一种聚烯烃纤维的制备方法及其产品和应用与流程

文档序号:34816593发布日期:2023-07-19 19:35阅读:46来源:国知局

本发明涉及纤维生产,具体地来说,涉及一种聚烯烃纤维的制备方法及其产品和应用。


背景技术:

1、防切割织物最常用的原材料为聚烯烃纤维,聚烯烃纤维是指由烯烃聚合成的线型大分子构成的一类合成纤维,诸如聚乙烯纤维、聚丙烯纤维等都属于较为常见的聚烯烃纤维。传统的防切割织物,往往由聚烯烃纤维与玻璃纤维、钢丝等硬质纤维共同编织而成,该种制品对防切割有一定效果,但在用于与人体接触部位时不理想,手感差且舒适度低,同时制作工艺步骤繁琐、成本高;由此,亟需一种从防切割功能出发的本体纤维。

2、现有技术中相关针对具有防切割功能的聚烯烃纤维的制备的研究,如专利申请cn108277546a一种防切割聚乙烯纤维的制备方法等,其均可直接通过改性聚烯烃纤维的制备,使得不需要再后续复合硬质纤维等就能达到一定的防切割性能,但现有技术中仍然存在着聚烯烃纤维的粘弹性高的情况下填充改性材料分散不均匀的问题,使得制得的聚烯烃纤维的防切割性能仍然一般,同时,现有技术制得的聚烯烃纤维的手感和舒适度的提升仍然也有限。

3、为此,需要一种新的技术方案以解决上述技术问题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种聚烯烃纤维的制备方法及其产品和应用,以解决上述背景技术提出的现有技术中仍然存在着聚烯烃纤维的粘弹性高的情况下填充改性材料分散不均匀的问题,使得制得的聚烯烃纤维的防切割性能仍然一般,同时,现有技术制得的聚烯烃纤维的手感和舒适度的提升仍然也有限的技术问题。

2、为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:

3、第一方面,本发明提供了一种聚烯烃纤维的制备方法,具体步骤如下:

4、s1、将硅烷偶联剂、分散剂和有机溶剂混合,得到处理液,其中,所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh-602、硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh540和硅烷偶联剂ydh-151中的至少两种与甲基苯基二甲氧基硅烷的任意比例混合物,所述分散剂为硅酸钠和碳酸钙的任意比例混合物;

5、s2、将处理液均匀分散在充分烘干的陶瓷纤维上,并在温度60~80℃、以1800~2200转/分钟高速搅拌120~200分钟,其中,陶瓷纤维是纳米级氧化铝、微米级氧化铝、纳米级二氧化硅和微米级二氧化硅的混合物,具体地,每份所述充分烘干的陶瓷纤维中,纳米级氧化铝和纳米级二氧化硅的质量份数均分别为3~10份,微米级氧化铝和微米级二氧化硅的质量份数均分别为40~50份,纳米级氧化铝和纳米级二氧化硅的平均粒径均为30~70nm,微米级氧化铝和微米级二氧化硅的平均粒径均为1~5μm,微米级氧化铝和微米级二氧化硅的平均长度均为1~50μm;

6、s3、将聚烯烃粉料和经处理的陶瓷纤维高速预混得到防切割功能母粒后,进行熔融纺丝得到聚烯烃纤维,具体地,先将聚烯烃粉料和经处理的陶瓷纤维在高速混合机中,在90~100℃下,以400~500转/分钟的转速预混1.5~2.5小时得到防切割功能母粒,再将防切割功能母粒通过双螺杆挤丝机熔融挤出,并经喷丝孔形成熔体细流后,依次经侧吹风冷却、拉伸、热定型和卷绕,制得聚烯烃纤维;

7、进一步的,所述硅烷偶联剂的质量为充分烘干的陶瓷纤维的质量的5%~15%,所述分散剂为充分烘干的陶瓷纤维的质量的2%~4%,所述充分烘干的陶瓷纤维与聚烯烃粉料的质量比为1:18~20。

8、第二方面,本发明提供了上述制备方法得到的聚烯烃纤维。

9、第三方面,本发明提供了上述制备方法得到的聚烯烃纤维在防切割织物中的应用。

10、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

11、1、本发明中的陶瓷纤维由纳米级氧化铝、微米级氧化铝、纳米级二氧化硅和微米级二氧化硅混合而成,该种采用两相的氧化铝和二氧化硅相混合得到,从而界面结合度好,稳定性高的陶瓷纤维引入到聚烯烃纤维中时,可以在聚烯烃纤维中分散更为均匀,此时,在氧化铝和二氧化硅自身的优越特性的配合协同作用下,可以使制得的聚烯烃纤维的强度、耐磨性、柔软度、舒适性、吸湿性和透气性均得到大幅度提升,从而极大地提高聚烯烃纤维的防切割性能、手感以及舒适度,在此基础上,本发明中通过利用硅烷偶联剂、分散剂和有机溶剂混合的处理液对陶瓷纤维进行改性预处理,可以有效提升陶瓷纤维与聚烯烃粉料的相容性,使陶瓷纤维在聚烯烃纤维的分散均匀性得到充分保证,最终进一步提高聚烯烃纤维的防切割性能、手感以及舒适度;

