CN108783691A - 一种高强度耐腐蚀纤维材料及其制备方法 - Google Patents

一种高强度耐腐蚀纤维材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度耐腐蚀纤维材料，原料按重量份组成：乙烯6‑15份、三氟氯乙烯2‑5份、聚苯砜酰胺纤维4‑10份、过氧化钠8‑18份、氧化钾4‑9份、氧化硅2‑4份、氧化镁10‑15份、二氧化硅20‑30份、三氧化二铁11‑19份、氧化镁8‑17份、三氧化二铝4‑8份、氧化锂4‑8份、氧化钙4‑9份。本发明中采用有机物和无机物结合的方式进行材料的编制，针对无机物的不同材料，根据其特性分别进行不同的环境设置，最大化发挥材料的特性，使得制备出的玻璃纤维材料可在保留原有玻璃纤维优异的物理性能的基础上通过对玻璃纤维表面进行化学修饰来提高玻璃纤维材料的耐腐蚀性能；本发明的原材料成本低廉，来源广泛，且本发明制备方法简单、易操作、制备流程短，因此适合工业化大规模生产制造。

Description

一种高强度耐腐蚀纤维材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高强度纤维领域，具体是一种高强度耐腐蚀纤维材料及其制备方法。
背景技术
随着产业的不断发展，纤维的市场也在不断扩大，但是纤维大多都效果较为单一，制成的面料仅具备了遮挡的功能，针对一些特殊行业往往无法适应，在一些对服装有强度需求的情况下，现有的面料纤维比较单薄，在耐高温、阻燃、腐蚀性等方面均不具备防护效果，使用寿命较短，使用效果差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度耐腐蚀纤维材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高强度耐腐蚀纤维材料，由如下原料按重量份组成：乙烯6-15份、三氟氯乙烯2-5份、聚苯砜酰胺纤维4-10份、过氧化钠8-18份、氧化钾4-9份、氧化硅2-4份、氧化镁10-15份、二氧化硅20-30份、三氧化二铁11-19份、氧化镁8-17份、三氧化二铝4-8份、氧化锂4-8份、氧化钙4-9份。
所述一种高强度耐腐蚀纤维材料的制备方法体步骤为：
第一步，将乙烯、三氟氯乙烯、聚苯砜酰胺纤维混合置于搅拌机中高速搅拌，加热温度为80-95℃，搅拌速度为700-900r/min，然后进行拉丝，得到材料一；
第二步，将过氧化钠、氧化钾、氧化硅、氧化镁、二氧化硅、三氧化二铁、氧化镁将上述各原料分别粉碎成立粒径为50nm～150nm的颗粒提前进行混合进行加热至900-1000℃，时间4-7小时；
第三步，将粉碎后的剩余颗粒送入预热炉，预热，预热温度为1050-1300℃，时间6-8小时，将预热后的产物送入加热炉熔融，将第二步加热后的材料一同加入，搅拌均匀，熔融温度为1650～1950℃，时间5-7小时；
第四步，将熔融后的产物送入甩丝机成纤，甩丝辊的转速8000～12000r/min，纤维长度为420pm～650pm，得到材料二；
第五步，将材料一和材料二通过上述比例按照1:3的比例纺织成面料。
该玻璃纤维组合物中各组分的作用及含量说明如下：
氧化硅是形成玻璃骨架的主要氧化物，并且起稳定各组分的作用。
氧化铝也是形成玻璃骨架的氧化物，与氧化硅结合时可对玻璃的机械性能起到实质性
的作用。若其含量太低，玻璃会无法获得足够高的机械性能；若其含量太高，则会使玻璃的粘度过高和表面张力过大导致熔化、澄清困难。
氧化钾和氧化钠均能降低玻璃粘度，是良好的助熔剂。发明人发现，在碱金属氧化物总量较高的情况下，用氧化钾和氧化钠，能降低玻璃的析晶倾向，改善纤维成型性能；能显著降低玻璃液的表面张力，有效改善玻璃的澄清效果；还能提高玻璃的机械强度。
氧化钙和氧化镁主要起控制玻璃析晶、调节玻璃粘度的作用。
