專利名稱：一種長纖維增強尼龍的成型裝置和制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程塑料改性領(lǐng)域，特別涉及一種長纖維增強尼龍的成型裝置和制備方法。
背景技術(shù)：
目前長纖維增強尼龍材料主要用于汽車材料、體育器材等領(lǐng)域，許多長纖維增強尼龍材料制件屬于淺色的外觀結(jié)構(gòu)件。長纖維增強尼龍材料顏色的穩(wěn)定性對其應用有較大影響。然而，由于尼龍分子鏈中的酰胺基中與一NH—相鄰的亞甲基上的氫具有一定的活性，在一定的溫度下，易與氧反應形成氫過氧化物而發(fā)生熱氧化降，特別是在聚合、貯存、力口工和使用過程中，由于受到熱、光、氧、重金屬離子或機械剪切等作用尼龍分子鏈容易發(fā)生自動氧化反應和熱分解反應而黃變老化，最終導致生產(chǎn)的產(chǎn)品顏色發(fā)黃及顏色穩(wěn)定性差。在生產(chǎn)長纖維增強尼龍材料時，數(shù)根平行排布的連續(xù)長纖維穿過浸潰機頭被尼龍熔體浸潰包覆，空氣源源不斷的被帶入浸潰機頭中。尼龍熔體在局部長時間滯留，逐漸黃變，再加上浸潰機頭本身自潔性差及生產(chǎn)過程中由于纖維質(zhì)量及纖維接捻質(zhì)量的波動而發(fā)生斷纖，尼龍熔體進一步滯留，發(fā)生熱氧分解，黃變甚至碳化，嚴重影響了產(chǎn)品顏色的穩(wěn)定性。而尼龍熔體碳化后又將增大纖維的斷裂頻率，大大降低了生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的，是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種長纖維增強尼龍的制備方法，該制備方法可以有效阻止或延緩尼龍熔體在長纖維增強尼龍的生產(chǎn)過程中由于熱氧老化而產(chǎn)生的黃變、碳化，并且能夠避免連續(xù)纖維在浸潰機頭中斷裂，提高了長纖維增強尼龍材料的產(chǎn)品顏色穩(wěn)定性及生產(chǎn)效率。本發(fā)明的另一目的，在于提供一種長纖維增強尼龍的成型裝置，該裝置可以有效地使纖維在惰性氣體保護下輸送至浸潰機頭。本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)—種長纖維增強尼龍的成型裝置，包括浸潰機頭，所述浸潰機頭的前端設(shè)有用于對準備進入浸潰機頭的玻璃纖維進行惰性氣體保護的部件；所述進行惰性氣體保護的部件的內(nèi)部設(shè)有供惰性氣體流動的通道，所述供惰性氣體流動的通道與玻璃纖維輸送通道相通。其中，所述進行惰性氣體保護的部件為包括至少一個進氣口的密封件。其中，所述密封件為迷宮式密封件。其中，所述迷宮式密封件包括殼體、設(shè)置于殼體上的進氣口、設(shè)置于殼體內(nèi)部的迷宮單元及設(shè)置于殼體內(nèi)部的供惰性氣體流動的通道。一種長纖維增強尼龍的制備方法，采用熔融浸潰法進行，玻璃纖維在惰性氣體保護下輸送至浸潰機頭，通過浸潰機頭進入浸潰裝置中進行浸潰。其中，所述長纖維增強尼龍的制備方法，采用熔融浸潰法進行，并采用上述長纖維增強尼龍的成型裝置，玻璃纖維在惰性氣體保護下輸送至浸潰機頭，通過浸潰機頭進入浸潰裝置中進行浸潰。其中，所述長纖維增強尼龍的制備方法，包括如下步驟:a)玻璃纖維引出后依次經(jīng)過平展、張力調(diào)節(jié)及預熱；b)對預熱后的玻璃纖維進行惰性氣體保護下，輸送至浸潰機頭，通過浸潰機頭進入浸潰裝置中進行浸潰；c)對浸潰完成后的玻璃纖維依次進行冷卻、牽引和切粒處理。其中，所述惰性氣體為氮氣。其中，所述惰性氣體的流量為2 20Kg/h。