專利名稱：高強(qiáng)·高模聚丙烯纖維生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高強(qiáng)繩纜、高強(qiáng)安全網(wǎng)、高強(qiáng)工業(yè)濾布、工程補(bǔ)強(qiáng)加固、復(fù)合材料等應(yīng)用的高強(qiáng)度、高模量聚丙烯纖維生產(chǎn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
據(jù)眾多資料表明，選用廉價(jià)聚丙烯樹(shù)脂來(lái)研究生產(chǎn)聚丙烯短纖維、聚丙烯復(fù)絲 (長(zhǎng)絲)、聚丙烯單絲均應(yīng)用于紡織行業(yè)、地毯、無(wú)紡布、土工布、工業(yè)濾布、水龍帶、混凝土增強(qiáng)及各類繩網(wǎng)領(lǐng)域，具有較快發(fā)展態(tài)勢(shì)。但眾知技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯纖維，還存在纖維強(qiáng)力低、延伸率大、模量低(強(qiáng)力均在3g/D 8g/D，伸長(zhǎng)率20% 50%之間，斷率模量均在 200g/D以下)，抗紫外線、耐候性差等弱點(diǎn)，尤其是眾知技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯復(fù)絲(長(zhǎng)絲)、聚丙烯單絲還不能滿足高強(qiáng)繩纜、高強(qiáng)安全網(wǎng)、高強(qiáng)工業(yè)濾布及工程補(bǔ)強(qiáng)加固等復(fù)合材料使用要求。發(fā)明目的為滿足高強(qiáng)繩纜、高強(qiáng)安全網(wǎng)、高強(qiáng)工業(yè)濾布及工程補(bǔ)強(qiáng)加固復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用要求，本發(fā)明技術(shù)創(chuàng)新聚丙烯聚合物的改性和紡絲工藝優(yōu)化制備技術(shù)。本發(fā)明技術(shù)實(shí)施步驟如下第一步聚丙烯改性母粒制備1.用聚丙烯為基料，加高密度聚乙烯，聚烯烴彈性體，三元乙丙橡膠，光穩(wěn)定劑，抗氧劑，進(jìn)行均勻混配。2.將已均勻混配的上述混合物經(jīng)雙螺桿混煉造粒，制備聚丙烯改性母料。第二步高強(qiáng)·高模聚丙烯纖維制備1.用聚丙烯樹(shù)脂，加已制備的上述聚丙烯改性母料進(jìn)行均勻混合作為原料。 2.將上述均勻混合的原料輸送至雙螺桿擠壓機(jī)進(jìn)行熔融擠壓，雙螺桿擠壓機(jī)把熔體擠壓至紡絲箱體內(nèi)的噴絲板組件噴絲。3.螺桿擠壓至噴絲板組件噴出纖維后，再經(jīng)過(guò)冷水槽快速結(jié)晶，結(jié)晶后再由五棍牽伸機(jī)牽引成型盛桶。4.將已成型盛桶的聚丙烯初生纖維再進(jìn)行四次超倍牽伸，牽伸后經(jīng)自然冷卻定型，冷卻定型后的成品纖維連接收卷機(jī)，纖維繞筒成型——成品包裝。本發(fā)明生產(chǎn)聚丙烯纖維強(qiáng)力高，為12g/D 18g/D;延伸率低，纖維伸長(zhǎng)率在 3. 5% 5%;斷率模量高，可達(dá)300 450g/D ；而且能抗長(zhǎng)時(shí)間紫外線光照、耐候性優(yōu)良、生產(chǎn)流程短、制造成本低。本技術(shù)的開(kāi)發(fā)能有效提升高強(qiáng)繩纜、高強(qiáng)安全網(wǎng)、高強(qiáng)工業(yè)濾布等制造及工程補(bǔ)強(qiáng)加固復(fù)合材料等產(chǎn)品性能，具有廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)實(shí)施步驟如下第一步聚丙烯改性母粒制備
