃的温度进行熔炼，熔炼过程中充入氩气并在氩气气氛下进行熔炼，其中，各组分之间熔融混合后，恒温保持2h，然后将其随炉冷却至低于500℃后，再升温至800～1200℃的继续熔炼处理，反复3次后，将熔炼产物随炉冷却至室温，然后将其研磨成粒度小于0.1mm，得到合金粉体；(3)将35～50份干燥处理后的聚酯切片、2～4份合金粉体、0.5～0.8份乙烯基双硬脂酰胺、0.3～0.6份结晶促进剂和0.8～1.0份热稳定剂混合后，在150～300r/min的转速下搅拌处理15～30min，再将其加入到双螺杆挤出机中挤压制成熔融体，其中，双螺杆挤出机螺杆转速为450～550r/min，挤出温度为235～280℃，机头温度为260～280℃；(4)经挤出机挤出的熔融体直接输送至纺丝装置中纺丝处理，制得复合纤维材料。进一步，步骤(1)中，经干燥后的聚酯切片的含水率低于200ppm。进一步，步骤(1)中所述的惰性气体为氩气。进一步，步骤(2)中，所述的Pt、Al、Fe和P原料的纯度不低于98％。进一步，步骤(2)中，真空熔炼炉在熔炼时的真空度为3×10-3～4×10-3Pa。进一步，步骤(3)中，结晶促进剂为1，3，3-正丁基苯三甲酰胺或4，6-二叔丁基苯基磷酸盐。进一步，步骤(3)中，热稳定剂为双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯。一种根据上述制备方法制得的复合纤维材料的应用，将制得的复合纤维材料纺织制成布料。一种根据上述制备方法制得的复合纤维材料的应用，将制得的复合纤维材料掺入工业型材中制成复合纤维增强型材。采用上述的技术方案，本专利技术的有益效果为：本专利技术方案通过巧妙利用合金粉末与聚酯切片混合，并令合金粉末在熔融状态下进一步分散混合到聚酯切片的熔融体中，另外，还通过加入了乙烯基双硬脂酰胺作为分散剂以提高其分散性，而采用乙烯基双硬脂酰胺的目的之一在于其无毒，对人体无副作用，常温下不溶于大多数溶剂，对酸碱和水介质稳定，而且其与传统的石蜡、聚乙烯蜡相比，不但具有很好的外部润滑作用，而且具有很好的内部润滑作用，使得合金粉末能够良好分散于聚酯切片的熔融体中，而加入结晶促进剂的作用在于提高聚酯切片熔融体在混入合金粉末后能够保持正常形成的塑料结晶状态，甚至提高其结晶后的结构强度，以使得生产出的复合纤维具有优异的耐磨性能，而在加工过程中，尽量保持物料在惰性气体氛围下的目的在于避免物料在高温环境中产生氧化后其他不可逆的化学变化，也是为提高产品最终物性具有优异的指标提供保障，该方案不仅步骤简单、且过程原料的加工方法便利，能够适用于工业化推广生产和应用。具体实施方式实施例1一种高耐磨复合纤维材料的制备方法，其包括如下步骤：(1)将聚酯切片置于140℃环境下干燥处理5h，干燥过程中持续通入氩气惰性气体，使聚酯切片在氩气气体氛围中进行干燥处理至含水率低于200ppm；(2)按化学组成(PtxAlyFemPn，其中，x＝30、y＝28、m＝34、n＝27)将Pt、Al、Fe和P原料放入真空熔炼炉中，以1000℃的温度进行熔炼，熔炼过程中充入氩气并在氩气气氛下进行熔炼，其中，各组分之间熔融混合后，恒温保持2h，然后将其随炉冷却至低于500℃后，再升温至1000℃的继续熔炼处理，熔炼时的真空度为3×10-3～4×10-3Pa，反复3次后，将熔炼产物随炉冷却至室温，然后将其研磨成粒度小于0.1mm，得到合金粉体，其中，所述的Pt、Al、Fe和P原料的纯度不低于98％；(3)将40份干燥处理后的聚酯切片、3份合金粉体、0.65份乙烯基双硬脂酰胺、0.5份1，3，3-正丁基苯三甲酰胺和0.9份双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯混合后，在200r/min的转速下搅拌处理20min，再将其加入到双螺杆挤出机中挤压制成熔融体，其中，双螺杆挤出机螺杆转速为500r/min，挤出温度为255℃，机头温度为270℃；(4)经挤出机挤出的熔融体直接输送至纺丝装置中纺丝处理，制得复合纤维材料。