[发明专利]一种预活化对位芳纶纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种预活化对位芳纶纤维及其制备方法，将无油对位芳纶纤维浸渍混合活化油剂中进行预处理过程，预处理完毕后进入烘干工序，之后进行卷绕成型，得到预活化对位芳纶纤维。无油对位芳纶纤维在经一次上油就使之达到“预活化”和“集束、抗静电、柔顺”等作用，无需二次加工；无油对位芳纶纤维经预活化之后，在保证对位芳纶纤维于橡胶基体之间粘合力的同时，纤维本身同样保持较高强度；无油对位芳纶纤维预活化过程所用的工艺制备流程简单易实行，有利于规模化生产，具有非常好的应用前景。

技术领域

本发明属于芳纶纤维的活化处理技术领域，涉及一种预活化对位芳纶纤维及其制备方法。

背景技术

无油对位芳纶纤维全称聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)，又称为1414，是一种采用低温溶液缩聚反应合成的具有高强度、高模量的有机合成纤维。它以其高强度、高模量和出色的耐热性受到世界各国广泛重视。同时，它还具有适当的韧性可供纺织加工。因此，对位芳纶纤维大多被用作轻质、耐热的纺织结构材料或复合结构增强材料，是国防、军工和特殊领域不可多得的优质材料。民用方面，可以作为光缆通讯、江河斜拉桥绳索、建筑物加固、汽车保险杠、飞机轮胎、造纸行业等用途。近年来，随着世界经济和科技的快速发展，对位芳纶的用途不断扩展，尤其在复合材料、轮胎橡胶、建筑和电子通讯领域的应用进展显著。

但是，由于无油对位芳纶纤维成明显的皮芯结构，表面晶格致密，具有高度结晶的分子链结构和较大的位阻效应，导致纤维与橡胶粘合性较差，大大限制了芳纶纤维在轮胎帘子线和输送带领域的应用，因此，提高芳纶表面活性，以改善与橡胶基体的结构尤为重要。图1为一些对位芳纶纤维表面改性技术。但是在这些方法中：有些方法工艺较为复杂，难以实现工业化；有些方法成本较高，纤维活化之后还需二次上油来提高芳纶纤维的抗静电、集束、柔顺等作用，容易造成原料浪费；还有些方法是一牺牲对位芳纶纤维自身的强度来实现纤维与橡胶基体之间预期的粘合效果。

发明内容

本发明是提供一种预活化对位芳纶纤维及其制备方法，解决了对位芳纶纤维与橡胶基体粘合力差；克服了对位芳纶纤维传统预处理方式强力指标损失问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种预活化对位芳纶纤维的制备方法，具体包括以下步骤：

将无油对位芳纶纤维浸渍在活化油剂中进行预处理；对预处理后的对位芳纶纤维进行两级烘干工序，经烘干后的对位芳纶纤维进行卷绕后，形成预活化对位芳纶纤维；

所述活化油剂的原料包括环氧树脂、酚醛树脂、脂肪醇聚氧乙烯醚、磷酸酯、油酸甘油酯和蒸馏水。

优选的，活化油剂的配制比例为：

环氧树脂占比为2.0-18.0wt％，

酚醛树脂占比为2.0-10.0wt％，

脂肪醇聚氧乙烯醚占比为2.0-12.0wt％，

磷酸酯占比为2.0-15.0wt％，

油酸甘油酯占比为5.0-20.0wt％，

余量为蒸馏水。

优选的，环氧树脂为缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂和缩水甘油酯型环氧树脂中的一种；所述磷酸酯为脂肪醇聚醚磷酸酯、烷基酚聚醚磷酸酯和芳基酚聚醚磷酸酯中的一种；所述酚醛树脂由间苯二酚与甲醛进行缩聚反应制备而成。

优选的，活化油剂的配制过程为：将环氧树脂、酚醛树脂、脂肪醇聚氧乙烯醚、磷酸酯、油酸甘油酯和蒸馏水混合搅拌，搅拌温度为40℃-60℃，搅拌时间为1.5h-4h。

优选的，无油对位芳纶纤维在预处理之后、进入烘干工序前，在两级工序之间停留时间为5-10s。