一种高强度纤维以及救生绳制造技术

一种高强度纤维，组分包括碳纤维、尼龙、聚醚、二氧化硅微球、硅烷偶联剂，其中，所述二氧化硅的粒径在100微米以内，所述聚醚为如下单体A）至单体C）的共聚物：单体A）：CH2=CHR1‑CO‑O‑(CH2‑CH2‑O)m‑CH3，R1为H或C1‑C3的烷基；m为自然数，并且m使得单体A）的数均分子量在1000‑2000之间；单体B）：CH2=CHR2‑CH2‑O‑(CH2‑CH2‑O)n‑H或者，R2为H或C1‑C3的烷基；n为20‑80的自然数；单体C）：CH2=CHR3‑COOH，R2为H或C1‑C3的烷基。本发明专利技术所提供的高强度纤维，对加工条件要求较为宽松，无需严格限制剪切力，成品率高，产品性能稳定。

A high strength fiber and lifeline

A high strength fiber consists of carbon fibers, nylon, polyether, silica microspheres, silane coupling agent, in which the particle size of the silica is less than 100 microns, and the polyether is a copolymer of monomer A) to monomer C: monomer A: CH2 = CHR1 CO (CH2 CH2 O) m CH3, R1 is an alkyl of H or C1 C3; m is a natural number and makes the monomer A) Number average molecular weight is between 1000 and 2000; monomer B: CH2 = CHR2 CH2 O (CH2 CH2 O) n H or R2 is alkyl of H or C1 C3; n is natural number of 20 80; monomer C: CH2 = CHR3 COOH, R2 is alkyl of H or C1 C3. The high strength fiber provided by the invention has loose processing conditions, no strict restriction on shear force, high yield and stable product performance.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度纤维以及救生绳
本专利技术涉及一种救生用品及其所用的高强度纤维，尤其涉及一种救生绳以及所述救生绳所采用的高强度纤维。
技术介绍
尼龙是救生绳常用材料，用碳纤维增强尼龙材料近年来发展很快，因为尼龙和碳纤维都是工程塑料领域性能优异的材料，其复台材料综台体现了二者的优越性，如强度与刚性比未增强的尼龙明细提高、高温蠕变小、热稳定性显著提高、尺寸精度好、耐磨性能提高等等。碳纤维分为长丝、短纤维和短切纤维，其中长丝和短纤维具有一定的长度，并具有高强度、高韧性方面的优越性，但是加工性能较差。在双螺杆挤出中，在保证碳纤维在尼龙基体中分散良好的前提下，应尽可能保证碳纤维有较大的长径比，才能最大限度地发挥碳纤维的增强作用。由于碳纤维不耐剪切，挤出过程中，为了保证碳纤维有一定的长度，对挤出机剪切力控制要求非常严格。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高强度纤维以及救生绳。本专利技术第一个方面是提供一种高强度纤维，优选为碳纤维增强尼龙纤维。