專利名稱：：一種pvc/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬復(fù)合纖維領(lǐng)域，特別是涉及一種PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維及其制備方法。
背景技術(shù)：
：PVC樹脂的重要用途之一是纖維，應(yīng)用于服用、各類產(chǎn)業(yè)用紡織品等。因PVC市場(chǎng)價(jià)格一直較高，因此，許多生產(chǎn)廠家借助填料填充改性來降低原材料成本。聚合物/無機(jī)粒子復(fù)合材料是近年來材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其力學(xué)性能、韌性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性等性能較本體聚合物有顯著提高，PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合材料是其中之一。研究表明，PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合材料的力學(xué)、耐熱、抗壓、耐溶劑、耐磨等性能都得到不同程度的提高，且大大降低了成本，從而提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。當(dāng)前，國內(nèi)外聚合物/無機(jī)粒子復(fù)合物的研究開發(fā)主要集中在塑料方面，纖維方面的應(yīng)用還較少。中國專利CN1821307公開了一種降低碳酸鈣顆粒填充尼龍66復(fù)合材料加工溫度的方法，通過將兩種不同粒徑的碳酸鈣按照特定的粒徑和質(zhì)量配比進(jìn)行混合，以特定比例填充尼龍66，可以明顯降低尼龍66的加工溫度，所得復(fù)合材料的機(jī)械性能提高30%以上，還可達(dá)到減少能耗，降低成本的目的。中國專利CN1865546公開了一種聚丙烯/粘土復(fù)合纖維及其制備方法，制得的纖維具有良好的阻燃性抗靜電性。而關(guān)于PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合材料制備纖維至今尚無報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維及其制備方法，該纖維的性能較好，尤其是具有良好的力學(xué)、耐熱、耐磨性能，可廣泛應(yīng)用于服用及各類產(chǎn)業(yè)用紡織品等相關(guān)領(lǐng)域；且其制備工藝簡(jiǎn)單，容易控制，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)周期短，對(duì)環(huán)境友好，特別適用于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維，其重量組成包括95~100份的PVC切片或粉料、0.5~5份的超細(xì)碳酸鈣微粒和0.5~1份的表面處理劑。所述PVC切片或粉料為紡絲級(jí)PVC切片或粉料，其分子量為55000-78000。所述超細(xì)碳酸鈣微粒的粒徑為0.05lMm，形狀為紡錘形、立方形、針形、鏈形或球形等。所述表面處理劑為硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鈉中的一種或幾種。本發(fā)明的PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維的制備方法，包括以下步驟(1)按重量份數(shù)稱取95~100份的PVC切片或粉料、0.5-5份的超細(xì)碳酸鈣微粒和0.5-1份的表面處理劑；(2)將超細(xì)碳酸鈣微粒及表面處理劑放入高速混合機(jī)中，高速混合機(jī)的轉(zhuǎn)速為1000~6000r/min，優(yōu)選3000~6000r/min，攪拌混合時(shí)間為20~30min，再加入PVC切片或粉料，升溫并繼續(xù)攪拌，溫度控制在150180'C之間，混合均勻，然后冷卻，出料；(3)步驟(2)所得物經(jīng)真空烘箱充分干燥后放入螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融紡絲，紡絲溫度為240-260°C，紡絲速度為500~1000m/min，制得巻繞絲；(4)將巻繞絲在8(K15(TC的溫度下進(jìn)行二道牽伸和一道熱定型處理，牽伸總倍數(shù)為2~5倍，從而制得牽伸絲；(5)牽伸絲的后續(xù)處理通過張力架、巻曲預(yù)熱箱、巻曲機(jī)、鋪絲機(jī)、上油機(jī)、松弛定型機(jī)，得PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維。本發(fā)明的有益效果()本發(fā)明中對(duì)純PVC進(jìn)行紡絲，將所得純纖維與復(fù)合纖維進(jìn)行性能比較，發(fā)現(xiàn)復(fù)合纖維的力學(xué)、耐熱耐磨性能較好，且通過加入填料，大大降低了PVC纖維的生產(chǎn)成本，對(duì)促進(jìn)工業(yè)化生產(chǎn)具有重大意義；(2)由于高速混合器中采用剪切為主的周向流葉輪比傳統(tǒng)的以混合為主的軸向流葉輪具有更強(qiáng)的剪切力，能更有效地對(duì)碳酸鈣微粒進(jìn)行表面處理；(3)硬脂酸表面處理劑的加入適當(dāng)降低了微粒的表面活性，促進(jìn)碳酸鈣微粒更加均勾地分散在PVC切片或粉料上；具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1將1份的超細(xì)碳酸鈣微粒和0.5份的表面處理劑硬脂酸鈉放入高速混合機(jī)中，轉(zhuǎn)速為1000r/min，攪拌混合25min，再加入98.5份的PVC切片，保持?jǐn)嚢柘律郎兀?dāng)溫度達(dá)到160'C時(shí)即停止加熱，繼續(xù)攪拌和冷卻，至室溫出料。所制得混合料在90'C的溫度下真空干燥4h，然后將混合物放入雙螺桿擠出機(jī)中，在250"C下進(jìn)行熔融紡絲，紡絲速度為700m/min，巻繞絲經(jīng)熱牽伸溫度為95。C間的二道牽伸和熱定型，總牽伸倍數(shù)為3倍，從而得到成品絲一~PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維。實(shí)施例2將3份的超細(xì)碳酸鈣微粒和0.7份的表面處理劑硬脂酸鈉放入高速混合機(jī)中，轉(zhuǎn)速為3000r/min，攪拌混合20min，再加入96.3份的PVC切片，保持?jǐn)嚢柘律郎?