高强耐磨聚丙烯单丝及其生产方法.pdf

本发明提供一种高强耐磨聚丙烯单丝及其生产方法，包括：等规聚丙烯和表面改性纳米粒子，所述表面改性纳米粒子包括：纳米碳酸钙、纳米二氧化钛或纳米二氧化硅，所述表面改性纳米粒子含量为0.5～3％；包括步骤：S101：将所述等规聚丙烯与所述表面改性纳米粒子原料进行混合，将混合后的原料进行熔融，并通过挤出机挤出进行纺丝；S102：对纺好的单丝进行冷却；S103：对冷却后的单丝进行拉伸；S104：对拉伸后的单丝进行热定型。本发明提供的高强耐磨聚丙烯单丝及其生产方法中通过在等规聚丙烯中添加一定含量的表面改性纳米粒子，并通过特定温度的处理大大增加了聚丙烯的耐磨性能。

权利要求书
1.  一种高强耐磨聚丙烯单丝，其特征在于，包括：等规聚丙烯和表面改性纳米粒子，所述表面改性纳米粒子包括：纳米碳酸钙、纳米二氧化钛或纳米二氧化硅，所述表面改性纳米粒子含量为0.5～3％，所述表面改性纳米粒子径为1～50nm。

2.  根据权利要求1所述的高强耐磨聚丙烯单丝，其特征在于，所述单丝直径为0.08mm～0.3mm，单丝强度≥4.5cN/dtex，断裂伸长率为20～30％。

3.  一种如权利要求1所述的高强耐磨聚丙烯单丝的生产方法，其特征在于，包括步骤：
S101：将所述等规聚丙烯与所述表面改性纳米粒子原料进行混合，将混合后的原料进行熔融，并通过挤出机挤出进行纺丝；
S102：对纺好的单丝进行冷却；
S103：对冷却后的单丝进行拉伸；
S104：对拉伸后的单丝进行热定型。

4.  根据权利要求3所述的亲水型聚丙烯单丝的生产方法，其特征在于，步骤S101中所述纺丝温度为：280～300℃。

5.  根据权利要求3所述的亲水型聚丙烯单丝的生产方法，其特征在于，步骤S102中冷却具体为水冷却，所述水冷却温度为：25～40℃。

6.  根据权利要求3所述的亲水型聚丙烯单丝的生产方法，其特征在于，步骤S103具体包括：
S201：对冷却后的单丝进行一级热水拉伸；
S202：随后进行二级热风拉伸。

