CN101922057A - 纳米硫酸钡在制造化纤中的用途及一种化纤 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米硫酸钡的新用途。既拓宽了纳米硫酸钡的使用范围，又提高了聚乙烯纤维的力学性能。使用纳米硫酸钡制造化纤的工艺简单，技术指标合理可靠，易于操作，同时也大量提高了聚乙烯材料的拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率等方面的机械性能。使用纳米硫酸钡可大幅度降低聚乙烯纤维的生产成本，进一步增加聚乙烯纤维的推广应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米硫酸钡在制造化纤中的用途及一种化纤。
背景技术
聚乙烯类化纤在各个行业有着非常广泛应用，特别在渔网、绳索等行业中应用占有较大比重。但聚乙烯本身机械性能与尼龙相比存在有一定的差距，无法满足一些高强度方面的应用，导致其应用和推广的局限性。
现有技术中生产的聚乙烯纤维及尼龙的各方面性能如下：
| 品种 | 拉伸强度MPa | 断裂伸长率％ | 缺口冲击强度kJ/m2 |
| 拉伸级聚乙烯 | 24 | 500 | 15 |
| 拉丝级尼龙 | 60 | 200 | 10 |
但现有技术中的聚乙烯纤维虽在一定程度具备了相应的力学强度，但其力学强度仍然无法完全满足渔网、绳索领域的使用要求。且原材料的使用导致其生产成本过高，导致聚乙烯纤维的应用受限，难以大规模推广应用于制造渔网、绳索。
现有技术中，硫酸钡作为一种具有成本优势的材料，应用范围逐步扩大。但尚未有成功将纳米硫酸钡应用于制造化纤的技术方案。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种纳米硫酸钡的新用途。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
纳米硫酸钡的在制造化纤中的用途。
优选地是，所述的纳米硫酸钡为使用改性剂改性的纳米硫酸钡。
优选地是，所述的改性纳米硫酸钡的粒径为10nm～900nm。优选地是，所述的改性纳米硫酸钡的粒径50nm～500nm。
优选地是，所述的改性剂选自硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、聚乙二醇、聚乙烯醇、硬脂酸盐、月桂酸盐、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种。
可用的硅酸盐包括但不限于硅酸钠、硅酸钾。可用的铝酸盐包括但不限于铝酸钠、铝酸钾。可用的磷酸盐包括但不限于磷酸氢钠、磷酸二氢钠。可用的硬脂酸盐包括但不限于硬脂酸钠、硬脂酸钾。可用的月桂酸盐包括但不限于月桂酸钠、月桂酸钾。
可用的硅烷偶联剂包括但不限于乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷和苯胺甲基三甲氧基硅烷。
可用的钛酸酯偶联剂包括但不限于异丙氧基三异辛酰基钛酸酯、异丙氧基三异硬脂酰基钛酸酯、二油酰基钛酸乙二醇酯、三油酰基钛酸异丙酯和钛酸四丁酯。
优选地是，所述的纳米硫酸钡的改性方法包括步骤：将碳酸钡或氢氧化钡用水配成固含量重量含量5％～30％的溶液，加入溶液重量0.01％～5％的催化剂，搅拌中滴加入使碳酸钡或氢氧化钡完全反应的浓硫酸，反应完成后过滤后得沉淀硫酸钡，加入改性剂或改性剂重量含量1％～25％的改性剂溶液对沉淀硫酸钡进行表面处理，改性剂重量为沉淀硫酸钡重量的0.2％～5％，然后脱水、干燥而成改性纳米沉淀硫酸钡。