其中，步驟c)所述浸潰完成后的玻璃纖維中，玻璃纖維的含量為2(Γ60重量％。其中，浸潰所用尼龍熔體為由40(Γ800重量份干燥尼龍樹脂與f 20重量份抗氧劑混合，并在雙螺桿擠出機中熔融塑化后的尼龍組合物。其中，所述雙螺桿擠出機的溫度如下:一區(qū)溫度22(T260°C，二區(qū)溫度22(T260°C，三區(qū)溫度22(T260°C，四區(qū)溫度22(T260°C，機頭溫度22(T260°C。其中，所述尼龍可以為尼龍6，尼龍66，尼龍11,尼龍12，尼龍610或尼龍612中的任意一種或多種的混合物。其中，所述玻璃纖維為連續(xù)無捻玻璃纖維。其中，所述抗氧劑為受阻酚類、亞`磷酸酯類、銅鹽類或苯并咪唑類的一種或多種的混合物。一種由所述制備方法制得的長纖維增強尼龍。由所述制備方法制備得到的長纖維增強尼龍材料具有高的顏色穩(wěn)定性，可以應用于制備對外觀有高要求的外觀結(jié)構(gòu)件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明預熱后的玻璃纖維在惰性氣體保護下輸送至浸潰機頭，可以有效阻止空氣隨著玻璃纖維輸送進浸潰裝置中，使浸潰裝置中的尼龍熔體與空氣隔絕，從而可以有效阻止或延緩尼龍熔體在長纖維增強尼龍的生產(chǎn)過程中由于熱氧老化而產(chǎn)生的黃變、碳化，從而提高長纖維增強尼龍材料的產(chǎn)品顏色穩(wěn)定性；另外由于能夠有效阻止或延緩黃變、碳化，因此可以避免連續(xù)纖維在浸潰過程中發(fā)生斷裂，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。本發(fā)明提供的成型裝置在傳統(tǒng)的成型裝置的浸潰機頭前端設(shè)置了一個進行惰性氣體保護的部件，利用成型裝置生產(chǎn)長纖維增強尼龍材料可以提高產(chǎn)品顏色穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。


圖1為本發(fā)明所述成型裝置的整體示意圖；圖2為本發(fā)明所述進行惰性氣體保護的部件為迷宮式密封件時的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合一些具體實施方式
對本發(fā)明所述一種長纖維增強尼龍的成型裝置和制備方法作進一步描述。具體實施例為進一步詳細說明本發(fā)明，非限定本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明的實施例采用以下原料:PA6:廣州新匯美達公司生產(chǎn)的PA6M2400 ；
PA66:神馬集團生產(chǎn)的PA66EPR27 ；玻璃纖維:重慶國際復合材料生產(chǎn)的ER4305PM-2400 ；抗氧劑:四(β-(3，5_ 二叔丁基-4羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯，牌號為IrganoxlOlO,瑞士汽巴精化公司生產(chǎn)。實施例中，所用的原料均按重量份計算。評價方法:(I)生產(chǎn)連續(xù)運行72小時，每隔10小時取樣料，將取得得樣料在烘箱中9(Tl00°C干燥2 4h后進行注塑，注塑成標準色板，用色差儀測試色板的L、a、b值。并計算出每個實施例中顏色變化的最大Λ E。(2)在連續(xù)生產(chǎn)72小時后記錄發(fā)生斷纖的次數(shù)。