一种耐高温耐腐蚀高强纤维及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种耐高温耐腐蚀高强纤维及其制备方法与应用，属于高分子复合纤维材料制备领域。本发明专利技术提供的耐高温耐腐蚀高强纤维组分主要包括以下组分：POK树脂、PE树脂、增韧剂、相容剂、抗氧剂和润滑剂。耐高温耐腐蚀高强纤维的制作步骤包括专用料制备，熔融喷丝，高倍拉伸及分丝收卷等。本发明专利技术所提供的耐高温耐腐蚀高强纤维产品的主要材质基于POK/PE复合材料，纤维具备极高的抗拉强度和耐腐蚀性，同时POK材料具备极佳的耐温特性，所制得产品可广泛应用于石油化工等含腐蚀介质高温环境中所需滤网的制备。同时，PE成本只有POK的四分之一，产品整体上实现了POK的低成本应用，进一步拓宽了POK的应用，具有较为广阔的市场前景。具有较为广阔的市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温耐腐蚀高强纤维及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及高分子复合纤维材料制备领域，尤其是涉及一种耐高温耐腐蚀高强纤维及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]POK是由空气中的一氧化碳烯烃(乙烯、丙烯)共聚得到的一款高结晶的新型高分子聚合物，具有强度高、耐高温、高耐磨及耐中酸中碱等特性。POK材料具备极佳的耐高温和耐腐蚀性，维卡软化温度(B50法)可以达到190℃，同时具备极高的抗拉强度，是应用于高温腐蚀介质过滤的优良基材。用POK材料制备的纤维编制的滤网，可以很好的应对高温及高腐蚀的环境。当前市面上用于油气田或化工行业的滤网多为钢制，极易受到腐蚀，寿命较短，增加了介质后期除杂提纯的成本。但POK目前市售价格为25000
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30000/吨，材质的高价格在一定程度上限制了POK材质的大规模应用。制备一种具备高强度、耐高温、高耐磨、耐腐蚀的应用于腐蚀介质滤网，且成本低的材料，成为领域内的研究重点。
[0003]PE材料，密度一般在0.7
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1g/cm3，原料售价只有POK材料的四分之一，是用于与POK共混制备生产腐蚀介质滤网用耐高温耐腐蚀高强纤维专用料的理想原料。因此探索制备成本低，具备耐高温、耐腐蚀高强特性的纤维对于制备腐蚀介质滤网是十分关键的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种耐高温耐腐蚀高强纤维及其制备方法与应用。本专利技术的耐高温耐腐蚀高强纤维是基于POK/PE复合材料制备而成，可以应用于腐蚀介质滤网。本专利技术有效解决当前了当前钢制滤网不耐腐蚀、寿命短的问题，克服了POK材料价格昂贵的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]本专利技术的技术方案之一：提供了一种耐高温耐腐蚀高强纤维，所述耐高温耐腐蚀高强纤维包括以下组分：POK树脂、PE树脂、增韧剂、相容剂、抗氧剂及润滑剂，其中所述各组分的重量份数为：POK树脂：5
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95份；PE树脂：5
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95份；增韧剂0
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5份，不为0；相容剂：0
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4份，不为0；抗氧剂：0
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1.2份，不为0；润滑剂：0
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3份，不为0。
[0007]在本专利技术的一个实施方式中，所述POK树脂为数均分子量区间在40000
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120000之间，240℃/2.16kg条件下熔融指数为1
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8g/10min中的一种或多种组合，优选地，选用的POK树脂为数均分子量60000、熔融指数4g/10min。
[0008]在本专利技术的一个实施方式中，所述PE树脂为超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯，且190℃/2.16kg条件下熔融指数为1
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8g/10min中的一种或多种组合，优选地，选用的PE树脂为高密度聚乙烯、熔融指数4g/10min。
[0009]在本专利技术的一个实施方式中，所述增韧剂可以为甲基丙烯酸甲酯
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丁二烯
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苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯
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醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯辛烯共弹性体中的一种或多种，优选地，选用的增韧剂为马来酸酐接枝聚乙烯辛烯共弹性体。
[0010]在本专利技术的一个实施方式中，所述相容剂可以为马来酸酐接枝POK或马来酸酐接枝PE中的一种或多种，优选地，选用马来酸酐接枝PE。
[0011]在本专利技术的一个实施方式中，所述抗氧剂选自抗氧剂2450、抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂168中的一种或几种，优选地，所选用抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168。
[0012]在本专利技术的一个实施方式中，所述润滑剂选自硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸丁酯、油酰胺、季戊四醇硬脂酸酯或乙撑双硬脂酸酰胺中的至少一种或多种，优选地，所选用润滑剂为硬脂酸锌。
