一種芳綸漿粕復合母粒的制備方法技術

本發明專利技術涉及一種芳綸漿粕復合母粒的制備方法。通過原位聚合生成的無機填料對芳綸漿粕進行充分隔離，再利用偶聯劑對隔離后的漿粕進一步修飾，干燥和高速蓬松化后與熱塑性粒子或粉體擠出造粒，制備相應的芳綸漿粕復合母粒。該方法能夠使芳綸漿粕的微原纖維充分伸展開，而且原位生成的粒子對微纖起到更好的隔離作用，偶聯劑改性之后能進一步提高漿粕與基體的結合作用。與直接用無機粉體對芳綸漿粕進行隔離相比，該方法的隔離效果更明顯，基體材料的各項性能也獲得了提高。

Preparation method of aramid pulp composite master batch

The invention relates to a preparation method of aramid pulp composite masterbatch. By in situ polymerization of inorganic fillers on the aramid pulp full isolation, using coupling agent for further modification after the isolation of the pulp, after drying and high fluffy and thermoplastic particles or powder extrusion granulation system of aramid pulp to prepare composite masterbatch. This method can make aramid pulp microfibrils fully extended, and in situ particle better isolation effect of micro fiber, after modification of coupling agent can improve the binding of pulp and matrix. The isolation effect of the method is more obvious and the properties of the base material are also improved compared with that of the inorganic powder.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于高性能高分子結構材料制造
，具體涉及一種芳綸漿粕復合母粒的制備方法。
技術介紹
芳綸漿粕作為芳綸纖維的一種差別化產品，除了具有芳綸纖維本身的高強度、高模量、耐磨和耐熱等優秀性能外，還具有一些特殊的結構優勢：主干纖維上含有豐富的微原纖維，使得漿粕具有極大的比表面積，而且形成的三維網狀結構與基體材料有很好的齒合效果。然而，在實際使用過程中，芳綸漿粕極性強、靜電傾向大使得漿粕的微原纖維之間更容易發生纏結，并且吸附在主干纖維上，使其難以分散在基體材料中。如果直接將其與熱塑性基體熔融共混，容易分散不均勻，從而導致制品缺陷。因此，需要對芳綸漿粕進行預分散處理。最早對芳綸漿粕進行預處理的是美國的杜邦公司，其通過將芳綸漿粕與補強填料(炭黑或者白炭黑)在高速攪拌機中混合均勻，然后加入到含有彈性體的有機溶劑中，攪拌均勻后蒸發溶劑獲得粒狀的芳綸漿粕母粒。該方法雖然能夠在一定程度上提高漿粕的分散性，但是制備工藝中用到了具有毒性的化學試劑甲苯，給生產安全和環境帶來不利影響。作為上述技術的改進，杜邦公司利用液體彈性體替代含有機溶劑的彈性體，解決了實際生產中的安全和環保問題，但是該方法不能廣泛用于其它材料中，而且用大分子鏈的彈性體對芳綸漿粕進行隔離的效果也不是很好，從而影響了漿粕的分散性。利用芳綸漿粕對無機粉體的捕獲能力，北京化工大學[CN200510083844.8]提出了“潤滑滲透隔離”法，利用玻璃微珠對芳綸漿粕進行初步隔離，再添加鄰苯二甲酸酯類潤滑劑進行混合形成漿粕復合物。