實施例1實施例1中，所用的成型裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，其中，玻璃纖維I由紗架2引出，并平展后，進入張力調(diào)節(jié)器3，張力調(diào)節(jié)器3的內(nèi)部設(shè)有若干張力輥11對玻璃纖維的張力進行調(diào)節(jié)，經(jīng)過張力調(diào)節(jié)的玻璃纖維I在預熱裝置4被預熱；然后送至進行惰性氣體保護的部件5處，所述進行惰性氣體保護的部件5為惰性氣體風幕機，該風幕機的出風口與玻璃纖維I輸送通道相通，風幕機的出風口源源不斷地輸出惰性氣體，形成風幕，通過該惰性氣體風幕可以阻擋玻璃纖維I輸送通道中所含的空氣進入浸潰機頭，起到惰性氣體保護的作用。在惰性氣體保護下，玻璃纖維I通過浸潰機頭6進入浸潰裝置中進行浸潰;浸漬裝置與雙螺桿擠出機12相連，雙螺桿擠出機12將熔融塑化好的尼龍組合物輸送至浸潰裝置中；通過浸潰裝置的玻璃纖維經(jīng)定型口模7輸出，在冷卻裝置8中進行冷卻，并在牽引裝置9中進行牽引，最后在切粒裝置10中進行切粒，得到所述生產(chǎn)長纖維增強尼龍材料。實施例2實施例2中，所用的成型裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，其中，玻璃纖維I由紗架2引出，并平展后，進入張力調(diào)節(jié)器3，張力調(diào)節(jié)器3的內(nèi)部設(shè)有若干張力輥11對玻璃纖維的張力進行調(diào)節(jié)，經(jīng)過張力調(diào)節(jié)的玻璃纖維I在預熱裝置4被預熱；然后送至進行惰性氣體保護的部件5處，所述進行惰性氣體保護的部件5為包括至少一個進氣口的密封件。該密封件包括殼體、設(shè)置于殼體上的進氣口及設(shè)置于殼體內(nèi)部的供惰性氣體流動的通道；所述供惰性氣體流動的通道與玻璃纖維I輸送通道相通。惰性氣體從進氣口進入密封件的內(nèi)部，并充滿供惰性氣體流動的通道，使得玻璃纖維I在通過密封件內(nèi)部時受到惰性氣體保護，同時避免了玻璃纖維I輸送通道中所含的空氣進入浸潰機頭。在惰性氣體保護下，玻璃纖維I通過浸潰機頭6進入浸潰裝置中進行浸潰；浸潰裝置與雙螺桿擠出機12相連，雙螺桿擠出機12將熔融塑化好的尼龍組合物輸送至浸潰裝置中；通過浸潰裝置的玻璃纖維經(jīng)定型口模7輸出，在冷卻裝置8中進行冷卻，并在牽引裝置9中進行牽引，最后在切粒裝置10中進行切粒，得到所述生產(chǎn)長纖維增強尼龍材料。實施例3實施例3中，所用的成型裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，其中，玻璃纖維I由紗架2引出，并平展后，進入張力調(diào)節(jié)器3，張力調(diào)節(jié)器3的內(nèi)部設(shè)有若干張力輥11對玻璃纖維的張力進行調(diào)節(jié)，經(jīng)過張力調(diào)節(jié)的玻璃纖維I在預熱裝置4被預熱；然后送至進行惰性氣體保護的部件5處，所述進行惰性氣體保護的部件5為迷宮式密封件，迷宮式密封件的結(jié)構(gòu)可以參考現(xiàn)有技術(shù)的迷宮式密封件。所述迷宮式密封件的結(jié)構(gòu)示意圖可以如圖2所示。該迷宮式密封件包括殼體51、設(shè)置于殼體上的進氣口 52、設(shè)置于殼體內(nèi)部的迷宮單兀53及設(shè)置于殼體內(nèi)部的供惰性氣體流動的通道54 ;供惰性氣體流動的通道54與玻璃纖維I輸送通道13相通。惰性氣體通過進氣口 52進入并充滿惰性氣體流動的通道54，使得玻璃纖維I在通過密封件內(nèi)部時受到惰性氣體保護，同時避免了玻璃纖維I輸送通道中所含的空氣進入浸潰機頭，并且迷宮單元可以減少惰性氣體的消耗量，降低成本且，提高惰性氣體保護效果。