如改性剂为液体，则可直接加入沉淀硫酸钡内对其进行改性；如改性剂为固体，则先配置为水溶液，再加入沉淀硫酸钡中对其进行改性。改性时，可采用搅拌等方式，使改性剂或改性剂溶液与沉淀硫酸钡均匀混合，以对沉淀硫酸钡均匀改性。
优选地是，搅拌中滴加浓硫酸，控制搅拌速度在100～800转/分钟。
优选地是，反应完成后pH值控制在5.5-6。
优选地是，对硫酸钡改性时，在50℃～100℃下进行改性。
对纳米硫酸钡改性的目的是为了改善其生产可操作性和在有机聚合物中的分散性与亲和力。对纳米硫酸钡进行改性后的优点是能在有机聚合物中均匀分散，提高化纤各方面力学强度。
优选地是，所述的催化剂选自酸性强于碳酸的酸或者它们的可溶于水的盐。
酸性强于碳酸的酸，包括但不限于盐酸、硝酸和醋酸；它们的盐包括但不限于可溶于水的氯化钠、氯化钾；硝酸钠，硝酸钾；醋酸钠，醋酸钾。
使用这些催化剂的作用是加快沉淀硫酸钡的反应过程。
优选地是，所述的改性纳米硫酸钡在化纤中的重量含量为6％～50％。
优选地是，所述的改性纳米硫酸钡制成母粒后，再用于制造化纤。
先制成硫酸钡母粒的目的是将纳米硫酸钡进行预分散，提高纳米硫酸钡粉体在化纤中的分散性。减少现场操作时粉尘污染。制成母粒再制造化纤的优点是分散好，现场操作简单，稳定性高。
优选地是，所述的母粒按照重量百分比包括1％～90％树脂载体，1％～15％润滑剂，0.01％～10％接枝单体，0.001％～5％引发剂，余量为改性纳米硫酸钡。
更优选地是，所述的母粒按照重量百分比包括10％～25％树脂载体，1％～15％润滑剂，0.01％～10％接枝单体，0.001％～5％引发剂，余量为改性纳米硫酸钡。
优选地是，所述母粒用于制造化纤，所述树脂载体采用与化纤基体相同的材料。例如，高密度聚乙烯化纤的基体为高密度聚乙烯，则树脂载体优选为高密度聚乙烯；线性聚乙烯化纤的基体为线性聚乙烯，则树脂载体优选为线性聚乙烯。
优选地是，所述树脂载体选自高密度聚乙烯、线性聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或两种的混合物。
优选地是，润滑剂选自聚乙烯蜡、乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸季戊四醇酯、聚乙二醇、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种。
优选地是，接枝单体选自马来酸酐、丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯中的一种或几种。
优选地是，所述的引发剂选自过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、过氧化二叔丁基(DTBP)、过氧化十二酰、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯、过氧化二碳酸双(2-苯基乙氧基)酯、过氧化新戊酸叔丁酯和过氧化苯甲酸叔丁酯。
优选地是，所述的母粒的制备方法为：将各原料用高速混合机搅拌均匀后，在100℃～200℃下经双螺杆挤出机挤出、造粒。
优选地是，化纤中，母粒重量百分含量为6％～50％。更优选地是，化纤中，母粒重量百分含量为10％～40％。
优选地是，所述化纤的制造方法为：将母粒与其他化纤原料混合均匀后，在180℃～250℃熔融后，用注塑机注塑而成，注塑时，模具温度40℃～110℃，注射压力50～100Mpa。
优选地是，所述的化纤为有机纤维。
优选地是，所述的化纤包括涤纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶、乙纶、氨纶和乙氨纶。更优选地是，所述的化纤为高密度聚乙烯纤维或线性聚乙烯纤维。
本发明的另一个目的是提供一种化纤，所述化纤是根据前述技术方案制得。
