CN106222788A - 汽车安全带专用料改性方法 - Google Patents

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Abstract

一种汽车安全带专用料改性方法，包括原料组配、结晶干燥、混合搅拌、高温熔融、纺丝、成形、拉伸、定型、上油和卷绕步骤；本申请通过加入聚乙烯基环硅烷和石墨烯微片是促进聚合物结晶并改善其晶粒结构的新功能助剂，可使聚合物异相成核，改进材料的刚度、耐磨性和加工性能，其力学性能更加优异，对高分子的结晶和取向行为影响较其他材料更为强烈。通过原料组配和加工工艺的创新，使单丝产品质量明显提高，特别是阻燃性能、耐磨性能和拉伸性能优异，适用于高档汽车安全带。

Description

汽车安全带专用料改性方法
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种汽车安全带专用料改性方法。
背景技术
安全带一般为斜纹或缎纹组织结构，宽度一般在48mm左右，厚约1.1～1.2mm，需要抗拉强度高、收缩率稳定、伸长率适中和塑性变形小的纤维作材料。一般的安全带由聚酯长丝织造而成，但由聚酯长丝织造而成的安全带不适用高端汽车安全带。安全带既是安全用品又是装饰用品，因此要求手感柔软、舒适、轻巧、阻燃、耐磨、高强、低伸长，高端汽车安全带更应当具有强度高、弯曲度好等特点。用于高端汽车的安全带，通常以聚酯长丝作经线，以涤纶单丝作纬线。
涤纶单丝的生产工艺主要有一步法生产工艺及二步法生产工艺。一步法生产涤纶单丝的技术采用8、10或12孔的喷丝板，在同一台机器上一次完成纺丝成形、初生纤维牵伸取向、纤维热定型和卷绕等工艺流程，卷绕的单丝丝饼再经过分丝机分纤后，得到涤纶单丝纤维。而采用高速纺丝和高速拉伸加捻技术，是典型的二步法工艺路线，也是目前生产涤纶单丝采用最多的工艺路线。其特点是工艺流程短，生产效率高。高速纺丝的纺丝速度为3000～600m/min，可制得预取向丝(POY)。在高卷绕速度下，纤维产生一定的取向度，结构比较稳定。拉伸加捻是涤纶单丝生产中必不可少的工序，称为二次成型。拉伸使纤维的结构单元获得稳定而稳固的取向，从而达到提高成品纤维物理机械性能的目的。
现有的涤纶单丝，工业方面主要用于工业输送带中的骨架，编织过滤网、胶线外用套管等，民用方面主要用于配套箱包、草帽、窗帘、婚纱、服饰等，适于编织高端汽车安全带的涤纶单丝并不多见。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种性能稳定、经济效益好的汽车安全带专用料改性方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种汽车安全带专用料改性方法，包括如下工艺步骤：
(1)按如下重量配比称取：聚酯切片100kg、聚乙烯基环硅烷1kg、硫酸钙晶须1kg、硬脂酸镁2kg、纳米二氧化钛0.5kg、纳米级陶粒粉0.5kg、氧化锑0.1kg、抗菌剂0.2kg、抗静电剂0.2kg、增粘剂0.5kg、抗氧剂0.2kg、扩链剂0.2kg、石墨烯微片0.1kg；
(2)对聚酯切片进行结晶干燥，目的是除去原料中的水分和提高原料的软化点；采用脱湿干空气进行结晶干燥，能够提高干燥效果；
(3)将硬脂酸镁、纳米二氧化钛、纳米级陶粒粉、氧化锑及石墨烯微片在混合机中预混合5-10分钟，得到混合功能助剂待用；
上述混合搅拌速度控制在260-280转/分钟；
(4)将步骤(2)的聚酯切片及步骤(3)中的混合功能助剂与聚乙烯基环硅烷、硫酸钙晶须、抗菌剂、抗静电剂和抗氧剂一同送入转鼓中进行混合搅拌，同时将转鼓加温至80-120℃，时间在40分钟，压力在150-200Mpa，取出得到混合料；
(5)将步骤(4)中的混合料通过双螺杆挤出机塑化后通过口模输送到高温熔体反应釜，加入扩链剂和增粘剂，保持釜温在235～240℃、压力2.0～2.5MPa条件下，得到混合熔体；
(6)将混合熔体经过高压螺杆挤压机将熔体送至过滤器，过滤后的熔体经过高压计量泵，纺丝组件将熔体喷出，将纺丝喷出的丝束经拉伸、定型、上油后卷绕成筒，按标准或客户要求包装入库即可。