7.  根据权利要求6所述的亲水型聚丙烯单丝的生产方法，其特征在于，所述一级热水拉伸温度为：80～95℃；所述二级热风拉伸温度为：185～200℃。

8.  根据权利要求3所述的亲水型聚丙烯单丝的生产方法，其特征在于，步骤S103中所述拉伸总倍率为：5～8倍。

9.  根据权利要求3所述的亲水型聚丙烯单丝的生产方法，其特征在于，步骤S104中所述热定型温度为：185～200℃。

说明书高强耐磨聚丙烯单丝及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种单丝，尤其涉及一种高强耐磨聚丙烯单丝及其生产方法。
背景技术
聚丙烯作为一种通用塑料，原料来源丰富、价格低廉，与其它通用塑料相比，具有较好的综合性能，如：相对密度小，加工性能优良，屈服强度、拉伸强度及弹性模量较高，电绝缘性良好，耐应力龟裂及耐化学药品性较佳等；但聚丙烯脆性高，缺口冲击强度低，耐磨性差，影响其工作性能，大大限制了聚丙烯的进一步推广应用。
发明内容
在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
本发明的目的是提供一种高强耐磨聚丙烯单丝及其生产方法，解决了背景技术中所述的聚丙烯脆性高，耐磨性差等问题。
本发明提供一种高强耐磨聚丙烯单丝，包括：等规聚丙烯和表面改性纳米粒子，所述表面改性纳米粒子包括：纳米碳酸钙、纳米二氧化钛或纳米二氧化硅，所述表面改性纳米粒子含量为0.5～3％，所述表面改性纳米粒子径为1～50nm。
本发明还提供了该高强耐磨聚丙烯单丝的生产方法，包括步骤：
S101：将所述等规聚丙烯与所述表面改性纳米粒子原料进行混合，将混合后的原料进行熔融，并通过挤出机挤出进行纺丝；
S102：对纺好的单丝进行冷却；
S103：对冷却后的单丝进行拉伸；
S104：对拉伸后的单丝进行热定型。
本发明提供的高强耐磨聚丙烯单丝及其生产方法中通过在等规聚丙烯中添加一定含量的表面改性纳米粒子，并通过特定温度的处理大大增加了聚丙烯的耐磨性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中高强耐磨聚丙烯单丝生产方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的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。
实施例一：
本发明提供一种高强耐磨聚丙烯单丝，包括：等规聚丙烯和表面改性纳米粒子，所述表面改性纳米粒子包括：纳米碳酸钙、纳米二氧化钛或纳米二氧化硅，所述表面改性纳米粒子含量为0.5～3％，所述表面改性纳米粒子径为1～50nm。
本发明提供的高强耐磨聚丙烯单丝通过在等规聚丙烯中添加多种 表面改性纳米粒子，通过熔融纺丝等步骤制成单丝，制成的单丝的耐磨性能大大提高，应用于无纺布、医疗等领域时耐磨性能更好，而且制作的安全带、安全网等性能更好。
可选的，所述单丝直径为0.08mm～0.3mm，单丝强度≥4.5cN/dtex，断裂伸长率为20～30％；制成的高强耐磨聚丙烯单丝直径较细，但是耐磨性能提高了，同时具有较高的强度和断裂伸长率，使用范围更加广泛。
实施例二：
如图1所示，本发明还提供了一种高强耐磨聚丙烯单丝的生产方法，包括步骤：
S101：将所述等规聚丙烯与所述表面改性纳米粒子原料进行混合，将混合后的原料进行熔融，并通过挤出机挤出进行纺丝；
S102：对纺好的单丝进行冷却；
S103：对冷却后的单丝进行拉伸；
S104：对拉伸后的单丝进行热定型。
上述生产方法通过将原料混合，混合后的原料熔融并纺丝，对从挤出机出来的单丝进行冷却、拉伸和热定型等步骤，各个步骤中通过特定温度和方式对单丝进行拉伸等处理，确定高强耐磨聚丙烯单丝的单丝强度和断裂伸长率。
可选的，步骤S101中所述纺丝温度为：280～300℃；在该温度下进行纺丝既保证了聚丙烯材料和表面改性纳米粒子原料能够熔融，并且在熔融挤出之后单丝能够成型。
可选的，步骤S102中冷却具体为水冷却，所述水冷却温度为：25～40℃；熔融挤出后的单丝需要冷却，保证单丝的强度，本发明采用水冷却，将挤出后的单丝通过水池，水池中水的温度精确控制在10～35℃之间。
可选的，步骤S103具体包括：
S201：对冷却后的单丝进行一级热水拉伸；
S202：随后进行二级热风拉伸。冷却后的单丝需要在单丝强度范围内进行拉伸，并且需要通过多级拉伸，使得单丝达到需要的直径和规格，在保证单丝伸长率的同时也不能降低单丝的强度；拉伸分别通过热水拉 伸和热风拉伸，各自的温度控制的也不尽相同，各自拉伸的倍率也不相同。
可选的，所述一级热水拉伸温度为：80～95℃；所述二级热风拉伸温度为：185～200℃。
可选的，步骤S103中所述拉伸总倍率为：5～8倍；分别通过上述的多次拉伸，使得高强耐磨聚丙烯单丝拉伸的总倍率达到5～8倍，同时该拉伸倍率下的单丝仍然具有4.5cN/dtex以上的强度。
可选的，步骤S104中所述热定型温度为：185～200℃；拉伸之后的单丝通过上述温度的热定型设备进行热定型，保证成型的单丝性能稳定。
本发明通过上述的原材料和生产步骤得到了高强耐磨聚丙烯单丝，该聚丙烯单丝的耐磨性能有了大幅度的提高。
在本发明上述各实施例中，实施例的序号和/或先后顺序仅仅便于描述，不代表实施例的优劣。对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。