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1.選用熔指15 20g/10min聚丙烯為基料，加重量比15% 20% PE高密度聚乙烯，20 % 30 % POE聚烯烴彈性體，5 % 10 %三元乙丙橡膠，5 % 8 % PP光穩(wěn)定劑，1 % 2% A-20抗氧劑，進(jìn)行均勻混配。2.將已均勻混配的上述混合物經(jīng)雙螺桿混煉造粒。雙螺桿長(zhǎng)徑比為56 1，螺桿分五段加溫，各段溫度均控制在170°C 230°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速在每分鐘160 200轉(zhuǎn)，制備聚丙烯改性母料。第二步高強(qiáng)·高模聚丙烯纖維制備1.選用40 60萬(wàn)分子量聚丙烯樹(shù)脂，加重量比12% 20%已制備的上述聚丙烯改性母料進(jìn)行均勻混合作為原料。2.將上述均勻混合的原料輸送至雙螺桿擠壓機(jī)進(jìn)行熔融擠壓，雙螺桿長(zhǎng)徑比 40 1，螺桿分五段加溫，各段加溫均為180°C M(TC，螺桿速度在每分鐘200 230轉(zhuǎn)。 雙螺桿擠壓機(jī)把熔體擠壓至紡絲箱體內(nèi)的噴絲板組件噴絲，聚丙烯熔體壓強(qiáng)為60 80kg/ cm2，紡絲箱體溫度控制在220 M0°C，噴絲板設(shè)計(jì)規(guī)格為Φ160πιπιΧ200孔Χ0. 4mm(孔徑)。3.螺桿擠壓至噴絲板組件噴出纖維后，再經(jīng)過(guò)冷水槽快速結(jié)晶，冷水槽水溫控制在2V 5°C，結(jié)晶后再由五棍牽伸機(jī)牽引成型盛桶，噴頭拉伸倍數(shù)為5 10倍。4.將已成型盛桶的聚丙烯初生纖維再進(jìn)行四次超倍牽伸4. 1第一次水浴熱牽伸，溫度80°C 100°C，用五棍牽伸機(jī)牽引，牽引線速度每分鐘8 12m，拉伸倍數(shù)為盛桶的聚丙烯初生纖維的10 15倍。4. 2經(jīng)水浴熱牽伸和五棍牽伸機(jī)牽引后，再接連第二次在熱箱干熱中用五棍牽伸機(jī)牽伸，干熱溫度為120°C 140°C，拉伸倍數(shù)為上述第一次水浴熱牽伸后纖維材料的 1. 5 3倍。4. 3接連第三次用五棍牽伸機(jī)干熱牽伸，干熱溫度為135°C 150°C，拉伸倍數(shù)為上述第二次牽伸后纖維材料的1. 2 2倍。4. 4再接連用五棍牽伸機(jī)第四次拉伸熱定型，熱定型溫度為150°C 155°C，拉伸倍數(shù)為上述第三次牽伸后的纖維材料的0. 2 0. 5倍，自然冷卻定型，冷卻定型后的成品纖維連接收卷機(jī)，纖維繞筒成型——成品包裝。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)·高模聚丙烯纖維生產(chǎn)方法，實(shí)施步驟如下第一步聚丙烯改性母粒制備(1)用聚丙烯為基料，加高密度聚乙烯，聚烯烴彈性體，三元乙丙橡膠，光穩(wěn)定劑，抗氧劑，進(jìn)行均勻混配。(2)將已均勻混配的上述混合物經(jīng)雙螺桿混煉造粒，制備聚丙烯改性母料。第二步高強(qiáng)·高模聚丙烯纖維制備(1)用聚丙烯樹(shù)脂，加已制備的上述聚丙烯改性母料進(jìn)行均勻混合作為原料。(2)將上述均勻混合的原料輸送至雙螺桿擠壓機(jī)進(jìn)行熔融擠壓，雙螺桿擠壓機(jī)把熔體擠壓至紡絲箱體內(nèi)的噴絲板組件噴絲。(3)螺桿擠壓至噴絲板組件噴出纖維后，再經(jīng)過(guò)冷水槽快速結(jié)晶，結(jié)晶后再由五棍牽伸機(jī)牽引成型盛桶。(4)將已成型盛桶的聚丙烯初生纖維再進(jìn)行四次超倍牽伸，牽伸后經(jīng)自然冷卻定型，冷卻定型后的成品纖維連接收卷機(jī)，纖維繞筒成型——成品包裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng) 高模聚丙烯纖維生產(chǎn)方法，其第一步之(1)中，用熔指 15 20g/10min聚丙烯為基料，加重量比15% 20% PE高密度聚乙烯，20% 30% POE 聚烯烴彈性體，5 % 10 %三元乙丙橡膠，5 % 8 % PP光穩(wěn)定劑，1 % 2 % A-20抗氧劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng) 高模聚丙烯纖維生產(chǎn)方法，其第一步之( 