本申请通过加入聚乙烯基环硅烷和石墨烯微片是促进聚合物结晶并改善其晶粒结构的新功能助剂，可使聚合物异相成核，改进材料的刚度、耐磨性和加工性能，其力学性能更加优异，对高分子的结晶和取向行为影响较其他材料更为强烈。
经5批次试验，得测试结果平均值如下：
直径0.22mm；密度42.33Tex；断裂强力25.4N；断裂强度52.4CN/tex；断裂伸长率24％；定负荷伸长率15％；初始模量382CN/tex。
本发明的有益效果是：本发明通过原料组配和加工工艺的创新，使单丝产品质量明显提高，特别是阻燃性能、耐磨性能和拉伸性能优异，适用于高档汽车安全带。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种汽车安全带专用料改性方法，包括如下工艺步骤：
(1)按如下重量配比称取：聚酯切片100kg、聚乙烯基环硅烷1kg、硫酸钙晶须1kg、硬脂酸镁2kg、纳米二氧化钛0.5kg、纳米级陶粒粉0.5kg、氧化锑0.1kg、抗菌剂0.2kg、抗静电剂0.2kg、增粘剂0.5kg、抗氧剂0.2kg、扩链剂0.2kg、石墨烯微片0.1kg；
(2)对聚酯切片进行结晶干燥，目的是除去原料中的水分和提高原料的软化点；采用脱湿干空气进行结晶干燥，能够提高干燥效果；
(3)将硬脂酸镁、纳米二氧化钛、纳米级陶粒粉、氧化锑及石墨烯微片在混合机中预混合5-10分钟，得到混合功能助剂待用；
上述混合搅拌速度控制在260-280转/分钟；
(4)将步骤(2)的聚酯切片及步骤(3)中的混合功能助剂与聚乙烯基环硅烷、硫酸钙晶须、抗菌剂、抗静电剂和抗氧剂一同送入转鼓中进行混合搅拌，同时将转鼓加温至80-120℃，时间在40分钟，压力在150-200Mpa，取出得到混合料；
(5)将步骤(4)中的混合料通过双螺杆挤出机塑化后通过口模输送到高温熔体反应釜，加入扩链剂和增粘剂，保持釜温在235～240℃、压力2.0～2.5MPa条件下，得到混合熔体；
(6)将混合熔体经过高压螺杆挤压机将熔体送至过滤器，过滤后的熔体经过高压计量泵，纺丝组件将熔体喷出，将纺丝喷出的丝束经拉伸、定型、上油后卷绕成筒，按标准或客户要求包装入库即可。
实施例2
一种汽车安全带专用料改性方法，包括如下工艺步骤：
(1)按如下重量配比称取：聚酯切片100kg、聚乙烯基环硅烷1kg、硫酸钙晶须1kg、硬脂酸镁2kg、纳米二氧化钛0.5kg、纳米级陶粒粉0.5kg、氧化锑0.1kg、抗菌剂0.2kg、抗静电剂0.2kg、增粘剂0.5kg、抗氧剂0.2kg、扩链剂0.2kg、石墨烯微片0.1kg；
(2)对聚酯切片进行结晶干燥，目的是除去原料中的水分和提高原料的软化点；采用脱湿干空气进行结晶干燥，能够提高干燥效果；
(3)将硬脂酸镁、纳米二氧化钛、纳米级陶粒粉、氧化锑及石墨烯微片在混合机中预混合5-10分钟，得到混合功能助剂待用；
上述混合搅拌速度控制在260-280转/分钟；
(4)将步骤(2)的聚酯切片及步骤(3)中的混合功能助剂与聚乙烯基环硅烷、硫酸钙晶须、抗菌剂、抗静电剂和抗氧剂一同送入转鼓中进行混合搅拌，同时将转鼓加温至80-120℃，时间在40分钟，压力在150-200Mpa，取出得到混合料；
(5)将步骤(4)中的混合料通过双螺杆挤出机塑化后通过口模输送到高温熔体反应釜，加入扩链剂和增粘剂，保持釜温在235～240℃、压力2.0～2.5MPa条件下，得到混合熔体；
(6)将混合熔体经过高压螺杆挤压机将熔体送至过滤器，过滤后的熔体经过高压计量泵，纺丝组件将熔体喷出，将纺丝喷出的丝束经拉伸、定型、上油后卷绕成筒，按标准或客户要求包装入库即可。
上述增粘剂是由以下重量的组分制成：乙二醇80g、丙烯酸缩水甘油酯15g、沥青5g、丙烯酸正丁酯10g、十二烷基硫醇5g、虫胶树脂4g、微晶蜡2g、纯丙乳液5g；该增粘剂专门针对再生PET熔体进行配置，增粘速度快，效果好。
(7)将增粘后的PET熔体直接用于纺丝，即可得到高强度短纤维。
实施例3
一种汽车安全带专用料改性方法，包括如下工艺步骤：