在進行惰性氣體保護的部件5的惰性氣體保護下通過浸潰機頭6進入浸潰裝置中進行浸潰；浸潰裝置與雙螺桿擠出機12相連，雙螺桿擠出機12將熔融塑化好的尼龍組合物輸送至浸潰裝置中；通過浸潰裝置的玻璃纖維經(jīng)定型口模7輸出，在冷卻裝置8中進行冷卻，并在牽引裝置9中進行牽引，最后在切粒裝置10中進行切粒，得到所述生產(chǎn)長纖維增強尼龍材料。實施例Γ7及對比例f 4實施例4和6及對比例I和3中，均采用實施例1所述成型裝置。實施例5和7及對比例2和4中，均采用實施例3所述成型裝置。實施例4中長纖維增強PA6制備方法為:
a) 60重量份的玻璃纖維引出后依次經(jīng)過平展、張力調(diào)節(jié)及預熱；b)對預熱后的纖維進行氮氣保護下，輸送至浸潰機頭，通過浸潰機頭進入浸潰裝置中進行浸潰；浸潰所用尼龍熔體為將40重量份PA6與0.2重量份抗氧劑在雙螺桿擠出機12中熔融塑化得到，所述雙螺桿擠出機12螺桿的長徑比為40:1，擠出溫度設(shè)定為:一區(qū)2400C，二區(qū)260°C，三區(qū)240°C，四區(qū)250°C，機頭溫度260°C。浸潰機頭6溫度設(shè)定為250°C。c)對浸潰完成后的纖維依次進行冷卻、牽引和切粒處理。所述牽引裝置9的牽引速度為20m/min。對比例I中長纖維增強PA6制備方法在步驟b)中，并不進行氮氣保護，其余與實施例4相同。實施例5中長纖維增強PA6制備方法為:a) 20重量份的玻璃纖維引出后依次經(jīng)過平展、張力調(diào)節(jié)及預熱；b)對預熱后的纖維在流量為20Kg/h的氮氣保護下，輸送至浸潰機頭，通過浸潰機頭進入浸潰裝置中進行浸潰；浸潰所用尼龍熔體為將80重量份PA6與0.2重量份抗氧劑在雙螺桿擠出機12中熔融塑化得到，所述雙螺桿擠出機12螺桿的長徑比為40:1，擠出溫度設(shè)定為:一區(qū)240°C，二區(qū)260°C，三區(qū)240°C，四區(qū)250°C，機頭溫度260°C。浸潰機頭6溫度設(shè)定為250°C。c)對浸潰完成后的纖維依次進行冷卻、牽引和切粒處理。所述牽引裝置9的牽引速度為20m/min。對比例2中長纖維增強PA6制備方法在步驟b)中，并不進行氮氣保護，其余與實施例5相同。實施例6中長纖維增強PA66制備方法為:a) 40重量份的玻璃纖維引出后依次經(jīng)過平展、張力調(diào)節(jié)及預熱；b)對預熱后的纖維進行氮氣保護下，輸送至浸潰機頭，通過浸潰機頭進入浸潰裝置中進行浸潰；浸潰所用尼龍熔體為將60重量份PA66與0.2重量份抗氧劑在雙螺桿擠出機12中熔融塑化得到，所述雙螺桿擠出機12螺桿的長徑比為40:1，擠出溫度設(shè)定為:一區(qū)2400C，二區(qū)260°C，三區(qū)240°C，四區(qū)250°C，機頭溫度260°C。浸潰機頭6溫度設(shè)定為290°C。c)對浸潰完成后的纖維依次進行冷卻、牽引和切粒處理。所述牽引裝置9的牽引速度為20m/min。對比例3中長纖維增強PA66制備方法在步驟b)中，并不進行氮氣保護，其余與實施例6相同。實施例7中長纖維增強PA66制備方法為:a) 20重量份的玻璃纖維引出后依次經(jīng)過平展、張力調(diào)節(jié)及預熱；b)對預熱后的纖維在流量為2Kg/h的氮氣保護下，輸送至浸潰機頭，通過浸潰機頭進入浸潰裝置中進行浸潰；浸潰所用尼龍熔體為將80重量份PA66與0.2重量份抗氧劑在雙螺桿擠出機12中熔融塑化得到，所述雙螺桿擠出機12螺桿的長徑比為40:1，擠出溫度設(shè)定為:一區(qū)240°C，二區(qū)260°C，三區(qū)240°C，四區(qū)250°C，機頭溫度260°C。浸潰機頭6溫度設(shè)定為290°C。c)對浸潰完成后的纖維依次進行冷卻、牽引和切粒處理。所述牽引裝置9的牽引速度為20m/min。對比例4中長纖維增強PA66制備方法在步驟b)中，并不進行氮氣保護，其余與實施例7相同。實施例4 7的配方及工藝歸納如表I所示,表I中份數(shù)均為重量份。表I