本专利技术一种优选实施例中，所述高强度纤维组分包括：碳纤维、尼龙、聚醚、微球、硅烷偶联剂，其中，所述微球的粒径在100微米以内，所述聚醚为如下单体A）-单体C）的共聚物：单体A）：CH2=CHR1-CO-O-(CH2-CH2-O)m-CH3，R1为H或C1-C3的烷基；m为自然数，并且m使得单体A）的数均分子量在1000-2000之间；单体B）：CH2=CHR2-CH2-O-(CH2-CH2-O)n-H或者，R2为H或C1-C3的烷基；n为20-80的自然数；单体C）：CH2=CHR3-COOH，R3为H或C1-C3的烷基。本专利技术的一种优选实施例中，所述微球优选为无机微球，例如，可以是玻璃微球、二氧化硅微球、陶瓷微球中的一种或更多种。本专利技术的一种优选实施例中，所述微球的粒径优选地在50nm-80μm，优选为100nm-50μm，优选为500nm-10μm。本专利技术的一种优选实施例中，所述碳纤维为长碳纤维长度≥30mm，优选为20-500mm，优选为30-200mm，优选为50-100mm。本专利技术的一种优选实施例中，所述碳纤维为酚醛碳纤维、聚丙烯腈碳纤维中的一种或更多种。本专利技术的一种优选实施例中，所述碳纤维为1-24K丝束的碳纤维（1K为1000根丝），优选为3-12K丝束的碳纤维。本专利技术的一种优选实施例中，单体A）与单体B）重量比例优选为1︰（0.8-1.5），更优选为1︰（1-1.2）。本专利技术的一种优选实施例中，所述C1-C3的烷基选自甲基、乙基、正丙基、异丙基中的一种，更优选地，所述C1-C3的烷基为甲基。本专利技术的一种优选实施例中，所述高强度纤维中，按照重量，包括：尼龙80-100份，碳纤维20-40份，聚醚2-10份、微球5-15份、硅烷偶联剂2-10份。本专利技术的一种优选实施例中，所述高强度纤维中，按照重量，包括：尼龙80-100份，碳纤维20-40份，聚醚5-10份、微球5-10份、硅烷偶联剂5-10份。本专利技术第二个方面是提供一种救生绳，所述救生绳采用本专利技术第一个方面所述的高强度纤维。本专利技术所提供的高强度纤维，对加工条件要求较为宽松，无需严格限制剪切力，成品率高，产品性能稳定。具体实施方式实施例1聚醚的合成：600g甲氧基聚乙二醇（MPEG1200）与245g丙烯酸、1g对苯二酚和1.5g浓硫酸升温至110℃，保温反应10小时，降温至50℃，加入30g三乙醇氨、110g水、110g氢氧化钠水溶液（30wt%），得到丙烯酸盐以及MPEG丙烯酸酯的混合物。220g水中加入异丁烯醇聚氧乙烯醚（聚合度50）225g、过硫酸铵0.87g，滴加MPEGMPEG丙烯酸酯的混合物250g、65g水溶液（含0.5g巯基丙酸、0.1g辛硫醇、0.5g甲醛合次硫酸氢钠），反应3小时，加入氢氧化钠水溶液（30wt%）中和，得到聚醚。纤维的生成将3kg聚醚、5kg二氧化硅微球（50nm）、3kg硅烷偶联剂混合，得到混合物A。将20kg聚丙烯腈碳纤维（40mm）、混合物A加入到80kg尼龙66中，加入到挤出机中，熔融挤出喷丝，获得原丝，集束成纤维。其中，挤出机中螺杆转速250r/min。对比例1A将5kg二氧化硅微球（50nm）、3kg硅烷偶联剂混合，得到混合物A。将20kg聚丙烯腈碳纤维（40mm）、混合物A加入到80kg尼龙66中，加入到挤出机中，熔融挤出喷丝，获得原丝，集束成纤维。其中，挤出机中螺杆转速250r/min。对比例1B将20kg聚丙烯腈碳纤维（40mm）加入到80kg尼龙66中，加入到挤出机中，熔融挤出喷丝，获得原丝，集束成纤维。其中，挤出机中螺杆转速250r/min。实施例2将10kg聚醚（实施例1所得）、10kg陶瓷微球（100nm）、10kg硅烷偶联剂混合，得到混合物A。将30kg聚丙烯腈碳纤维（40mm）、混合物A加入到90kg尼龙66中，加入到挤出机中，熔融挤出喷丝，获得原丝，集束成纤维。其中，挤出机中螺杆转速300r/min。对比例2A将10kg陶瓷微球（100nm）、10kg硅烷偶联剂混合，得到混合物A。将30kg聚丙烯腈碳纤维（40mm）、混合物A加入到90kg尼龙66中，加入到挤出机中，熔融挤出喷丝，获得原丝，集束成纤维。