三氧化二铁有利于玻璃的熔制，也能改善玻璃的析晶性能。但由于铁离子和亚铁离子具有着色作用，故引入量不宜多。因此，在本发明的玻璃纤维组合物中，限定三氧化二铁
的按重量份数小于19份。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明玻璃纤维材料具有很好的耐腐蚀性，同时它还具备刚性好、抗老化、抗氧化的优点，可以很好地满足广大使用者的使用要求，促进工业的发展；本发明中采用有机物和无机物结合的方式进行材料的编制，针对无机物的不同材料，根据其特性分别进行不同的环境设置，最大化发挥材料的特性，使得制备出的玻璃纤维材料可在保留原有玻璃纤维优异的物理性能的基础上通过对玻璃纤维表面进行化学修饰来提高玻璃纤维材料的耐腐蚀性能；本发明的原材料成本低廉，来源广泛，且本发明制备方法简单、易操作、制备流程短，因此适合工业化大规模生产制造。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高强度耐腐蚀纤维材料如下，按重量份数，乙烯15份、三氟氯乙烯5份、聚苯砜酰胺纤维10份、过氧化钠18份、氧化钾9份、氧化硅4份、氧化镁15份、二氧化硅30份、三氧化二铁19份、氧化镁17份、三氧化二铝8份、氧化锂8份、氧化钙9份。
所述一种高强度耐腐蚀纤维材料的制备方法具体步骤为：
第一步，将乙烯、三氟氯乙烯、聚苯砜酰胺纤维混合置于搅拌机中高速搅拌，加热温度为80℃，搅拌速度为700r/min，然后进行拉丝，得到材料一；
第二步，将过氧化钠、氧化钾、氧化硅、氧化镁、二氧化硅、三氧化二铁、氧化镁将上述各原料分别粉碎成立粒径为50nm的颗粒提前进行混合进行加热至900℃，时间4小时；
第三步，将粉碎后的剩余颗粒送入预热炉，预热，预热温度为1050℃，时间6小时，将预热后的产物送入加热炉熔融，将第二步加热后的材料一同加入，搅拌均匀，熔融温度为1650℃，时间5小时；
第四步，将熔融后的产物送入甩丝机成纤，甩丝辊的转速8000r/min，纤维长度为420pm，得到材料二；
第五步，将材料一和材料二通过上述比例按照1:3的比例纺织成面料。
实施例2
一种高强度耐腐蚀纤维材料如下，按重量份数，乙烯6份、三氟氯乙烯2份、聚苯砜酰胺纤维4份、过氧化钠8份、氧化钾4份、氧化硅2份、氧化镁10份、二氧化硅20份、三氧化二铁11份、氧化镁8份、三氧化二铝4份、氧化锂4份、氧化钙4份。
所述一种高强度耐腐蚀纤维材料的制备方法具体步骤为：
第一步，将乙烯、三氟氯乙烯、聚苯砜酰胺纤维混合置于搅拌机中高速搅拌，加热温度为95℃，搅拌速度为900r/min，然后进行拉丝，得到材料一；
第二步，将过氧化钠、氧化钾、氧化硅、氧化镁、二氧化硅、三氧化二铁、氧化镁将上述各原料分别粉碎成立粒径为150nm的颗粒提前进行混合进行加热至1000℃，时间7小时；
第三步，将粉碎后的剩余颗粒送入预热炉，预热，预热温度为1300℃，时间8小时，将预热后的产物送入加热炉熔融，将第二步加热后的材料一同加入，搅拌均匀，熔融温度为1950℃，时间7小时；
第四步，将熔融后的产物送入甩丝机成纤，甩丝辊的转速12000r/min，纤维长度为650pm，得到材料二；
第五步，将材料一和材料二通过上述比例按照1:3的比例纺织成面料。
实施例3
一种高强度耐腐蚀纤维材料如下，按重量份数，乙烯12份、三氟氯乙烯3份、聚苯砜酰胺纤维8份、过氧化钠14份、氧化钾7份、氧化硅3份、氧化镁12份、二氧化硅25份、三氧化二铁14份、氧化镁14份、三氧化二铝6份、氧化锂7份、氧化钙5份。
所述一种高强度耐腐蚀纤维材料的制备方法具体步骤为：
第一步，将乙烯、三氟氯乙烯、聚苯砜酰胺纤维混合置于搅拌机中高速搅拌，加热温度为87℃，搅拌速度为820r/min，然后进行拉丝，得到材料一；