權(quán)利要求
1.一種長纖維增強尼龍的成型裝置，包括浸潰機頭(6)，其特征在于，所述浸潰機頭(6)的前端設(shè)有用于對準備進入浸潰機頭(6)的玻璃纖維進行惰性氣體保護的部件(5);所述進行惰性氣體保護的部件(5)的內(nèi)部設(shè)有供惰性氣體流動的通道，所述供惰性氣體流動的通道與玻璃纖維輸送通道相通。
2.如權(quán)利要求1所述長纖維增強尼龍的成型裝置，其特征在于，所述進行惰性氣體保護的部件(5)為包括至少一個進氣口的密封件。
3.如權(quán)利要求2所述長纖維增強尼龍的成型裝置，其特征在于，所述密封件為迷宮式密封件。
4.一種長纖維增強尼龍的制備方法，采用熔融浸潰法進行，其特征在于，玻璃纖維在惰性氣體保護下輸送至浸潰機頭，通過浸潰機頭進入浸潰裝置中進行浸潰。
5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: a)玻璃纖維引出后依次經(jīng)過平展、張力調(diào)節(jié)及預熱； b)對預熱后的玻璃纖維進行惰性氣體保護下，輸送至浸潰機頭，通過浸潰機頭進入浸潰裝置中進行浸潰； c)對浸潰完成后的玻璃纖維依次進行冷卻、牽引和切粒處理。
6.如權(quán)利要求4或5任意一項權(quán)利要求所述的制備方法，其特征在于，所述惰性氣體為氮氣。
7.如權(quán)利要求4或5任意一項權(quán)利要求所述的制備方法，其特征在于，所述惰性氣體的流量為2 20Kg/h。
8.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟c)所述浸潰完成后的玻璃纖維中，玻璃纖維的含量為2(Γ60重量％。
9.如權(quán)利要求4或5任意一項權(quán)利要求所述的制備方法，其特征在于，浸潰所用尼龍熔體為由40(Γ800重量份干燥尼龍樹脂與f 20重量份抗氧劑混合，并在雙螺桿擠出機中熔融塑化后的尼龍組合物。
10.一種由權(quán)利要求4、中任意一項權(quán)利要求所述制備方法制得的長纖維增強尼龍。
全文摘要
本發(fā)明公開一種長纖維增強尼龍的成型裝置和制備方法。所述長纖維增強尼龍的成型裝置，包括浸漬機頭，所述浸漬機頭的前端設(shè)有用于對準備進入浸漬機頭的纖維進行惰性氣體保護的部件；所述進行惰性氣體保護的部件的內(nèi)部設(shè)有供惰性氣體流動的通道，所述供惰性氣體流動的通道與纖維輸送通道相通。所述長纖維增強尼龍的制備方法，采用熔融浸漬法進行，預熱后的纖維在進行惰性氣體保護的部件的惰性氣體保護下，輸送至浸漬機頭。該方法可以有效阻止或延緩尼龍熔體在長纖維增強尼龍的生產(chǎn)過程中由于熱氧老化而產(chǎn)生的黃變、碳化，并且能夠避免連續(xù)纖維在浸漬機頭中斷裂，提高了長纖維增強尼龍材料的產(chǎn)品顏色穩(wěn)定性及生產(chǎn)效率。
文檔編號B29C70/50GK103072292SQ20131000844
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者陳春華, 李永華, 陳銳, 張超, 羅忠富, 袁紹彥, 王燦耀 申請人:金發(fā)科技股份有限公司, 上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司