其中，挤出机中螺杆转速300r/min。对比例2B将30kg聚丙烯腈碳纤维（40mm）加入到90kg尼龙66中，加入到挤出机中，熔融挤出喷丝，获得原丝，集束成纤维。其中，挤出机中螺杆转速300r/min。实施例3将8kg聚醚（实施例1所得）、15kg二氧化硅微球（500nm）、8kg硅烷偶联剂混合，得到混合物A。将30kg酚醛碳纤维（60mm）、混合物A加入到90kg尼龙66中，加入到挤出机中，熔融挤出喷丝，获得原丝，集束成纤维。其中，挤出机中螺杆转速350r/min。对比例3A将15kg二氧化硅微球（500nm）、8kg硅烷偶联剂混合，得到混合物A。将30kg酚醛碳纤维（60mm）、混合物A加入到90kg尼龙66中，加入到挤出机中，熔融挤出喷丝，获得原丝，集束成纤维。其中，挤出机中螺杆转速350r/min。对比例3B将30kg酚醛碳纤维（60mm）加入到90kg尼龙66中，加入到挤出机中，熔融挤出喷丝，获得原丝，集束成纤维。其中，挤出机中螺杆转速350r/min。实施例4将5kg聚醚（实施例1所得）、8kg玻璃微球（10μm）、10kg硅烷偶联剂混合，得到混合物A。将40kg酚醛碳纤维（40mm）、混合物A加入到100kg尼龙66中，加入到挤出机中，熔融挤出喷丝，获得原丝，集束成纤维。其中，挤出机中螺杆转速200r/min。对比例4A将8kg玻璃微球（10μm）、10kg硅烷偶联剂混合，得到混合物A。将40kg酚醛碳纤维（40mm）、混合物A加入到100kg尼龙66中，加入到挤出机中，熔融挤出喷丝，获得原丝，集束成纤维。其中，挤出机中螺杆转速200r/min。对比例4B将40kg酚醛碳纤维（40mm）加入到100kg尼龙66中，加入到挤出机中，熔融挤出喷丝，获得原丝，集束成纤维。其中，挤出机中螺杆转速200r/min。通过上述表格可以看出，本专利技术在较宽的转速（剪切力）范围内，均能够获得较好的强度，未采用聚醚的对比例中，均未获得其最为理想的强度性能。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度纤维，其特征在于，所述高强度纤维组分包括：碳纤维、尼龙、聚醚、二氧化硅微球、硅烷偶联剂，其中，所述二氧化硅的粒径在100微米以内，所述聚醚为如下单体A）‑单体C）的共聚物：单体A）：CH2=CHR1‑CO‑O‑(CH2‑CH2‑O)m‑CH3，R1为H或C1‑C3的烷基；m为自然数，并且m使得单体A）的数均分子量在1000‑2000之间；单体B）：CH2=CHR2‑CH2‑O‑(CH2‑CH2‑O)n‑H或者，R2为H或C1‑C3的烷基；n为20‑80的自然数；单体C）：CH2=CHR3‑COOH，R3为H或C1‑C3的烷基。

【技术特征摘要】
1.一种高强度纤维，其特征在于，所述高强度纤维组分包括：碳纤维、尼龙、聚醚、二氧化硅微球、硅烷偶联剂，其中，所述二氧化硅的粒径在100微米以内，所述聚醚为如下单体A）-单体C）的共聚物：单体A）：CH2=CHR1-CO-O-(CH2-CH2-O)m-CH3，R1为H或C1-C3的烷基；m为自然数，并且m使得单体A）的数均分子量在1000-2000之间；单体B）：CH2=CHR2-CH2-O-(CH2-CH2-O)n-H或者，R2为H或C1-C3的烷基；n为20-80的自然数；单体C）：CH2=CHR3-COOH，R3为H或C1-C3的烷基。2.根据权利要求1所述的高强度纤维，其特征在于，所述碳纤维为长碳纤维长度≥30mm。3.根据权利要求1所述的高强度纤维，其特征在于，所述碳纤维为1-24K丝束的碳纤维。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炳来，陈太球，巫瑛，蒋春燕，叶远丽，李飞，冯志忠，徐雪妮，
申请(专利权)人：圣华盾防护科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32