专利名称：高强·高模聚丙烯纤维生产方法
技术领域：
本发明涉及一种用于高强绳缆、高强安全网、高强工业滤布、工程补强加固、复合材料等应用的高强度、高模量聚丙烯纤维生产技术。
背景技术：
据众多资料表明，选用廉价聚丙烯树脂来研究生产聚丙烯短纤维、聚丙烯复丝 (长丝)、聚丙烯单丝均应用于纺织行业、地毯、无纺布、土工布、工业滤布、水龙带、混凝土增强及各类绳网领域，具有较快发展态势。但众知技术生产的聚丙烯纤维，还存在纤维强力低、延伸率大、模量低(强力均在3g/D 8g/D，伸长率20% 50%之间，断率模量均在 200g/D以下)，抗紫外线、耐候性差等弱点，尤其是众知技术生产的聚丙烯复丝(长丝)、聚丙烯单丝还不能满足高强绳缆、高强安全网、高强工业滤布及工程补强加固等复合材料使用要求。发明目的为满足高强绳缆、高强安全网、高强工业滤布及工程补强加固复合材料领域的应用要求，本发明技术创新聚丙烯聚合物的改性和纺丝工艺优化制备技术。本发明技术实施步骤如下第一步聚丙烯改性母粒制备1.用聚丙烯为基料，加高密度聚乙烯，聚烯烃弹性体，三元乙丙橡胶，光稳定剂，抗氧剂，进行均勻混配。2.将已均勻混配的上述混合物经双螺杆混炼造粒，制备聚丙烯改性母料。第二步高强·高模聚丙烯纤维制备1.用聚丙烯树脂，加已制备的上述聚丙烯改性母料进行均勻混合作为原料。 2.将上述均勻混合的原料输送至双螺杆挤压机进行熔融挤压，双螺杆挤压机把熔体挤压至纺丝箱体内的喷丝板组件喷丝。3.螺杆挤压至喷丝板组件喷出纤维后，再经过冷水槽快速结晶，结晶后再由五棍牵伸机牵引成型盛桶。4.将已成型盛桶的聚丙烯初生纤维再进行四次超倍牵伸，牵伸后经自然冷却定型，冷却定型后的成品纤维连接收卷机，纤维绕筒成型——成品包装。本发明生产聚丙烯纤维强力高，为12g/D 18g/D;延伸率低，纤维伸长率在 3. 5% 5%;断率模量高，可达300 450g/D ；而且能抗长时间紫外线光照、耐候性优良、生产流程短、制造成本低。本技术的开发能有效提升高强绳缆、高强安全网、高强工业滤布等制造及工程补强加固复合材料等产品性能，具有广泛的市场应用领域。
具体实施例方式本发明技术实施步骤如下第一步聚丙烯改性母粒制备
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1.选用熔指15 20g/10min聚丙烯为基料，加重量比15% 20% PE高密度聚乙烯，20 % 30 % POE聚烯烃弹性体，5 % 10 %三元乙丙橡胶，5 % 8 % PP光稳定剂，1 % 2% A-20抗氧剂，进行均勻混配。2.将已均勻混配的上述混合物经双螺杆混炼造粒。双螺杆长径比为56 1，螺杆分五段加温，各段温度均控制在170°C 230°C之间，螺杆转速在每分钟160 200转，制备聚丙烯改性母料。第二步高强·高模聚丙烯纤维制备1.选用40 60万分子量聚丙烯树脂，加重量比12% 20%已制备的上述聚丙烯改性母料进行均勻混合作为原料。2.将上述均勻混合的原料输送至双螺杆挤压机进行熔融挤压，双螺杆长径比 40 1，螺杆分五段加温，各段加温均为180°C M(TC，螺杆速度在每分钟200 230转。 双螺杆挤压机把熔体挤压至纺丝箱体内的喷丝板组件喷丝，聚丙烯熔体压强为60 80kg/ cm2，纺丝箱体温度控制在220 M0°C，喷丝板设计规格为Φ160πιπιΧ200孔Χ0. 4mm(孔径)。3.螺杆挤压至喷丝板组件喷出纤维后，再经过冷水槽快速结晶，冷水槽水温控制在2V 5°C，结晶后再由五棍牵伸机牵引成型盛桶，喷头拉伸倍数为5 10倍。4.将已成型盛桶的聚丙烯初生纤维再进行四次超倍牵伸4. 1第一次水浴热牵伸，温度80°C 100°C，用五棍牵伸机牵引，牵引线速度每分钟8 12m，拉伸倍数为盛桶的聚丙烯初生纤维的10 15倍。4. 2经水浴热牵伸和五棍牵伸机牵引后，再接连第二次在热箱干热中用五棍牵伸机牵伸，干热温度为120°C 140°C，拉伸倍数为上述第一次水浴热牵伸后纤维材料的 1. 5 3倍。4. 3接连第三次用五棍牵伸机干热牵伸，干热温度为135°C 150°C，拉伸倍数为上述第二次牵伸后纤维材料的1. 2 2倍。4. 4再接连用五棍牵伸机第四次拉伸热定型，热定型温度为150°C 155°C，拉伸倍数为上述第三次牵伸后的纤维材料的0. 2 0. 5倍，自然冷却定型，冷却定型后的成品纤维连接收卷机，纤维绕筒成型——成品包装。