12、2、本发明在陶瓷纤维由纳米级氧化铝、微米级氧化铝、纳米级二氧化硅和微米级二氧化硅混合而成的基础上,通过对纳米级氧化铝、微米级氧化铝、纳米级二氧化硅和微米级二氧化硅的配比及各自参数的合理控制,使混合得到的陶瓷纤维形成完善的晶体结构和较高的莫氏硬度,有效提高了陶瓷纤维的表观硬度和微观的抗弯曲强度,从而在聚烯烃纤维中起到更好的分散应力的效果,最终进一步改善了聚烯烃纤维的防切割性能;此外,本发明通过对陶瓷纤维和聚烯烃粉料的添加量即防切割功能母粒占比的合理控制,使纺丝过程顺利,纺丝质量稳定,从而进一步综合提升了聚烯烃纤维的整体性能,提高了聚烯烃纤维的防切割性能、手感以及舒适度;

13、3、本发明中的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh-602、硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh540和硅烷偶联剂ydh-151中的至少两种与甲基苯基二甲氧基硅烷混合,分散剂采用硅酸钠和碳酸钙两种无机结合剂混合,两者相互配合,共同作用,对于氧化铝和二氧化硅混合而成的陶瓷纤维具有优越的分散性能,可以防止后续纺丝过程中出现团聚现象,保证聚烯烃纤维的连续稳定生产,最终进一步保证聚烯烃纤维的整体性能,保证聚烯烃纤维的防切割性能、手感以及舒适度。



技术特征:

1.一种聚烯烃纤维的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述的一种聚烯烃纤维的制备方法,其特征在于,所述硅烷偶联剂的质量为充分烘干的陶瓷纤维的质量的5%~15%,所述分散剂为充分烘干的陶瓷纤维的质量的2%~4%,所述充分烘干的陶瓷纤维与聚烯烃粉料的质量比为1:18~20。

3.根据权利要求1所述的一种聚烯烃纤维的制备方法,其特征在于,每份所述充分烘干的陶瓷纤维中,纳米级氧化铝和纳米级二氧化硅的质量份数均分别为3~10份,微米级氧化铝和微米级二氧化硅的质量份数均分别为40~50份。

4.根据权利要求1所述的一种聚烯烃纤维的制备方法,其特征在于,所述纳米级氧化铝和纳米级二氧化硅的平均粒径均为30~70nm,微米级氧化铝和微米级二氧化硅的平均粒径均为1~5μm,微米级氧化铝和微米级二氧化硅的平均长度均为1~50μm。

5.根据权利要求1所述的一种聚烯烃纤维的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂为无水乙醇,所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh-602、硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh540和硅烷偶联剂ydh-151中的至少两种与甲基苯基二甲氧基硅烷的任意比例混合物,所述分散剂为硅酸钠和碳酸钙的任意比例混合物。

6.根据权利要求1所述的一种聚烯烃纤维的制备方法,其特征在于,步骤s2中,搅拌温度为60~80℃,搅拌时间为100~150分钟,搅拌速度为1800~2200转/分钟。

7.根据权利要求1所述的一种聚烯烃纤维的制备方法,其特征在于,步骤s3的具体操作流程如下:先将聚烯烃粉料和经处理的陶瓷纤维在高速混合机中预混得到防切割功能母粒,再将防切割功能母粒通过双螺杆挤丝机熔融挤出,并经喷丝孔形成熔体细流后,依次经侧吹风冷却、拉伸、热定型和卷绕,制得聚烯烃纤维。

8.根据权利要求7所述的一种聚烯烃纤维的制备方法,其特征在于,所述预混的转速为400~500转/分钟,温度为90~100℃,时间为1.5~2.5小时。

9.一种权利要求1~8任一项所述的制备方法得到的聚烯烃纤维。

10.一种权利要求1~8任一项所述的制备方法得到的聚烯烃纤维在防切割织物中的应用。


技术总结
本发明公开了一种聚烯烃纤维的制备方法及其产品和应用,涉及纤维生产技术领域,所述制备方法的具体步骤如下:S1、将硅烷偶联剂、分散剂和有机溶剂混合,得到处理液;S2、将处理液均匀分散在充分烘干的陶瓷纤维上,并高速搅拌,其中,陶瓷纤维是纳米级氧化铝、微米级氧化铝、纳米级二氧化硅和微米级二氧化硅的混合物;S3、将聚烯烃粉料和经处理的陶瓷纤维高速预混得到防切割功能母粒后,进行熔融纺丝得到聚烯烃纤维。本发明使制得的聚烯烃纤维的强度、耐磨性、柔软度、舒适性、吸湿性和透气性均得到大幅度提升,从而极大地提高聚烯烃纤维的防切割性能、手感以及舒适度。

技术研发人员:林栋梁,陈伟新,陈清清
受保护的技术使用者:汇鸿(南通)安全用品有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
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