一种化纤，其特征在于，包括重量含量为6％～50％的改性纳米酸钡。
优选地是，所述的化纤为高密度聚乙烯纤维或线性聚乙烯纤维。
本发明的提供了一种纳米硫酸钡的新用途。既拓宽了纳米硫酸钡的使用范围，又提高了聚乙烯纤维的力学性能。使用纳米硫酸钡制造化纤的工艺简单，技术指标合理可靠，易于操作，同时也大量提高了聚乙烯材料的拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率等方面的机械性能。使用纳米硫酸钡可大幅度降低聚乙烯纤维的生产成本，进一步增加聚乙烯纤维的推广应用范围。
附图说明
图1为实施例1制备的改性纳米硫酸钡的粒径分布图。
图2为实施例2制备的改性纳米硫酸钡的粒径分布图。
图3为实施例1制备的改性纳米硫酸钡电镜图(100000倍)。
图4为实施例2制备的改性纳米硫酸钡电镜图(100000倍)。
图5为实施例3制备的改性纳米硫酸钡电镜图(30000倍)。
图6为实施例4制备的改性纳米硫酸钡电镜图(50000倍)。
图7为实施例5制备的改性纳米硫酸钡电镜图(50000倍)。
图8为实施例6制备的改性纳米硫酸钡电镜图(50000倍)。
图9为实施例21制备的化纤的断面电镜图(10000倍)。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的描述：
改性纳米沉淀硫酸钡的制备
实施例1
在5立方的反应釜加入600kg工业级轻质碳酸钡和3400kg水，固含量为15％。向反应釜中加入25kg盐酸(浓度31％)。反应釜搅拌速度控制在200r/min，再在30-40分钟内匀速加入300kg浓硫酸(浓度98％)至反应完成。反应终点pH控制在5.5。用滤网将反应好的硫酸钡浆料用1000目滤网过滤后，得到720Kg沉淀硫酸钡。向沉淀硫酸钡中匀速加入硬脂酸钠重量含量10％的水溶液对沉淀硫酸钡进行表面处理，加入时间为30分钟，硬脂酸钠重量为20kg，改性时的温度控制在80℃，然后用压滤机脱水，用闪蒸干燥机干燥，自动包装机包装而成改性纳米沉淀硫酸钡粉体。
取0.2克实施例1生产的改性纳米沉淀硫酸钡，放入装有100毫升水的烧杯中，加入两滴10％的六偏磷酸钠。用超声波超声分散5分钟，然后调到所需浓度，放进马尔文NANO-S90粒径测试仪进行测试。粒径数据测试结果如表1所示，其分布图如图1所示，所得改性纳米沉淀硫酸钡粒径范围为37.8～122nm。D50为57nm。
表1：
| 粒径(nm) | 重量百分含量(％) |
| 37.8 | 4.0 |
| 43.8 | 16.3 |
| 50.7 | 27.6 |
| 58.8 | 25.8 |
| 68.1 | 15.8 |
| 78.8 | 7.2 |
| 91.3 | 2.5 |
| 106 | 0.6 |
| 122 | 0.2 |
实施例2
在5立方的反应釜加入1000kg工业级轻质碳酸钡，加入3000kg水，加入25kg盐酸(浓度31％)，将反应釜搅拌速度控制在250r/min，再在30-40分钟内匀速加入500kg浓硫酸(浓度98％)至反应完成。反应终点pH控制在5.6。用滤网将反应好的硫酸钡浆料用1000目滤网过滤后，得到1200Kg沉淀硫酸钡。向沉淀硫酸钡中匀速加入硬脂酸钠重量含量5％的水溶液对沉淀硫酸钡进行表面处理，加入时间为20分钟，硬脂酸钠重量为30kg，改性时的温度控制在80℃，然后用压滤机脱水，用闪蒸干燥机干燥，自动包装机包装而成改性纳米沉淀硫酸钡粉体。
取0.2克实施例2所生产的改性纳米沉淀硫酸钡，放入装有100毫升水的烧杯中，加入两滴10％的六偏磷酸钠。用超声波超声分散5分钟，然后调到所需浓度，放进马尔文NANO-S90粒径测试仪进行测试。粒径数据测试结果如表2所示，其分布图如图2所示，所得改性纳米沉淀硫酸钡粒径范围为50.7nm～142nm。D50为68nm。