[0013]本专利技术的技术方案之二：提供所述耐高温耐腐蚀高强纤维的制备方法，具体步骤如下：
[0014](1)将原料POK树脂、PE树脂、相容剂、增韧剂、抗氧剂及润滑剂添加适量白油后，白油的添加量使得各种组分能够混合即可，在90℃条件下混合15min，再对该混合物进行熔融共混，室温下混合搅拌后加入挤出机，并在90℃烘箱中烘干2h，使基体树脂POK和PE在相容剂作用下充分相容结合，得到耐高温腐蚀高强纤维专用料；
[0015](2)将步骤(1)中经过熔融混炼后的耐高温腐蚀高强纤维专用料经由挤出机和计量泵等量恒压挤出，经喷丝板均匀挤出，进入冷却水槽，完成丝胚定型，得到丝胚；
[0016](3)将步骤(2)获得的丝胚经第一组牵伸辊后进入温度40
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100℃的预热水箱内，而后经第二组牵伸辊完成首次拉伸，保证第二组牵伸辊和第一组牵伸辊的辊面线速度倍率控制在2
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6倍；
[0017](4)将步骤(3)中完成首次拉伸的纤维送入温度110
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170℃的恒温热风箱内，再经第三组牵伸辊完成二次拉伸，保持第三组牵伸辊和第二组牵伸辊辊面线速度倍率控制在3
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4倍；
[0018](5)将第三组牵伸辊牵伸后的丝束进行分离收卷，制备得到所述耐高温耐腐蚀高强纤维。
[0019]在本专利技术的一个实施方式中，所述步骤(1)中对混合物进行熔融共混的加工设备可以为密炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或开炼机，优选双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的加工温度区间为180
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260℃，主机转速200
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600rpm。
[0020]在本专利技术的一个实施方式中，所述步骤(2)中对经过熔融混炼后的耐高温腐蚀高强纤维专用料所用挤出机可以是单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或开炼机，优选单螺杆挤出机，单螺杆挤出机加工温度区间为200
‑
260℃，主机转速200
‑
600rpm。
[0021]在本专利技术的一个实施方式中，所述步骤(2)中所用的计量泵压为4
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15MPa。
[0022]在本专利技术的一个实施方式中，所述步骤(2)中所用喷丝板的孔径为4
‑
15mm中任一孔径。
[0023]在本专利技术的一个实施方式中，所述步骤(3)和步骤(4)中的组合牵伸辊的辊数为1
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7中的任一数量。
[0024]在本专利技术的一个实施方式中，步骤(5)得到的所述耐高温耐腐蚀高强纤维的线密度为450tex。
[0025]本专利技术进一步提供所述耐高温耐腐蚀高强纤维的应用，所述耐高温耐腐蚀高强纤维用于制备可用于腐蚀介质的滤网。
[0026]与现有技术相比，本专利技术提供的耐高温耐腐蚀高强纤维在POK材料中引入低价的
PE材料，兼具POK的耐高温、耐腐蚀及高拉抗特性。同时在制备本专利技术耐高温耐腐蚀高强纤维时，价格高昂的POK树脂添加比例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温耐腐蚀高强纤维，其特征在于，所述耐高温耐腐蚀高强纤维以重量份数计，主要包含：POK树脂：5
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95份；PE树脂：5
‑
95份；增韧剂：0
‑
5份，不为0；相容剂：0
‑
4份，不为0；抗氧剂：0
‑
1.2份，不为0；润滑剂：0
‑
3份，不为0。2.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀高强纤维，其特征在于，所述的POK树脂为数均分子量区间在40000
‑
120000之间，240℃/2.16kg条件下熔融指数为1
‑
8g/10min中的一种或多种组合，所述的PE树脂为超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯，且190℃/2.16kg条件下熔融指数为1
‑
8g/10min中的一种或多种组合。3.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀高强纤维，其特征在于，所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯
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醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯辛烯共弹性体中的一种或多种，所述相容剂为马来酸酐接枝POK或马来酸酐接枝PE中的一种或多种；所述的抗氧剂为抗氧剂2450、抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂168中的一种或几种。4.一种如权利要求1所述的耐高温耐腐蚀高强纤维制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：(1)POK树脂、PE树脂、相容剂、抗氧剂及润滑剂进行共混熔融，在180
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240℃的温度区间内熔融共混，使基体树脂POK和PE充分相容结合，制备得到耐高温腐蚀高强纤维的专用料；(2)将步骤(1)获得的经过熔融混炼后的专用料经由计量泵恒压并经挤压机挤出，再经过喷丝板均匀挤出，放入冷却水槽，完成丝胚定型，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏长裕，杨浩，陶媛，
申请(专利权)人：上海清远管业科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：