該方法雖然能夠一定程度上提高漿粕的分散性，但是大量使用鄰苯二甲酸酯類增塑劑，對產品的性能產生不利影響。上海蘭邦工業纖維科技有限公司[CN101870814A]利用偶聯劑處理的無機粉體在高剪切作用下對芳綸漿粕進行隔離。雖然無機粉體對漿粕有一定的隔離作用，但是僅僅通過機械力作用很難使粉體均勻的分散在漿粕表面，而且長時間的高速攪拌可以造成漿粕自身的微纖的纏繞，不利于漿粕的分散。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種芳綸漿粕復合母粒的制備方法，具體來說是一種原位生成無機填料對芳綸漿粕的微原纖維進行充分隔離，并制備較高含量的芳綸漿粕熱塑性復合母粒的方法。利用原位生成的無機粉體對芳綸漿粕進行充分隔離，偶聯劑改性后應用于不同的基體中制備母粒，有效提高了芳綸漿粕在基體中的分散性、結合性，以及加工性能，從而發揮漿粕的性能優勢。本專利技術的技術方案如下。一種芳綸漿粕復合母粒的制備方法，先通過原位反應生成的無機填料對芳綸漿粕進行充分隔離，再利用偶聯劑對隔離后的漿粕進一步修飾，然后將干燥和蓬松化的芳綸漿粕復合體與熱塑性的粒子或粉體進行充分混合，擠出造粒，制備得到質量百分比含量為10～20％的芳綸漿粕母粒。上述方法中，包括以下步驟：(1)將芳綸漿粕加入到水相中，充分攪拌至無明顯的團聚現象，得到芳綸漿粕水相分散體；(2)稱取反應前驅體，溶解到無水乙醇中制備成反應前驅體溶液，再加到步驟(1)所得芳綸漿粕水相分散體中，攪拌均勻，隨后滴加催化劑，保持溶液的pH值在8～10，30～50℃下攪拌2～3h，再靜置10～15h，得到反應后的混合液；(3)隨后向步驟(2)反應后的混合液中加入偶聯劑，在常溫下攪拌3～5h；(4)將步驟(3)得到的混合物脫水后在80℃～100℃的真空干燥，得到改性芳綸漿粕，再用高速攪拌機進行高速蓬松化處理2～4min；(5)將熱塑性粒子或粉體與(4)處理后的漿粕、加工助劑混合均勻，擠出造粒，得到芳綸漿粕復合母粒。上述方法中，所述的芳綸漿粕為對位芳綸漿粕或間位芳綸漿粕，纖維平均長度為1～4mm，長徑比為40～150。上述方法中，芳綸漿粕與水相的質量比為1：(30～50)。上述方法中，所述的反應前驅體為四乙氧基硅烷(TEOS)，其用量為芳綸漿粕質量的1～2倍，反應前驅體溶液中反應前驅體的質量百分比濃度為30％～50％。上述方法中，所述的催化劑為正丁基銨，所述催化劑以乙醇作為溶劑，其質量百分比濃度為10％～25％。上述方法中，所述的偶聯劑包括3-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；所述偶聯劑用量為漿粕質量含量的5～10％。上述方法中，所述的熱塑性粒子或粉體為聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯或聚烯烴彈性體。上述方法中，步驟(1)中所述攪拌轉速為1000r/min～2000r/min；步驟(2)中，所述攪拌轉速800r/min～2000r/min；步驟(3)，所述攪拌轉速為800r/min～1000r/min；步驟(4)中，所述高速攪拌機的轉速為2000r/min～3000r/min。與現有技術相比，本專利技術具有以下優點：(1)以水相作為芳綸漿粕的分散劑，可以明顯的降低芳綸纖維的比表面能，在攪拌下可使芳綸漿粕的微原纖維得到充分伸展和均勻分散；(2)反應單體能夠完全浸入到芳綸漿粕的微原纖維間，通過原位引發聚合生成無機粉體能夠對芳綸漿粕的微纖進行充分隔離；(3)該原位聚合反應工藝成熟，不需要復雜的工藝條件。而且整個處理工藝均在反應釜中進行，大大簡化了工藝處理流程；(4)相比于無機粉體與芳綸漿粕簡單共混，原位生成的無機填料有更好的隔離效果，母粒有更好的力學性能；(5)制備的對位芳綸漿粕母粒能夠與普通高分子原料共混直接用來加工，解決了漿粕擠出過程中進料難、靜電吸附強等問題。附圖說明圖1為直接高速蓬松化后芳綸漿粕的電鏡圖；圖2為偶聯劑改性納米二氧化硅粉體直接隔離芳綸漿粕電鏡圖；圖3為偶聯劑改性原位生成的二氧化硅隔離芳綸漿粕的電鏡圖。