CN102465448B - 一种预处理聚酯短纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种预处理聚酯短纤维的制备方法，它包括：聚酯纤维、预处理粘合剂组合物，经过二浸工艺后，聚酯纤维表面附着上一层粘合剂组合物，再经过紫外线光照射，使得粘合剂组合物与聚酯纤维发生化学接枝反应，从而在聚酯短纤维表面形成粘合层，然后切断成1.0-6.0mm长度的短纤维，得到预处理聚酯短纤维产品。该方法制得的预处理聚酯短纤维可在EPDM、CR、SBR、NBR、NR橡胶基质中有很好的分散性和粘合性，工艺过程无污染，常温操作，简单易控制，易于推广。
Description
技术领域：本发明涉及一种采用光化学接枝反应预处理聚酯短纤维的制备方法。
背景技术：美国专利3,855,168公开了一种用于增强纤维的粘合浸渍液，它包括一种含有卤代酚化合物、热固性树脂和橡胶胶乳的水性分散体，该专利发明人认为，该粘合剂之所以可获得良好的增强性能是因为在热处理过程中所述的卤代酚化合物能容易地渗入聚酯纤维内部。由于所述浸渍液中卤代酚化合物的溶解度参数比常规的粘合剂组分更接近聚酯的溶解度参数，并且取代的卤素原子增强了黏合剂的苯环和聚脂的苯环之间的极性相互作用，从而提高了粘合剂组合物在聚脂纤维上的附着力。该方法浸渍液中含有的卤代酚化合物，在热处理过程中会有少量卤化物放出，对设备造成一定的影响，对环境也会带来污染。美国专利3,307,966公开了一种基于化学键合的制造增强纤维的方法。它是基于环氧化合物和封端异氰酸酯的水溶液体系，这种纤维增强的方法优点在于经其处理的纤维线绳与橡胶改进的粘合性能并且其水性体系是环境友好的，但是生产中发现这种方法制得的改性纤维线绳的刚度尚不能满足高端V型带产品的生产需要。
发明内容：本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种预处理聚酯短纤维及其制备方法，它将光接枝技术引入到聚脂短纤维的预处理中，不使用有毒有害的有机溶剂、卤代酚化合物等物质，对环境无污染。本发明预处理聚酯短纤维的制备方法是这样实现的，一种预处理聚酯短纤维的粘合剂组合物包括引发剂、单体、丙酮、粘合树脂、胶乳、填料、水，它的制备方法是：步骤一，取引发剂用量1.0-1.5％、单体用量10.0-15.0％和丙酮用量83.5-89.0％为溶剂，搅拌5分钟，得到第一道浸渍液；步骤二，取粘合树脂用量2.5-3.5％、填料用量0.3-0.5％、胶乳用量5-10.0％、水86-92％为溶剂，搅拌5分钟，即得到第二道浸渍水分散液；步骤三，将聚酯纤维经过第一道浸渍液和第二道浸渍水分散液，再经过一扎处理；步骤四，将步骤三得到的聚酯纤维经过紫外光箱内辐照，进入光接枝箱中进行表面光接枝，辐照高度为20-40cm，辐照时间为10-30min，辐照后的纤维表面含粘合剂复合物1.0-15.0％(重量)；步骤五，将照射后得到的预处理聚酯纤维在剪切机上进行机械剪切，制得1.0-6.0mm的预处理聚酯短纤维产品。本发明使用的原料聚酯纤维可以是工业或民用聚酯长纤维，在引发剂的作用下单体、粘合树脂与纤维基体以共价键形式结合，形成较稳定的表面粘合层。所选的引发剂自二苯甲酮、双羧基二苯甲酮、含马来酰亚胺基团的二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的一种。