中，所述雙螺桿長(zhǎng)徑比為56 1，螺桿分五段加溫，各段溫度均控制在170°C 230°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速在每分鐘160 200轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)·高模聚丙烯纖維生產(chǎn)方法，其第二步之(1)中，選用 40 60萬(wàn)分子量聚丙烯樹(shù)脂，加重量比12% 20%已制備的聚丙烯改性母料進(jìn)行均勻混合作為原料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高強(qiáng)·高模聚丙烯纖維生產(chǎn)方法，其第二步之O)中，雙螺桿長(zhǎng)徑比40 1，螺桿分五段加溫，各段加溫均為180°C M(TC，螺桿速度在每分鐘 200 230轉(zhuǎn)；雙螺桿擠壓機(jī)把熔體擠壓至紡絲箱體內(nèi)的噴絲板組件噴絲，聚丙烯熔體壓強(qiáng)為60 80kg/cm2，紡絲箱體溫度控制在220 240°C，噴絲板設(shè)計(jì)規(guī)格為Φ 160mmX200 孔X0. 4mm(孔徑)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高強(qiáng) 高模聚丙烯纖維生產(chǎn)方法，其第二步之C3)中，所述冷水槽水溫控制在2V 5°C，結(jié)晶后再由五棍牽伸機(jī)牽引成型盛桶，噴頭拉伸倍數(shù)為5 10倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高強(qiáng)·高模聚丙烯纖維生產(chǎn)方法，其第二步之中(4. 1)第一次水浴熱牽伸，溫度80°C 100°C，用五棍牽伸機(jī)牽引，牽引線速度每分鐘 8 12m，拉伸倍數(shù)為盛桶的聚丙烯初生纖維的10 15倍；(4. 2)經(jīng)水浴熱牽伸和五棍牽伸機(jī)牽引后，再接連第二次在熱箱干熱中用五棍牽伸機(jī)牽伸，干熱溫度為120°C 140°C，拉伸倍數(shù)為上述第一次水浴熱牽伸后纖維材料的1. 5 3倍；(4. 3)接連第三次用五棍牽伸機(jī)干熱牽伸，干熱溫度為135°C 150°C，拉伸倍數(shù)為上述第二次牽伸后纖維材料的1. 2 2倍；(4.4)再接連用五棍牽伸機(jī)第四次拉伸熱定型，熱定型溫度為150°C 155°C，拉伸倍數(shù)為上述第三次牽伸后的纖維材料的0. 2 0. 5倍，自然冷卻定型，冷卻定型后的成品纖維連接收卷機(jī)，纖維繞筒成型——成品包裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)·高模量聚丙烯纖維生產(chǎn)技術(shù)。其實(shí)施步驟為先用聚丙烯為基料，加高密度聚乙烯，聚烯烴彈性體等均勻混配，經(jīng)雙螺桿混煉造粒，制備聚丙烯改性母料。再用聚丙烯樹(shù)脂，加聚丙烯改性母料混合作為原料，將原料輸送至雙螺桿擠壓機(jī)進(jìn)行熔融擠壓，雙螺桿擠壓機(jī)把熔體擠壓至紡絲箱體內(nèi)的噴絲板組件噴絲，再經(jīng)過(guò)冷水槽快速結(jié)晶，由五棍牽伸機(jī)牽引成型盛桶。然后再進(jìn)行四次超倍牽伸，經(jīng)自然冷卻定型。本發(fā)明聚丙烯纖維強(qiáng)力高，延伸率低，斷率模量高，而且能抗長(zhǎng)時(shí)間紫外線光照、耐候性優(yōu)良、生產(chǎn)流程短、制造成本低，能有效提升高強(qiáng)繩纜、高強(qiáng)安全網(wǎng)、高強(qiáng)工業(yè)濾布等制造及工程補(bǔ)強(qiáng)加固復(fù)合材料等產(chǎn)品性能，具有廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)D01F1/10GK102251304SQ20111013256
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者許史安, 陳成泗 申請(qǐng)人:寧波大成新材料股份有限公司