第二步，将过氧化钠、氧化钾、氧化硅、氧化镁、二氧化硅、三氧化二铁、氧化镁将上述各原料分别粉碎成立粒径为75nm的颗粒提前进行混合进行加热至950℃，时间6小时；
第三步，将粉碎后的剩余颗粒送入预热炉，预热，预热温度为1200℃，时间7小时，将预热后的产物送入加热炉熔融，将第二步加热后的材料一同加入，搅拌均匀，熔融温度为1800℃，时间6小时；
第四步，将熔融后的产物送入甩丝机成纤，甩丝辊的转速10000r/min，纤维长度为570pm，得到材料二；
第五步，将材料一和材料二通过上述比例按照1:3的比例纺织成面料。
通过本方法制备的高强度材料，具有耐高温、抗燃阻燃、耐腐蚀、耐用性好、使用寿命长的特点。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种高强度耐腐蚀纤维材料，其特征在于，按重量份数，包括：乙烯6-15份、三氟氯乙烯2-5份、聚苯砜酰胺纤维4-10份、过氧化钠8-18份、氧化钾4-9份、氧化硅2-4份、氧化镁10-15份、二氧化硅20-30份、三氧化二铁11-19份、氧化镁8-17份、三氧化二铝4-8份、氧化锂4-8份、氧化钙4-9份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀纤维材料，其特征在于，按重量份数，乙烯15份、三氟氯乙烯5份、聚苯砜酰胺纤维10份、过氧化钠18份、氧化钾9份、氧化硅4份、氧化镁15份、二氧化硅30份、三氧化二铁19份、氧化镁17份、三氧化二铝8份、氧化锂8份、氧化钙9份。
3.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀纤维材料，其特征在于，按重量份数，乙烯6份、三氟氯乙烯2份、聚苯砜酰胺纤维4份、过氧化钠8份、氧化钾4份、氧化硅2份、氧化镁10份、二氧化硅20份、三氧化二铁11份、氧化镁8份、三氧化二铝4份、氧化锂4份、氧化钙4份。
4.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀纤维材料，其特征在于，按重量份数，乙烯12份、三氟氯乙烯3份、聚苯砜酰胺纤维8份、过氧化钠14份、氧化钾7份、氧化硅3份、氧化镁12份、二氧化硅25份、三氧化二铁14份、氧化镁14份、三氧化二铝6份、氧化锂7份、氧化钙5份。
5.一种如权利要求1-4任一所述的高强度耐腐蚀纤维材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将乙烯、三氟氯乙烯、聚苯砜酰胺纤维混合置于搅拌机中高速搅拌，加热温度为80-95℃，搅拌速度为700-900r/min，然后进行拉丝，得到材料一；
第二步，将过氧化钠、氧化钾、氧化硅、氧化镁、二氧化硅、三氧化二铁、氧化镁将上述各原料分别粉碎成立粒径为50nm～150nm的颗粒提前进行混合进行加热至900-1000℃，时间4-7小时；
第三步，将粉碎后的剩余颗粒送入预热炉，预热，预热温度为1050-1300℃，时间6-8小时，将预热后的产物送入加热炉熔融，将第二步加热后的材料一同加入，搅拌均匀，熔融温度为1650～1950℃，时间5-7小时；
第四步，将熔融后的产物送入甩丝机成纤，甩丝辊的转速8000～12000r/min，纤维长度为420pm～650pm，得到材料二；
第五步，将材料一和材料二通过上述比例按照1:3的比例纺织成面料。
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CN113735451A (zh) * 2021-09-16 2021-12-03 江苏奥凯新材料科技有限公司 一种耐高温高强度热熔玻纤布及其制作工艺

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