(1)按如下重量配比称取：聚酯切片100kg、聚乙烯基环硅烷1kg、硫酸钙晶须1kg、硬脂酸镁2kg、纳米二氧化钛0.5kg、纳米级陶粒粉0.5kg、氧化锑0.1kg、抗菌剂0.2kg、抗静电剂0.2kg、增粘剂0.5kg、抗氧剂0.2kg、扩链剂0.2kg、石墨烯微片0.1kg；
(2)对聚酯切片进行结晶干燥，目的是除去原料中的水分和提高原料的软化点；采用脱湿干空气进行结晶干燥，能够提高干燥效果；
(3)将硬脂酸镁、纳米二氧化钛、纳米级陶粒粉、氧化锑及石墨烯微片在混合机中预混合5-10分钟，得到混合功能助剂待用；
上述混合搅拌速度控制在260-280转/分钟；
(4)将步骤(2)的聚酯切片及步骤(3)中的混合功能助剂与聚乙烯基环硅烷、硫酸钙晶须、抗菌剂、抗静电剂和抗氧剂一同送入转鼓中进行混合搅拌，同时将转鼓加温至80-120℃，时间在40分钟，压力在150-200Mpa，取出得到混合料；
(5)将步骤(4)中的混合料通过双螺杆挤出机塑化后通过口模输送到高温熔体反应釜，加入扩链剂和增粘剂，保持釜温在235～240℃、压力2.0～2.5MPa条件下，得到混合熔体；
(6)将混合熔体经过高压螺杆挤压机将熔体送至过滤器，过滤后的熔体经过高压计量泵，纺丝组件将熔体喷出，将纺丝喷出的丝束经拉伸、定型、上油后卷绕成筒，按标准或客户要求包装入库即可。
所述石墨烯微片是以立体的蜂窝方式长晶生成石墨碳晶体，生成后石墨碳晶体利用湿式纳米研磨方式，以单一方向研磨,产生厚度为纳米化，面积为微米化的石墨烯微片；所述石墨烯微片厚度最小化为5nm，石墨烯微片增强红外线辐射波长，其波长最高峰值在7.5～9.5μm。石墨烯微片是促进聚合物结晶并改善其晶粒结构的新功能助剂，可使聚合物异相成核，改进材料的刚度、耐磨性和加工性能，其力学性能更加优异。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种汽车安全带专用料改性方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：
(1)按如下重量配比称取：聚酯切片100kg、聚乙烯基环硅烷1kg、硫酸钙晶须1kg、硬脂酸镁2kg、纳米二氧化钛0.5kg、纳米级陶粒粉0.5kg、氧化锑0.1kg、抗菌剂0.2kg、抗静电剂0.2kg、增粘剂0.5kg、抗氧剂0.2kg、扩链剂0.2kg、石墨烯微片0.1kg；
(2)对聚酯切片进行结晶干燥，目的是除去原料中的水分和提高原料的软化点；
(3)将硬脂酸镁、纳米二氧化钛、纳米级陶粒粉、氧化锑及石墨烯微片在混合机中预混合5-10分钟，得到混合功能助剂待用；
(4)将步骤(2)的聚酯切片及步骤(3)中的混合功能助剂与聚乙烯基环硅烷、硫酸钙晶须、抗菌剂、抗静电剂和抗氧剂一同送入转鼓中进行混合搅拌，同时将转鼓加温至80-120℃，时间在40分钟，压力在150-200Mpa，取出得到混合料；
(5)将步骤(4)中的混合料通过双螺杆挤出机塑化后通过口模输送到高温熔体反应釜，加入扩链剂和增粘剂，保持釜温在235～240℃、压力2.0～2.5MPa条件下，得到混合熔体；
(6)将混合熔体经过高压螺杆挤压机将熔体送至过滤器，过滤后的熔体经过高压计量泵，纺丝组件将熔体喷出，将纺丝喷出的丝束经拉伸、定型、上油后卷绕成筒，按标准或客户要求包装入库即可。
2.根据权利要求1所述的汽车安全带专用料改性方法，其特征在于，上述步骤(2)中采用脱湿干空气进行结晶干燥。
3.根据权利要求1所述的汽车安全带专用料改性方法，其特征在于，上述步骤(3)中预混合搅拌速度控制在260-280转/分钟。
4.根据权利要求1所述的汽车安全带专用料改性方法，其特征在于，所述石墨烯微片是以立体的蜂窝方式长晶生成石墨碳晶体，生成后石墨碳晶体利用湿式纳米研磨方式，以单一方向研磨,产生厚度为纳米化，面积为微米化的石墨烯微片；所述石墨烯微片厚度最小化为5nm，石墨烯微片增强红外线辐射波长，其波长最高峰值在7.5～9.5μm。
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