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術作進一步地具體詳細描述，但本專利技術的實施方式不限于此，對于未特別注明的工藝參數，可參照常規技術進行。實施例1(1)將質量份20份的對位芳綸漿粕加入到質量份1000份的水相中，在2000r/min下充分攪拌至無明顯的團聚現象；(2)稱取質量份20份的四乙氧基硅烷(TEOS)，溶解到無水乙醇中制備成質量分數為50％溶液。再將其加到(1)中，以2000r/min的轉速攪拌均勻。隨后向溶液中滴加質量分數為25％的正丁基銨乙醇溶液，保持溶液的批pH值在10，30℃下攪拌3h，再靜置15h。(3)隨后向溶液中滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶聯劑質量份2份，在常溫下以1000r/min的轉速攪拌5h。(4)將混合物脫水并在100℃的真空干燥箱真空干燥后，在高速共混機中以3000r/min的速度進行高速蓬松化處理2min(處理后的電鏡圖如圖3所示)；(5)將質量份100份的尼龍6粒子與(4)處理后的漿粕、0.1份的抗氧劑1010、0.1份的抗氧劑168、1份的乙撐雙硬脂酰胺加工助劑混合均勻，通過雙螺桿擠出機在240℃條件下擠出造粒。實施例2(1)將質量份10份的對位芳綸漿粕加入到質量份300份的水相中，在1000r/min下充分攪拌至無明顯的團聚現象；(2)稱取質量份20份的四乙氧基硅烷(TEOS)，溶解到無水乙醇中制備成質量分數為30％溶液。再將其加到(1)中，以800r/min的轉速攪拌均勻。隨后向溶液中滴加質量分數為10％的正丁基銨溶液，保持溶液的PH值在8，50℃下800r/min攪拌2h，再靜置10h；(3)隨本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種芳綸漿粕復合母粒的制備方法，其特征在于：先通過原位反應生成的無機填料對芳綸漿粕進行充分隔離，再利用偶聯劑對隔離后的漿粕進一步修飾，然后將干燥和蓬松化的芳綸漿粕復合體與，熱塑性的粒子或粉體進行充分混合，擠出造粒，制備得到質量百分比含量為10~20%的芳綸漿粕母粒。

【技術特征摘要】
1.一種芳綸漿粕復合母粒的制備方法，其特征在于：先通過原位反應生成的無機填料對芳綸漿粕進行充分隔離，再利用偶聯劑對隔離后的漿粕進一步修飾，然后將干燥和蓬松化的芳綸漿粕復合體與，熱塑性的粒子或粉體進行充分混合，擠出造粒，制備得到質量百分比含量為10~20%的芳綸漿粕母粒。2.根據權利要求1所述一種芳綸漿粕復合母粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）將芳綸漿粕加入到水相中，充分攪拌至無明顯的團聚現象，得到芳綸漿粕水相分散體；（2）稱取反應前驅體，溶解到無水乙醇中制備成反應前驅體溶液，再加到步驟（1）所得芳綸漿粕水相分散體中，攪拌均勻，隨后滴加催化劑，保持溶液的pH值在8~10，30~50℃下攪拌2~3h，再靜置10~15h，得到反應后的混合液；（3）隨后向步驟（2）反應后的混合液中加入偶聯劑，在常溫下攪拌3~5h；（4）將步驟（3）得到的混合物脫水后在80℃~100℃的真空干燥，得到改性芳綸漿粕，再用高速攪拌機進行高速蓬松化處理2~4min；（5）將熱塑性粒子或粉體與（4）處理后的漿粕、加工助劑混合均勻，擠出造粒，得到芳綸漿粕復合母粒。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：所述的芳綸漿粕為對位芳綸漿粕或間位芳綸漿粕，纖維平均長度為1~4mm，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王小萍，杜江華，賈德民，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：發明
國別省市：廣東;44