表2：
| 粒径(nm) | 重量百分含量(％) |
| 50.7 | 6.4 |
| 58.8 | 21.8 |
| 68.1 | 30.7 |
| 78.8 | 23.8 |
| 91.3 | 12.0 |
| 106 | 4.2 |
| 122 | 1.0 |
| 142 | 0.1 |
实施例3
在5立方的反应釜加入200kg工业级轻质碳酸钡和3800kg水，固含量为5％。向反应釜中加入20kg氯化钠。反应釜搅拌速度控制在100r/min，再在50分钟内匀速加入100kg浓硫酸(浓度98％)至反应完成。反应终点pH控制在6。用滤网将反应好的硫酸钡浆料用1000目滤网过滤后，得到240Kg沉淀硫酸钡。向沉淀硫酸钡中匀速加入10kg的乙烯基三氯硅烷改性剂进行表面处理，加入时间控制在40分钟，改性时的温度控制在55℃，然后用压滤机脱水，用闪蒸干燥机干燥，自动包装机包装而成改性纳米沉淀硫酸钡粉体。所得改性纳米沉淀硫酸钡粒径为150-200nm。D50为175nm。
实施例4
在5立方的反应釜加入400kg工业级轻质碳酸钡和3600kg水，固含量为10％。向反应釜中加入10kg醋酸。反应釜搅拌速度控制在600r/min，再加入200kg浓硫酸(浓度98％)至反应完成。反应终点pH控制在5.8。用滤网将反应好的硫酸钡浆料用1000目滤网过滤后，得到480Kg沉淀硫酸钡。向沉淀硫酸钡中加入10kg的二油酰基钛酸乙二醇酯改性剂进行表面处理，加入时间控制在50分钟，改性时的温度控制在60℃，然后用压滤机脱水，用闪蒸干燥机干燥，自动包装机包装而成改性纳米沉淀硫酸钡粉体。所得改性纳米沉淀硫酸钡粒径为100-250nm。D50为200nm。
实施例5
在5立方的反应釜加入800kg工业级轻质碳酸钡和3200kg水，固含量为20％。向反应釜中加入50kg盐酸(31％)。反应釜搅拌速度控制在750r/min，再加入400kg浓硫酸(浓度98％)至反应完成。反应终点pH控制在5.7。用滤网将反应好的硫酸钡浆料用1000目滤网过滤后，得到960Kg沉淀硫酸钡。向沉淀硫酸钡中加入20kg的钛酸四丁酯改性剂进行表面处理，加入时间控制在60分钟，改性时的温度控制在98℃，然后用压滤机脱水，用闪蒸干燥机干燥，自动包装机包装而成改性纳米沉淀硫酸钡粉体。所得改性纳米沉淀硫酸钡粒径为30-50nm。
实施例6
在5立方的反应釜加入500kg工业级轻质碳酸钡和3500kg水，固含量为12.5％。向反应釜中加入20kg醋酸。反应釜搅拌速度控制在600r/min，再在50分钟内匀速加入250kg浓硫酸(浓度98％)至反应完成。反应终点pH控制在5.5。用滤网将反应好的硫酸钡浆料用1000目滤网过滤后，得到600Kg沉淀硫酸钡。向沉淀硫酸钡中重量含量20％的硅酸钠水溶液，硅酸钠重量12kg，然后用浓度为10％稀硫酸调终点pH为7。硅酸钠水溶液加入时间控制在90分钟。改性时的温度控制在75℃，然后用压滤机脱水，用闪蒸干燥机干燥，自动包装机包装而成改性纳米沉淀硫酸钡粉体。所得改性纳米沉淀硫酸钡粒径为100-250nm。
实施例1-6中的碳酸钡可采用氢氧化钡代替。
实施例1-6制备的改性纳米硫酸钡的粒径分布电镜图如图3-8所示。
从表1、表2及图1至图8可以看出，本发明制备的改性纳米硫酸钡的粒径分布均匀。最小粒径可达30nm，最大粒径也只有300nm。
从图3至图8可以看出，本发明制备的改性纳米硫酸钡分散性好。无明显团聚，粒子轮廓清晰。
从图3至图8可以看出，本发明制备的改性纳米硫酸钡分散性好。无明显团聚，粒子轮廓清晰。
母粒的制备
实施例7
