[发明专利]一种聚丙烯耐磨纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型纤维材料制备方法，特别涉及一种聚丙烯耐磨纤维的制备方法。

背景技术

绳缆的使用寿命主要取决于其强度、韧性和耐磨性，因此为保障使用性能，对绳缆的原料组成和制备方法提出了一定要求。聚丙烯纤维是制备绳缆的主要纤维之一，现有聚丙烯纤维制备方法大多采用湿纺法，即采用沸腾水加热，虽然设备简单、工艺简便，但不环保，而且加热温度不能超过100度，纺出的丝在强度、韧性以及耐磨性等性能较低，不能达到所需效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种改进现有纤维绳索的制备方法，提高绳缆的强度、韧性及耐磨性。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种聚丙烯耐磨纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)配料：将聚丙烯树脂与耐磨母粒进行共混，所述耐磨母粒占所述聚丙烯树脂重量的5％～10％；所述耐磨母粒包括重量份为84％～90％的聚丙烯母料、重量份为5％～8％的石墨和重量份为5％～8％的聚四氟乙烯；

2)搅拌：将步骤1)所得配料在搅拌机中搅拌均匀；

3)挤出：将步骤2)所得搅拌均匀的配料加入挤出机中，经过五段区间中频加温至熔融挤出；

4)冷却：将步骤3)挤出的纤维通入水槽中冷却；

5)牵伸：将步骤4)冷却后的挤出纤维采用干湿纺牵伸装置进行第一次压扁牵伸，再经干湿烘箱烘干，然后进行第二次牵伸；

6)收卷：将步骤5)所得的纤维收卷。

本发明的有益效果是：工艺简单，成本低廉，制成的绳缆性能优异，将强度提高至6g/d的同时绳缆的韧性和耐磨性均得到较大幅度提高。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，步骤3)中所述五段区间中频加温的温度依次为208±2℃、212±2℃、230±2℃、230±2℃和240±2℃。

进一步，步骤4)中所述冷却水温为15℃，冷却时间为20秒。

进一步，步骤5)中所述第一次压扁牵伸的线速度为18米每分钟，所述烘干温度为135～140℃，所述第二次牵伸的牵伸倍数为10～12倍，其中，牵伸线速度指的是牵伸装置滚筒表面沿纤维牵伸方向的线速度；牵伸指数是指喂入产品通过牵伸装置后彼此间产生相对位移，使纤维连续地、均匀地分布在输出产品长度方向上，这个过程称作牵伸过程，简称牵伸，牵伸的程度用牵伸倍数来表示，牵伸倍数即为与被牵伸前的纤维相比，牵伸后纤维被抽长拉细的倍数。

进一步，步骤6)中所述收卷的收卷张力为230±20厘牛顿，卷取速度为130±20米每分钟。

具体实施方式

以下所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明采用混合配料通过塑料挤出机熔融挤出成纤维，根据以下实施例1～6来进一步描述本发明。

表1实施例1至6混合配料的组成

根据上表实施例1～6之一混合配料的组成，通过以下工艺制备聚丙烯耐磨纤维：

1)配料：将聚丙烯树酯材料与耐磨母粒按比例进行共混，其中，耐磨母粒是由聚丙烯母料为基料并在聚丙烯母料中掺入石磨和聚四氟乙烯搅拌均匀而成的；

2)混料：将按比例配制好的混合料在搅拌机中搅拌均匀；

3)挤出：将混合好的配方料倒入挤出机中挤出，经过五段区间中频加温，设置第一区间温度为208±2℃，第二区间温度为212±2℃，第三区间温度230±2℃，第四区间温度230±2℃，第五区间温度240±2℃；因为挤出机各区间中频加温温度由于聚合物的物理状态不同，聚合物内部的自摩擦、聚合物与挤出机之间的摩擦都是动态变化的，很难控制在一个固定的温度，所以各区间中频加温温度允许有±2℃的浮动，使其稳定在所设置的温度范围内。

4)冷却：冷却水温为15℃，冷却时间为20秒；

5)牵伸：采用干湿纺牵伸装置进行第一次压扁牵伸，牵伸线速度为18m/min；再经干湿烘箱烘干，烘干温度为135～140℃；然后进行第二次牵伸，牵伸倍数为10～12倍；

6)收卷：纤维的收卷张力230±20CN(使收卷张力稳定在230CN左右，即230CN～250CN)，卷取速度为130±20m/min(使卷取速度稳定在130m/min左右，即130m/min～150m/min)。

按上述工艺流程实施使绳缆强力由3g/d提升至6g/d；牵伸倍数达12倍，绳缆的柔韧性和耐磨性也都随之有较大提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。