所选用的单体为丙烯酰胺类、丙烯酸及其盐类、乙烯基吡啶类化合物等，例如丙烯酰胺。所选用的粘合树脂为环氧树脂、酚醛树脂，所选用的橡胶胶乳为丁吡胶乳、三元乙丙胶乳、丁腈胶乳、氯丁胶乳、丙烯酸胶乳等。所选用的填料是橡胶用的填充物或者补强剂如：炭黑、白炭黑、粘土、滑石粉、碳酸钙等。加入填料目的是能够提高粘合层的硬度和对粘合层起到补强等作用，以及粘合层在与橡胶共硫化过程有很好的互渗性。此工艺无污染，操作简单易控制，设备成本低，能源消耗少，预处理聚酯短纤维表面粘合层均匀，在三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、丁睛橡胶等橡胶基体中有很好的分散性能和粘合性，对纤维橡胶的物理性能影响较小。
具体实施方式：
实施例1：
步骤一，取引发剂二苯甲酮用量为1.0％、单体丙烯酰胺用量10.0％，丙酮用量89.0％为溶剂，搅拌5分钟，制备好第一道浸渍溶液；
步骤二，取环氧树脂用量1.0％、酚醛树脂用量2.0％，丁吡胶乳用量8.0％、填料白炭黑用量0.5％、水用量88.5％为溶剂，搅拌5分钟，即得第二道浸渍水分散液；
步骤三，将聚酯纤维经过第一道浸渍液，然后再经过第二道浸渍水分散液，再经过一扎处理；
步骤四，将步骤三得到的聚酯纤维经过紫外光箱内辐照，进行表面光接枝，辐照高度为30cm，辐照时间为25min，即得到光接枝预处理的聚酯纤维，辐照后的纤维表面含粘合剂复合物1.0-15.0％(重量)；
步骤五，将辐射后得到的预处理聚酯纤维在剪切机上进行机械剪切，制得1mm的预处理聚酯短纤维产品。
实施例2：
步骤一，取引发剂双羧基二苯甲酮用量为1.5％、单体甲基丙烯酰胺用量15.0％，丙酮用量83.5％为溶剂，搅拌5分钟，制备好第一道浸渍溶液；
步骤二，取环氧树脂用量1.5％、酚醛树脂用量1.0％、丁吡胶乳用量5.0％、填料炭黑用量0.5％、水用量92.0％为溶剂，搅拌5分钟，即得第二道浸渍水分散液；
步骤三，将聚酯纤维经过第一道浸渍液，然后再经过第二道浸渍水分散液，再经过一扎处理；
步骤四，将步骤三得到的聚酯纤维经过紫外光箱内辐照，进行表面光接枝，辐照高度为25cm，辐照时间为30min，即得到光接枝预处理的聚酯纤维，辐照后的纤维表面含粘合剂复合物1.0-15.0％(重量)；
步骤五，将辐射后得到的预处理聚酯纤维在剪切机上进行机械剪切，制得2mm的预处理聚酯短纤维产品。
实施例3：
步骤一，取引发剂二苯甲酮用量为1.5％、单体丙烯酸用量10％、丙酮用量88.5％为溶剂，搅拌5分钟，制备好第一道浸渍溶液；
步骤二，取环氧树脂用量1.5％、酚醛树脂用量2.0％、丁腈胶乳用量8.0％、填料碳酸钙用量0.3％、水用量88.2％为溶剂，搅拌5分钟，即得第二道浸渍水分散液；
步骤三，将聚酯纤维经过第一道浸渍液，然后再经过第二道浸渍水分散液，再经过一扎处理；
步骤四，将步骤三得到的聚酯纤维经过紫外光箱内辐照，进行表面光接枝，辐照高度为20cm，辐照时间为10min，即得到光接枝预处理的聚酯纤维，辐照后的纤维表面含粘合剂复合物1.0-15.0％(重量)；
步骤五，将辐射后得到的预处理聚酯纤维在剪切机上进行机械剪切，制得6.0mm的预处理聚酯短纤维产品。
实施例4：
步骤一，取引发剂二苯甲酮用量为1.5％、单体丙烯酰胺用量15.0％、丙酮用量83.5％为溶剂，搅拌5分钟，制备好第一道浸渍溶液；