取实施例1制备的纳米改性沉淀硫酸钡400g(粒径D50为57nm)，高密度聚乙烯75g，聚乙烯蜡15g，EBS(乙撑双硬脂酰胺)5g，马来酸酐1g，过氧化二异丙苯(DCP)0.2g，将上述材料依序投加到高速混合机，用高速混合机搅拌均匀后。在150℃的操作温度，经转速为200r/min的双螺杆挤出机挤出，风冷造粒，制备而成母粒。
实施例8
取实施例2制备的纳米改性沉淀硫酸钡374.5g(粒径D50为68nm)，高密度聚乙烯95g，聚乙烯蜡25g，马来酸酐5g，过氧化二叔丁基(DTBP)0.5g，将上述材料依序投加到高速混合机。用高速混合机搅拌均匀后，在190℃的操作温度、经转速为200r/min的双螺杆挤出机挤出，风冷造粒，制备而成母粒。
实施例9
取实施例1纳米改性沉淀硫酸钡400g(粒径D50为57nm)，高密度聚乙烯65g，EBS12.5g，马来酸酐10g，过氧化二碳酸二环己酯0.25g，将上述材料依序投加到高速混合机。用高速混合机搅拌均匀后，在150℃的操作温度、经转速为300r/min的双螺杆挤出机挤出，风冷造粒，制备而成母粒。
实施例10
取实施例2纳米改性沉淀硫酸钡400g(粒径D50为68nm)，线性聚乙烯75g，聚乙烯蜡10g，EBS(乙撑双硬脂酰胺)5g，硬脂酸锌5g，马来酸酐1g，过氧化二异丙苯(DCP)0.2g，将上述材料依序投加到高速混合机。用高速混合机搅拌均匀后，在145℃的操作温度、经转速为450r/min的双螺杆挤出机挤出，风冷造粒，制备而成母粒。
实施例11
取实施例5纳米改性沉淀硫酸钡438.8g(粒径D50为42nm)，线性聚乙烯50g，EBS(乙撑双硬脂酰胺)5g，硬脂酸锌5g，马来酸酐1g，过氧化二异丙苯(DCP)0.2g，将上述材料依序投加到高速混合机。用高速混合机搅拌均匀后，在165℃的操作温度、经转速为500r/min的双螺杆挤出机挤出，风冷造粒，制备而成母粒。
实施例12
取实施例1制备的纳米改性沉淀硫酸钡394.5g(粒径D50为57nm)，线性聚乙烯85g，硬脂酸锌10g，马来酸酐10g，过氧化二碳酸双(2-苯基乙氧基)酯0.5g。将上述材料依序投加到高速混合机。用高速混合机搅拌均匀后，在125℃的操作温度、经转速为150r/min的双螺杆挤出机挤出，风冷造粒，制备而成母粒。
实施例13
取实施例2纳米改性沉淀硫酸钡407.22g(粒径D50为68nm)，线性聚乙烯75g，聚乙烯蜡15g，马来酸酐2.5g，过氧化二苯甲酰0.28g，将上述材料依序投加到高速混合机。用高速混合机搅拌均匀后，在180℃的操作温度、经转速为250r/min的双螺杆挤出机挤出，风冷造粒，制备而成母粒。
实施例14
取实施例2纳米改性沉淀硫酸钡309.22g(粒径D50为68nm)，线性聚乙烯125g，聚乙烯蜡63g，马来酸酐25g，过氧化二苯甲酰2.5g，将上述材料依序投加到高速混合机。用高速混合机搅拌均匀后，在160℃的操作温度、经转速为350r/min的双螺杆挤出机挤出，风冷造粒，制备而成母粒。
实施例15
取实施例1制备的纳米改性沉淀硫酸钡310g(粒径D50为57nm)，线性聚乙烯100g，硬脂酸锌50g，马来酸酐35g，过氧化二碳酸双(2-苯基乙氧基)酯5g。将上述材料依序投加到高速混合机。用高速混合机搅拌均匀后，在170℃的操作温度、经转速为300r/min的双螺杆挤出机挤出，风冷造粒，制备而成母粒。
实施例16
取实施例1制备的纳米改性沉淀硫酸钡409.5g(粒径D50为57nm)，线性聚乙烯50g，硬脂酸锌35g，马来酸酐5g，过氧化二碳酸双(2-苯基乙氧基)酯0.5g。将上述材料依序投加到高速混合机。用高速混合机搅拌均匀后，在120℃的操作温度、经转速为200r/min的双螺杆挤出机挤出，风冷造粒，制备而成母粒。
