[发明专利]高强度PP/PET合金纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度合金纤维及其制备方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，采用本发明方法制备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，本发明提供一种高强度（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。

作为本发明的高强度PP/PET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。

作为本发明的高强度PP/PET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。

作为本发明的高强度PP/PET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)、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；

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。

作为本发明的高强度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），接枝率为1.0%；

分散剂为环己烷。

本发明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：

1）、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；