实施例2一种高耐磨复合纤维材料的制备方法，其包括如下步骤：(1)将聚酯切片置于120℃环境下干燥处理6h，干燥过程中持续通入氩气惰性气体，使聚酯切片在氩气气体氛围中进行干燥处理至含水率低于200ppm；(2)按化学组成(PtxAlyFemPn，其中，x＝34、y＝31、m＝37、n＝28)将Pt、Al、Fe和P原料放入真空熔炼炉中，以1200℃的温度进行熔炼，熔炼过程中充入氩气并在氩气气氛下进行熔炼，其中，各组分之间熔融混合后，恒温保持2h，然后将其随炉冷却至低于500℃后，再升温至1200℃的继续熔炼处理，熔炼时的真空度为3×10-3～4×10-3Pa，反复3次后，将熔炼产物随炉冷却至室温，然后将其研磨成粒度小于0.1mm，得到合金粉体，其中，所述的Pt、Al、Fe和P原料的纯度不低于98％；(3)将35份干燥处理后的聚酯切片、2份合金粉体、0.5份乙烯基双硬脂酰胺、0.3份1，3，3-正丁基苯三甲酰胺和0.8份双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯混合后，在150r/min的转速下搅拌处理30min，再将其加入到双螺杆挤出机中挤压制成熔融体，其中，双螺杆挤出机螺杆转速为450r/min，挤出温度为235℃，机头温度为260℃；(4)经挤出机挤出的熔融体直接输送至纺丝装置中纺丝处理，制得复合纤维材料。实施例3一种高耐磨复合纤维材料的制备方法，其包括如下步骤：(1)将聚酯切片置于180℃环境下干燥处理4h，干燥过程中持续通入氩气惰性气体，使聚酯切片在氩气气体氛围中进行干燥处理至含水率低于200ppm；(2)按化学组成(P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐磨复合纤维材料，其特征在于：其由聚酯切片与合金粉体混合后，将混合体系中的聚酯切片加热成熔融状态，并由双螺杆挤出装置进一步混合后，输送至纺丝装置中制成复合纤维材料，所述的合金粉体的化学组成为PtxAlyFemPn，其中，26≤x≤34、26≤y≤31、33≤m≤37、26≤n≤28。

【技术特征摘要】
1.一种高耐磨复合纤维材料，其特征在于：其由聚酯切片与合金粉体混合后，将混合体系中的聚酯切片加热成熔融状态，并由双螺杆挤出装置进一步混合后，输送至纺丝装置中制成复合纤维材料，所述的合金粉体的化学组成为PtxAlyFemPn，其中，26≤x≤34、26≤y≤31、33≤m≤37、26≤n≤28。2.根据权利要求1所述的一种高耐磨复合纤维材料的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：(1)将聚酯切片置于120～180℃环境下干燥处理4～6h，干燥过程中持续通入惰性气体，使聚酯切片在惰性气体氛围中进行干燥处理；(2)按化学组成将Pt、Al、Fe和P原料放入真空熔炼炉中，以800～1200℃的温度进行熔炼，熔炼过程中充入氩气并在氩气气氛下进行熔炼，其中，各组分之间熔融混合后，恒温保持2h，然后将其随炉冷却至低于500℃后，再升温至800～1200℃的继续熔炼处理，反复3次后，将熔炼产物随炉冷却至室温，然后将其研磨成粒度小于0.1mm，得到合金粉体；(3)将35～50份干燥处理后的聚酯切片、2～4份合金粉体、0.5～0.8份乙烯基双硬脂酰胺、0.3～0.6份结晶促进剂和0.8～1.0份热稳定剂混合后，在150～300r/min的转速下搅拌处理15～30min，再将其加入到双螺杆挤出机中挤压制成熔融体，其中，双螺杆挤出机螺杆转速为450～550r/min，挤...

【专利技术属性】
技术研发人员：敖显鸿，陆欢，
申请(专利权)人：贵州森塑宇木塑有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52