实施例17
取实施例5纳米改性沉淀硫酸钡404.7g(粒径D50为42nm)，线性聚乙烯80g，EBS(乙撑双硬脂酰胺)10g，硬脂酸锌3g，马来酸酐0.5g，过氧化二异丙苯(DCP)1.8g，将上述材料依序投加到高速混合机。用高速混合机搅拌均匀后，在195℃的操作温度、经转速为200r/min的双螺杆挤出机挤出，风冷造粒，制备而成母粒。
实施例18
取实施例5纳米改性沉淀硫酸钡463.8g(粒径D50为42nm)，线性聚乙烯25g，EBS(乙撑双硬脂酰胺)5g，硬脂酸锌5g，丙烯酸1g，过氧化二异丙苯(DCP)0.2g。将上述材料依序投加到高速混合机。用高速混合机搅拌均匀后，在150℃的操作温度、经转速为400r/min的双螺杆挤出机挤出，风冷造粒，制备而成母粒。
实施例19
取实施例5纳米改性沉淀硫酸钡338.8g(粒径D50为42nm)，线性聚乙烯150g，EBS(乙撑双硬脂酰胺)7g，硬脂酸锌3g，丙烯酸丁酯1g，过氧化二苯甲酰0.2g。将上述材料依序投加到高速混合机。用高速混合机搅拌均匀后，在155℃的操作温度、经转速为200r/min的双螺杆挤出机挤出，风冷造粒，制备而成母粒。
实施例20
取实施例1制备的纳米改性沉淀硫酸钡354.5g(粒径D50为57nm)，线性聚乙烯125g，聚乙烯蜡10g，苯乙烯10g，过氧化二碳酸双(2-苯基乙氧基)酯0.5g。将上述材料依序投加到高速混合机。用高速混合机搅拌均匀后，在135℃的操作温度、经转速为200r/min的双螺杆挤出机挤出，风冷造粒，制备而成母粒。
实施例7-20中，高速混合机的速度，可根据实际情况确定。
化纤的制备
实施例21
取高密度聚乙烯450g，取实施例7所制备的母粒50g，混合均匀后用注塑机注塑而成。注塑机熔融温度230℃，模具温度40℃，注射压力约50MPa。取注塑而成的力学性能测试标准样条进行力学性能测试。本实施例制备的10000倍化纤断面电镜图如图9所示。从图9可以看出，本发明制备的化纤，具有粉体分散均匀、亲和力好等优点。
实施例22
取高密度聚乙烯400g，取实施例7所制备的母粒100g，混合均匀后用注塑机注塑而成。注塑机熔融温度200℃，模具温度50℃，注射压力约100MPa。取注塑而成的力学性能测试标准样条进行力学性能测试。
实施例23
取高密度聚乙烯350g，取实施例7所制备的母粒150g，混合均匀后用注塑机注塑而成。注塑机熔融温度185℃，模具温度约90℃，注射压力约70MPa。取注塑而成的力学性能测试标准样条进行力学性能测试。
实施例24
取高密度聚乙烯300g，取实施例7所制备的母粒200g，混合均匀后用注塑机注塑而成。注塑机熔融温度210℃，模具温度约105℃，注射压力约90MPa。取注塑而成的力学性能测试标准样条进行力学性能测试。
实施例25
取线性聚乙烯450g，取实施例10所制备的母粒50g，混合均匀后用注塑机注塑而成。注塑机熔融温度范围在190℃之间，模具温度约70℃，注射压力80MPa。取注塑而成的力学性能测试标准样条进行力学性能测试。
实施例26
取线性聚乙烯400g，取实施例10所制备母粒100g，混合均匀后用注塑机注塑而成。注塑机熔融温度195℃，模具温度约55℃，注射压力约65MPa。取注塑而成的力学性能测试标准样条进行力学性能测试。
实施例27
取线性聚乙烯350g，取实施例10所制备母粒150g，混合均匀后用注塑机注塑而成。注塑机熔融温度225℃，模具温度110℃，注射压力约50MPa。取注塑而成的力学性能测试标准样条进行力学性能测试。
实施例28
取线性聚乙烯300g，取实施例10所制备的母粒200g，混合均匀后用注塑机注塑而成。注塑机熔融温度200℃，模具温度约60℃，注射压力约70MPa。取注塑而成的力学性能测试标准样条进行力学性能测试。