权利要求
1.一种高强·高模聚丙烯纤维生产方法，实施步骤如下第一步聚丙烯改性母粒制备(1)用聚丙烯为基料，加高密度聚乙烯，聚烯烃弹性体，三元乙丙橡胶，光稳定剂，抗氧剂，进行均勻混配。(2)将已均勻混配的上述混合物经双螺杆混炼造粒，制备聚丙烯改性母料。第二步高强·高模聚丙烯纤维制备(1)用聚丙烯树脂，加已制备的上述聚丙烯改性母料进行均勻混合作为原料。(2)将上述均勻混合的原料输送至双螺杆挤压机进行熔融挤压，双螺杆挤压机把熔体挤压至纺丝箱体内的喷丝板组件喷丝。(3)螺杆挤压至喷丝板组件喷出纤维后，再经过冷水槽快速结晶，结晶后再由五棍牵伸机牵引成型盛桶。(4)将已成型盛桶的聚丙烯初生纤维再进行四次超倍牵伸，牵伸后经自然冷却定型，冷却定型后的成品纤维连接收卷机，纤维绕筒成型——成品包装。
2.根据权利要求1所述的高强 高模聚丙烯纤维生产方法，其第一步之(1)中，用熔指 15 20g/10min聚丙烯为基料，加重量比15% 20% PE高密度聚乙烯，20% 30% POE 聚烯烃弹性体，5 % 10 %三元乙丙橡胶，5 % 8 % PP光稳定剂，1 % 2 % A-20抗氧剂。
3.根据权利要求2所述的高强 高模聚丙烯纤维生产方法，其第一步之( 中，所述双螺杆长径比为56 1，螺杆分五段加温，各段温度均控制在170°C 230°C之间，螺杆转速在每分钟160 200转。
4.根据权利要求3所述的高强·高模聚丙烯纤维生产方法，其第二步之(1)中，选用 40 60万分子量聚丙烯树脂，加重量比12% 20%已制备的聚丙烯改性母料进行均勻混合作为原料。
5.根据权利要求4所述的高强·高模聚丙烯纤维生产方法，其第二步之O)中，双螺杆长径比40 1，螺杆分五段加温，各段加温均为180°C M(TC，螺杆速度在每分钟 200 230转；双螺杆挤压机把熔体挤压至纺丝箱体内的喷丝板组件喷丝，聚丙烯熔体压强为60 80kg/cm2，纺丝箱体温度控制在220 240°C，喷丝板设计规格为Φ 160mmX200 孔X0. 4mm(孔径)。
6.根据权利要求5所述的高强 高模聚丙烯纤维生产方法，其第二步之C3)中，所述冷水槽水温控制在2V 5°C，结晶后再由五棍牵伸机牵引成型盛桶，喷头拉伸倍数为5 10倍。
7.根据权利要求6所述的高强·高模聚丙烯纤维生产方法，其第二步之中(4. 1)第一次水浴热牵伸，温度80°C 100°C，用五棍牵伸机牵引，牵引线速度每分钟 8 12m，拉伸倍数为盛桶的聚丙烯初生纤维的10 15倍；(4. 2)经水浴热牵伸和五棍牵伸机牵引后，再接连第二次在热箱干热中用五棍牵伸机牵伸，干热温度为120°C 140°C，拉伸倍数为上述第一次水浴热牵伸后纤维材料的1. 5 3倍；(4. 3)接连第三次用五棍牵伸机干热牵伸，干热温度为135°C 150°C，拉伸倍数为上述第二次牵伸后纤维材料的1. 2 2倍；(4.4)再接连用五棍牵伸机第四次拉伸热定型，热定型温度为150°C 155°C，拉伸倍数为上述第三次牵伸后的纤维材料的0. 2 0. 5倍，自然冷却定型，冷却定型后的成品纤维连接收卷机，纤维绕筒成型——成品包装。
全文摘要
本发明涉及一种高强·高模量聚丙烯纤维生产技术。其实施步骤为先用聚丙烯为基料，加高密度聚乙烯，聚烯烃弹性体等均匀混配，经双螺杆混炼造粒，制备聚丙烯改性母料。再用聚丙烯树脂，加聚丙烯改性母料混合作为原料，将原料输送至双螺杆挤压机进行熔融挤压，双螺杆挤压机把熔体挤压至纺丝箱体内的喷丝板组件喷丝，再经过冷水槽快速结晶，由五棍牵伸机牵引成型盛桶。然后再进行四次超倍牵伸，经自然冷却定型。本发明聚丙烯纤维强力高，延伸率低，断率模量高，而且能抗长时间紫外线光照、耐候性优良、生产流程短、制造成本低，能有效提升高强绳缆、高强安全网、高强工业滤布等制造及工程补强加固复合材料等产品性能，具有广泛的市场应用领域。
文档编号D01F1/10GK102251304SQ20111013256
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日
发明者许史安, 陈成泗 申请人:宁波大成新材料股份有限公司