本发明涉及一纤维纺丝技术领域，尤其涉及一种高强度纤维及其制备方法。
背景技术：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)，主要用于生产聚酯纤维，具有高模量、高强度及弹性、保形性和耐热性好等优点，是当前合成纤维中产量最大用途最广的纤维品种。
随着聚酯纤维市场的成熟化与多元化发展，不同的性能的聚酯纤维也成为市场的发展趋势，其中高强度纤维也成为应用广泛的一种。目前，市场中用于增加聚酯纤维强度的助剂多为石墨烯，由于其与聚酯的物理化学性质存在差异，相容性差，导致其容易聚团、分散性差，从而影响聚酯纤维的强度的连续性，另一方面，单一的石墨烯增强聚酯纤维能力有限，且制造成本高，不利于企业的产业化发展。
技术实现要素：
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种高强度纤维及其制备方法，具体技术方案如下：
一种高强度纤维，包括按质量分数计的如下原料：pet75～100份、色母25～35份、有机改性蒙脱土20～35份，所述有机改性蒙脱土包括磷酸丙二胺、硫酸和蒙脱土。
作为本发明的进一步改进，所述有机改性蒙脱土还包括乙二醇、聚二甲基硅氧烷、石墨烯。
作为本发明的进一步改进，所述蒙脱土中钠基蒙脱土含量不低于30％。
作为本发明的进一步改进，以pet含量为基准，所述有机改性蒙脱土中各组分含量依次为：磷酸丙二胺2～4份、硫酸5～8份、蒙脱土10～15份、乙二醇100～200份、聚二甲基硅氧烷2～5份、石墨烯1～3份。
一种高强度纤维的制备方法，包括以下步骤：
将pet、色母分别进行超真空干燥后混料，加入有机改性蒙脱土混合均匀后经熔融挤出、冷却定型即得高强度纤维。
作为本发明的进一步改进，所述有机改性蒙脱土的制备方法为：
(1)将蒙脱土和聚二甲基硅氧烷加入到乙二醇中，加热并高速搅拌形成悬浮体系，向悬浮液中加入硫酸，搅拌均匀备用；
(2)加入磷酸丙二胺，边加边搅拌，最后加入石墨烯并超声振荡15～30min，制得改性蒙脱土悬浮液。经洗涤、干燥和研磨制成50～150μm的有机改性蒙脱土。
作为本发明的进一步改进，所述步骤(1)中加热温度为在50～80℃。
作为本发明的进一步改进，所述步骤(2)中超声振荡的频率为30～40khz。
本发明的有益效果：(1)本发明的高强度纤维中添加的改性蒙脱土复合助剂，在保证强度的前提下，改用非石墨烯主导的助剂，降低了成本，有利于企业的产业化发展；
(2)本发明的有机改性蒙脱土能提高体系内相容性，避免聚团的现象。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种高强度纤维，包括按质量分数计的如下原料：pet75kg、色母25kg、有机改性蒙脱土20kg，所述有机改性蒙脱土包括磷酸丙二胺、硫酸和蒙脱土。
进一步地，所述有机改性蒙脱土还包括乙二醇、聚二甲基硅氧烷、石墨烯。
进一步地，所述蒙脱土中钠基蒙脱土含量不低于30％。
进一步地，以pet含量为基准，所述有机改性蒙脱土中各组分含量依次为：磷酸丙二胺2kg、硫酸5kg、蒙脱土10kg、乙二醇100kg、聚二甲基硅氧烷2kg、石墨烯1kg。
一种高强度纤维的制备方法，包括以下步骤：
将75kgpet、25kg色母分别进行超真空干燥后混料，加入20kg有机改性蒙脱土混合均匀后经熔融挤出、冷却定型即得高强度纤维。
进一步地，所述有机改性蒙脱土的制备方法为：
(1)将10kg蒙脱土和2kg聚二甲基硅氧烷加入到100kg乙二醇中，加热并高速搅拌形成悬浮体系，向悬浮液中加入5kg硫酸，搅拌均匀备用；
(2)加入2kg磷酸丙二胺，边加边搅拌，最后加入1kg石墨烯并超声振荡15min，制得改性蒙脱土悬浮液。经洗涤、干燥和研磨制成50～150μm的有机改性蒙脱土。
进一步地，所述步骤(1)中加热温度为在50℃。
进一步地，所述步骤(2)中超声振荡的频率为30khz。