实施例21至24制备的化纤及未添加改性的化纤的性能测试结果见表3
表3
| 实施例 | 母粒含量 | 高密度聚乙烯含量 | 拉伸强度(MPa) | 冲击强度(KJ/m2) | 断裂伸长率％ |
| 0 | 100％ | 24.1 | 17.2 | 569.00％ | |
| 21 | 10％ | 90％ | 28.3 | 18.5 | 664.00％ |
| 22 | 20％ | 80％ | 29.6 | 18.9 | 692.00％ |
| 23 | 30％ | 70％ | 31.1 | 20.3 | 545.00％ |
| 24 | 40％ | 60％ | 28.8 | 20.8 | 520.00％ |
实施例25至28制备的化纤及未添加改性纳米硫酸钡的化纤的性能测试结果见表4
表4
| 实施例 | 母粒含量 | 线性聚乙烯含量 | 拉伸强度(MPa) | 断冲击强度(KJ/m2) | 断裂伸长率％ |
| 0 | 100％ | 20.5 | 23.2 | 602.00％ | |
| 25 | 10％ | 90％ | 25.6 | 25.5 | 750.00％ |
| 26 | 20％ | 80％ | 26.2 | 26.7 | 782.00％ |
| 27 | 30％ | 70％ | 25..8 | 28.5 | 724.00％ |
| 28 | 40％ | 60％ | 24.5 | 28.8 | 540.00％ |
使用母粒生产化纤对化纤生产的成本影响结果见表5。
表5
| 实施例 | 母粒含量 | 高密度聚乙烯含量 | 线性聚乙烯含量 | 总成本(吨/元) |
| 0 | 100％ | 13000 | ||
| 21 | 10％ | 90％ | 12200 | |
| 22 | 20％ | 80％ | 11400 | |
| 23 | 30％ | 70％ | 10600 | |
| 24 | 40％ | 60％ | 9800 | |
| 0 | 100％ | 13000 | ||
| 25 | 10％ | 90％ | 12200 | |
| 26 | 20％ | 80％ | 11400 | |
| 27 | 30％ | 70％ | 10600 | |
| 28 | 40％ | 60％ | 9800 |
从表1～3可以看出，添加母粒的聚乙烯几乎同时提高了拉伸强度和冲击强度，添加量在20％以下还可以提高聚乙烯的断裂伸长率。而且其制作成本也可以大幅度降低。相信这将会大量的提高聚乙烯在化纤中应用范围，特别是在一些需要高强度的化纤使用方面。
本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。
Claims (20)
1.纳米硫酸钡在制造化纤中的用途。
2.根据权利要求1所述的纳米硫酸钡的在制造化纤中的用途，其特征在于，所述的纳米硫酸钡为使用改性剂改性的纳米硫酸钡。
3.根据权利要求2所述的纳米硫酸钡在制造化纤中的用途，其特征在于，所述的改性纳米硫酸钡的粒径为10nm～900nm。
4.根据权利要求2或3所述的纳米硫酸钡的在制造化纤中的用途，其特征在于，所述的改性剂选自硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、聚乙二醇、聚乙烯醇、硬脂酸盐、月桂酸盐、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的纳米硫酸钡的在制造化纤中的用途，其特征在于，纳米硫酸钡的改性方法包括步骤：将碳酸钡或氢氧化钡用水配成固含量重量含量5％～30％的溶液，加入溶液重量0.01％～5％的催化剂，滴加入可使碳酸钡或氢氧化钡完全反应的浓硫酸，反应完成后过滤后得沉淀硫酸钡，加入改性剂或改性剂重量含量1％～25％的改性剂溶液对沉淀硫酸钡进行表面处理，改性剂重量为沉淀硫酸钡重量的0.2％～5％，改性处理后脱水、干燥而成改性纳米沉淀硫酸钡。