步骤二，取环氧树脂用量1.5％、酚醛树脂用量2.0％、乙丙胶乳用量10.0％、填料粘土用量0.5％、水用量86.0％为溶剂，搅拌5分钟，即得第二道浸渍水分散液；
步骤三，将聚酯纤维经过第一道浸渍液，然后再经过第二道浸渍水分散液，再经过一扎处理；
步骤四，将步骤三得到的聚酯纤维经过紫外光箱内辐照，进行表面光接枝，辐照高度为40cm，辐照时间为30min，即得到光接枝预处理的聚酯纤维，辐照后的纤维表面含粘合剂复合物1.0-15.0％(重量)；
步骤五，将辐射后得到的预处理聚酯纤维在剪切机上进行机械剪切，制得2mm的预处理聚酯短纤维产品。
实施例5：
步骤一，取引发剂二苯甲酮用量为1.5％、单体丙烯酰胺用量12.0％、丙酮用量86.5％为溶剂，搅拌5分钟，制备好第一道浸渍溶液；
步骤二，取环氧树脂用量1.5％、酚醛树脂用量2.0％、氯丁胶乳用量10.0％、填料滑石粉用量0.5％、水用量86.0％为溶剂，搅拌5分钟，即得第二道浸渍水分散液；
步骤三，将聚酯纤维经过第一道浸渍液，然后再经过第二道浸渍水分散液，再经过一扎处理；
步骤四，将步骤三得到的聚酯纤维经过紫外光箱内辐照，进行表面光接枝，辐照高度为30cm，辐照时间为25min，即得到光接枝预处理的聚酯纤维，辐照后的纤维表面含粘合剂复合物1.0-15.0％(重量)；
步骤五，将辐射后得到的预处理聚酯纤维在剪切机上进行机械剪切，制得4mm的预处理聚酯短纤维产品。
将上述1.0-6.0mm长度的10g预处理聚酯短纤维产品分别在100g NR、SBR、EPDM、CR、NBR橡胶基体中进行分散，使用在2007年公开的CN1896369A专利“芳纶浆粕预处理方法”中，“热压制膜法”观察预处理聚酯短纤维在上述橡胶基材中的分散情况，在压制的薄膜中，预处理聚酯短纤维没有团集点，分散效果好。
Claims (1)
1.一种预处理聚酯短纤维的制备方法，其特征在于：预处理聚酯短纤维的粘合剂组合物包括引发剂、单体、丙酮、粘合树脂、胶乳、填料、水，其制备方法如下：
步骤一，取引发剂用量1.0-1.5％、单体用量10.0-15.0％和丙酮用量83.5-89.0％为溶剂，搅拌5分钟，得到第一道浸渍液；
步骤二，取粘合树脂用量2.5-3.5％、填料用量0.3-0.5％、胶乳用量5-10.0％、水86-92％为溶剂，搅拌5分钟，即得到第二道浸渍水分散液；
步骤三，将聚酯纤维经过第一道浸渍液和第二道浸渍水分散液，再经过一轧处理；
步骤四，将步骤三得到的聚酯纤维经过紫外光箱内辐照，进入光接枝箱中进行表面光接枝，辐照高度为20-40cm，辐照时间为10-30min，辐照后的纤维表面含粘合剂复合物1.0-15.0％；
步骤五，将照射后得到的预处理聚酯纤维在剪切机上进行机械剪切，制得1.0-6.0mm的预处理聚酯短纤维产品；
所选用的引发剂是二苯甲酮、双羧基二苯甲酮、含马来酰亚胺基团的二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的一种；
所选用的单体为丙烯酰胺类、丙烯酸及其盐类、乙烯基吡啶类化合物的一种；
所选用的粘合树脂为环氧树脂、酚醛树脂；
所选用的橡胶胶乳为丁吡胶乳、三元乙丙胶乳、丁腈胶乳、氯丁胶乳、丙烯酸胶乳的一种；
所选用的填料为炭黑、白炭黑、粘土、滑石粉、碳酸钙的一种。
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