，?dāng)溫度達(dá)到160'C時(shí)即停止加熱，繼續(xù)攪拌和冷卻，至室溫出料。所制得混合料在90'C的溫度下真空干燥4h，然后將混合物放入螺桿擠出機(jī)中，在250'C下進(jìn)行熔融紡絲，紡絲速度為700m/min，巻繞絲經(jīng)熱牽伸溫度為95'C間的二道牽伸和熱定型，總牽伸倍數(shù)為3倍，從而得到成品絲。實(shí)施例3將4份的超細(xì)碳酸鈣微粒和1份的表面處理劑硬脂酸鈉放入髙速混合機(jī)中，轉(zhuǎn)速為3000r/min，攪拌混合20min，再加入95份的PVC切片，保持?jǐn)嚢柘律郎?，?dāng)溫度達(dá)到160'C時(shí)即停止加熱，繼續(xù)攪拌和冷卻，至室溫出料。所制得混合料在90'C的溫度下真空干燥4h，然后將混合物放入螺桿擠出機(jī)中，在25(TC下進(jìn)行熔融紡絲，紡絲速度為700m/min，巻繞絲經(jīng)熱牽伸溫度為95'C間的二道牽伸和熱定型，總牽伸倍數(shù)為3倍，從而得到成品絲。對(duì)比例選用紡絲級(jí)PVC切片100份，在100'C的溫度下真空干燥6h。然后將切片放入螺桿擠出機(jī)中，直接將純PVC進(jìn)行紡絲，紡絲溫度為245'C，紡絲速度為600m/min。巻繞絲經(jīng)熱牽伸溫度為卯。C間的二道牽伸和熱定型，總牽伸倍數(shù)為2.5倍，得到成品絲。本發(fā)明所制得PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維性能與對(duì)比例性能對(duì)照如表1所示。表1PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維性能對(duì)照表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.一種PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維，其特征在于該復(fù)合纖維的重量組成包括95～100份的PVC切片或粉料、0.5～5份的超細(xì)碳酸鈣微粒和0.5～1份的表面處理劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維，其特征在于所述PVC切片或粉料為紡絲級(jí)PVC切片或粉料，其分子量為55000~78000。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維，其特征在于所述超細(xì)碳酸鈣微粒的粒徑為0.05lMin，形狀為紡錘形、立方形、針形、鏈形或球形。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維，其特征在于-所述表面處理劑為硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鈉中的一種或幾種。5.PVC溜細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維的制備方法，包括以下步驟(1)按重量份數(shù)稱取95~100份的PVC切片或粉料、0.5~5份的超細(xì)碳酸拷微粒和0.5~1份的表面處理劑；(2)將超細(xì)碳酸鈣微粒和表面處理劑放入高速混合機(jī)中，攪拌混合，再加入PVC切片或粉料，升溫并繼續(xù)攪拌，溫度控制在150180'C之間，加熱至確定溫度后停止加熱，繼續(xù)攪拌和冷卻，至室溫出料(3)步驟(2)所得物干燥后放入螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融紡絲，制得巻繞絲；(4)將巻繞絲在8(K150"C的溫度下進(jìn)行牽伸和熱定型處理，從而制得牽伸絲；(5)牽伸絲的后續(xù)處理通過張力架、巻曲預(yù)熱箱、巻曲機(jī)、鋪絲機(jī)、上油機(jī)、松弛定型機(jī)，得PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中的高速混合機(jī)的轉(zhuǎn)速為1000~6000r/min，攪拌混合吋間為20~30min。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于所述高速混合機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000~6000r/min。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于超細(xì)碳酸鈣微粒和表面處理劑和PVC切片或粉料，保持?jǐn)嚢柘律郎?，溫度控制?50180'C之間，加熱至確定溫度后停止加熱，繼續(xù)攪拌和冷卻，至室溫出料，待紡絲；9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中的熔融紡絲的紡絲溫度為240~260°C，紡絲速度為500~1000m/min。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于所述步驟(4)中的牽伸和熱定型是二道牽伸和一道熱定型處理，牽伸總倍數(shù)為2~5倍。全文摘要本發(fā)明涉及一種PVC/超細(xì)碳酸鈣微粒復(fù)合纖維及其制備方法，該復(fù)合纖維的重量組成包括95～100份的PVC切片或粉料、0.5～5份的超細(xì)碳酸鈣微粒和0.5～1份的表面處理劑；制備按重量份數(shù)稱取原料；將碳酸鈣微粒和表面處理劑在高速混合機(jī)中攪拌混合，加PVC切片或粉料繼續(xù)均勻混合，加熱至一定溫度后停止加熱，繼續(xù)攪拌和冷卻，至室溫出料；將所得物干燥后放入螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融紡絲，得卷繞絲；將卷繞絲牽伸和熱定型處理，得牽伸絲；牽伸絲的后續(xù)處理同纖維制備常規(guī)技術(shù)。該纖維有優(yōu)良力學(xué)性能和耐磨性能，可廣泛應(yīng)用于服用和各類產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域，且制備工藝簡(jiǎn)單，易控制，成本較低，生產(chǎn)周期短，對(duì)環(huán)境友好，特別適于工業(yè)化生產(chǎn)。文檔編號(hào)D01F1/10GK101597811SQ200810137628公開日2009年12月9日申請(qǐng)日期2008年7月1日優(yōu)先權(quán)日2008年7月1日發(fā)明者王依民,鄭有全申請(qǐng)人:河南瑞貝卡發(fā)制品股份有限公司;鄭桂花;吳學(xué)丙