6.根据权利要求5所述的纳米硫酸钡的在制造化纤中的用途，其特征在于，所述的催化剂选自酸性强于碳酸的酸或者它们的可溶于水的盐。
7.根据权利要求2所述的纳米硫酸钡的在制造化纤中的用途，其特征在于，所述的改性纳米硫酸钡在化纤中的重量含量为6％～50％。
8.根据权利要求2所述的纳米硫酸钡的在制造化纤中的用途，其特征在于，所述的改性纳米硫酸钡制成母粒后，再用于制造化纤。
9.根据权利要求8所述的纳米硫酸钡的在制造化纤中的用途，其特征在于，所述的母粒按照重量百分比包括1％～90％树脂载体，1％～15％润滑剂，0.01％～ 10％接枝单体，0.001％～5％引发剂，余量为改性纳米硫酸钡。
10.根据权利要求9所述的纳米硫酸钡的在制造化纤中的用途，其特征在于，所述的树脂载体选自高密度聚乙烯、线性聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种的混合物。
11.根据权利要求9所述的纳米硫酸钡的在制造化纤中的用途，其特征在于，所述的润滑剂选自聚乙烯蜡、乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸季戊四醇酯、聚乙二醇、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种。
12.根据权利要求9所述的纳米硫酸钡的在制造化纤中的用途，其特征在于，所述的接枝单体选自马来酸酐、丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯中的一种或几种。
13.根据权利要求9所述的纳米硫酸钡的在制造化纤中的用途，其特征在于，所述的引发剂选自过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧化十二酰、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯、过氧化二碳酸双(2-苯基乙氧基)酯、过氧化新戊酸叔丁酯和过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或几种。
14.根据权利要求9所述的纳米硫酸钡的在制造化纤中的用途，其特征在于，所述的母粒的制备方法为：将各原料用高速混合机搅拌均匀后，在100℃～200℃下经双螺杆挤出机挤出、造粒。
15.根据权利要求9所述的纳米硫酸钡的在制造化纤中的用途，其特征在于，所述的母粒在化纤中的重量百分含量为6％～50％。
16.根据权利要求8所述的纳米硫酸钡的在制造化纤中的用途，其特征在于，所述化纤的制造方法为：将母粒与其他化纤原料混合均匀后，在180℃～250℃熔融后，使用注塑机注塑而成，注塑时的模具温度40℃～110℃，注射压力50～100Mpa。
17.根据权利要求1所述的纳米硫酸钡的在制造化纤中的用途，其特征在于，所述的化纤为有机纤维。
18.根据权利要求17的纳米硫酸钡的在制造化纤中的用途，其特征在于，所述的化纤包括涤纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶、乙纶、氨纶和乙氨纶。
19.一种化纤，其特征在于，包括权利要求2至9任一权利要求所述的经过改性的纳米硫酸钡。
20.根据权利要求19所述的化纤，其特征在于，所述的化纤为高密度聚乙烯纤维或线性聚乙烯纤维。
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