实施例2
一种高强度纤维，包括按质量分数计的如下原料：pet85kg、色母30kg、有机改性蒙脱土30kg，所述有机改性蒙脱土包括磷酸丙二胺、硫酸和蒙脱土。
进一步地，所述有机改性蒙脱土还包括乙二醇、聚二甲基硅氧烷、石墨烯。
进一步地，所述蒙脱土中钠基蒙脱土含量不低于30％。
进一步地，以pet含量为基准，所述有机改性蒙脱土中各组分含量依次为：磷酸丙二胺3kg、硫酸7kg、蒙脱土12kg、乙二醇150kg、聚二甲基硅氧烷3kg、石墨烯2kg。
一种高强度纤维的制备方法，包括以下步骤：
将pet85kg、色母30kg分别进行超真空干燥后混料，加入30kg有机改性蒙脱土混合均匀后经熔融挤出、冷却定型即得高强度纤维。
进一步地，所述有机改性蒙脱土的制备方法为：
(1)将12kg蒙脱土和3kg聚二甲基硅氧烷加入到150kg乙二醇中，加热并高速搅拌形成悬浮体系，向悬浮液中加入7kg硫酸，搅拌均匀备用；
(2)加入3kg磷酸丙二胺，边加边搅拌，最后加入2kg石墨烯并超声振荡20min，制得改性蒙脱土悬浮液。经洗涤、干燥和研磨制成50～150μm的有机改性蒙脱土。
进一步地，所述步骤(1)中加热温度为在65℃。
进一步地，所述步骤(2)中超声振荡的频率为35khz。
实施例3
一种高强度纤维，包括按质量分数计的如下原料：pet100kg、色母35kg、有机改性蒙脱土35kg，所述有机改性蒙脱土包括磷酸丙二胺、硫酸和蒙脱土。
进一步地，所述有机改性蒙脱土还包括乙二醇、聚二甲基硅氧烷、石墨烯。
进一步地，所述蒙脱土中钠基蒙脱土含量不低于30％。
进一步地，以pet含量为基准，所述有机改性蒙脱土中各组分含量依次为：磷酸丙二胺4kg、硫酸8kg、蒙脱土15kg、乙二醇200kg、聚二甲基硅氧烷5kg、石墨烯3kg。
一种高强度纤维的制备方法，包括以下步骤：
将100kgpet、35kg色母分别进行超真空干燥后混料，加入35kg有机改性蒙脱土混合均匀后经熔融挤出、冷却定型即得高强度纤维。
进一步地，所述有机改性蒙脱土的制备方法为：
(1)将15kg蒙脱土和5kg聚二甲基硅氧烷加入到200kg乙二醇中，加热并高速搅拌形成悬浮体系，向悬浮液中加入8kg硫酸，搅拌均匀备用；
(2)加入4kg磷酸丙二胺，边加边搅拌，最后加入3kg石墨烯并超声振荡30min，制得改性蒙脱土悬浮液。经洗涤、干燥和研磨制成50～150μm的有机改性蒙脱土。
进一步地，所述步骤(1)中加热温度为在80℃。
进一步地，所述步骤(2)中超声振荡的频率为40khz。
对比例1
一种聚酯纤维，包括按质量分数计的如下原料：pet100kg、色母35kg和蒙脱土15kg。
一种聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：
将100kgpet、35kg色母分别进行超真空干燥后混料，加入蒙脱土15kg混匀经熔融挤出、冷却定型即得高强度纤维。
按照gbtgbt16604-2008聚酯纤维工业长丝的方法，对本发明实施例1、2、3与对比例1制得聚酯纤维工业长丝进行性能检测，结果如下：
实施例1：断裂强度8.6cn/dtex，断裂伸长率23％；
实施例2：断裂强度9.1cn/dtex，断裂伸长率27％；
实施例3：断裂强度8.8cn/dtex，断裂伸长率22％；
对比例1：断裂强度5.4cn/dtex，断裂伸长率36％。
本发明中，蒙脱土为主要改性剂，起到增加聚酯纤维强度作用，蒙脱土具有三层的层状结构，经过磷酸丙二胺和硫酸的改性后，具有很强的亲油性，提高了蒙脱土与聚酯的相容性和分散性，改性过程中聚二甲基硅氧烷作为消泡剂，避免影响聚酯纤维成型后的性能，最后在聚酯纤维挤出成型的过程中，聚酯纤维的链状结构于石墨烯的网状结构能穿插进入蒙脱土的层状结构中，进一步提高聚酯纤维体系内交联性，避免聚团现象。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。