CN116005447A - 一种生物基尼龙56帘子布及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及材料合成技术领域，公开了一种生物基尼龙56帘子布及其制备方法，具体为将生物基尼龙56切片进行熔融后加入纳米沸石粉混合纺丝织布后进行浸胶处理，所述浸胶使用的浸胶液为本发明制备的含有石墨粉和硫酸铜的浸胶液；本发明制备的生物基尼龙56帘子布断裂强度高、抗冲击性能强、耐疲劳性优，能够达到目前尼龙66的各项物理性能指标，是优异的轮胎骨架材料。
Description
技术领域
本发明涉及材料合成技术领域，特别是涉及一种生物基尼龙56帘子布及其制备方法。
背景技术
轮胎是汽车与地面接触的唯一部件，因此，轮胎是汽车最关键的承载部件之一，帘子布作为轮胎的骨架材料，其特征强度和弹性模量很大程度上决定了轮胎的静态强度和动态伸长程度。
聚酰胺俗称尼龙，是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称。尼龙具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，因此，在工业上尼龙被大量用来制造轮胎帘子线。目前，工业上大多用石油基尼龙66来制造轮胎帘子布，但由于尼龙66的上游原料己二腈的生产被国外技术所垄断，因此，目前亟需一种新型尼龙材料替代石油基尼龙66来进行轮胎帘子布的制造。
尼龙56是由生物基戊二胺与己二酸为原料制备而成的新型尼龙材料，但目前已有的尼龙56的物理性能还未能达到尼龙66的水平，因此，亟需发明一种新型的、高性能的尼龙56作为尼龙66的替代。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种生物基尼龙56帘子布的制备方法，包括：
S1、将戊二胺与己二酸混合获得戊二胺-己二酸盐溶液，将所述戊二胺-己二酸盐溶液震荡保温获得初聚物，将所述初聚物在真空条件下保温2-4h获得生物基尼龙56聚合物，将所述生物基尼龙56聚合物冷却干燥后获得生物基尼龙56切片；
S2、将S1获得的所述生物基尼龙56切片进行熔融后加入纳米沸石粉，混合均匀后进行纺丝获得生物基尼龙56工业丝，将所述生物基尼龙56工业丝编织获得生物基尼龙56基础帘子布；
S3、将S2获得的所述生物基尼龙56基础帘子布进行浸胶处理后，经过干燥、牵伸和定型，获得所述生物基尼龙56帘子布成品；其中，所述浸胶使用的浸胶液包括硫酸铜。
在其中一个实施例中，在S1中，所述戊二胺与己二酸的摩尔比为2-3：2-3。
在其中一个实施例中，在S1中，所述戊二胺-己二酸盐溶液在70-90℃条件下震荡保温的时间为2-4h、在160-180℃保温时间为2-4h；所述初聚物在220-240℃条件下保温时间为2-4h。
在其中一个实施例中，在S2中，所述纳米沸石粉与所述生物基尼龙56切片的重量比为0.1-1：1。
在其中一个实施例中，所述浸胶液还包括氯丁橡胶、异戊二烯、石墨粉、水和表面活性剂。
在其中一个实施例中，所述硫酸铜、氯丁橡胶、异戊二烯、石墨粉、水和表面活性剂的重量比为3-6：45-55：8-10：4-6：45-55：3-6。
在其中一个实施例中，所述表面活性剂为正十二烷酸钠和/或褐煤酸锌。
在其中一个实施例中，当表面活性剂为正十二烷酸钠和褐煤酸锌时，所述正十二烷酸钠和褐煤酸锌当重量比为2-3：2-3。
本发明还提供一种根据任一所述的方法制备得到的生物基尼龙56帘子布。
与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明提供一种生物基尼龙56帘子布及其制备方法，具体为将生物基尼龙56切片进行熔融后加入纳米沸石粉混合纺丝织布后进行浸胶处理，所述浸胶使用的浸胶液为本发明制备的含有石墨粉和硫酸铜的浸胶液；本发明制备的生物基尼龙56帘子布断裂强度高、抗冲击性能强、耐疲劳性优，能够达到目前尼龙66的各项物理性能指标，是优异的轮胎骨架材料。
具体实施方式
下面将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分实施例，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。
工业上大多用石油基尼龙66来制造轮胎帘子布，但尼龙66的上游原料己二腈的生产被国外技术所垄断，因此，亟需发明一种新型的、高性能的尼龙作为尼龙66的替代。尼龙56是由生物基戊二胺与己二酸为原料制备而成的新型尼龙材料，但目前已有的尼龙56的物理性能还未能达到尼龙66的水平。基于此，本发明公开了一种生物基尼龙56帘子布的新的制备方法，以替代尼龙66。
实施例1浸胶液的制备
本发明公开的浸胶液组分以重量份计，包括：3-6份硫酸铜、45-55份氯丁橡胶、8-10份异戊二烯、4-6份石墨粉、45-55份水和3-6份表面活性剂；其中，表面活性剂为正十二烷酸钠和/或褐煤酸锌；当表面活性剂同时使用正十二烷酸钠和褐煤酸锌时，正十二烷酸钠和褐煤酸锌的比例为1-2：1-2。
制备方法为：
将3份硫酸铜溶于45份水后，在硫酸铜溶液中加入45氯丁橡胶获得A组分；将4份石墨粉分散在8份异戊二烯中，获得B组分；在室温、超声条件下，将A组分和B组分混合，并加入3份的表面活性剂，表面活性剂为重量份1：1正十二烷酸钠和褐煤酸锌，在40℃下搅拌2h，获得浸胶液A。
将6份硫酸铜溶于55份水后，在硫酸铜溶液中加入55份氯丁橡胶获得A组分；将6份石墨粉分散在10异戊二烯中，获得B组分；在室温、超声条件下，将A组分和B组分混合，并加入6份表面活性剂，表面活性剂重量份1：2的正十二烷酸钠和褐煤酸锌，在50℃下搅拌6h，获得浸胶液B。
将5份硫酸铜溶于50份水后，在硫酸铜溶液中加入50份氯丁橡胶获得A组分；将5份石墨粉分散在9份异戊二烯中，获得B组分；在室温、超声条件下，将A组分和B组分混合，并加入5份表面活性剂，表面活性剂为重量份2：1的正十二烷酸钠和褐煤酸锌，在45℃下搅拌4h，获得浸胶液C。
将3份硫酸铜溶于45份水后，在硫酸铜溶液中加入45份氯丁橡胶获得A组分；将4份石墨粉分散在8份异戊二烯中，获得B组分；在室温、超声条件下，将A组分和B组分混合，并加入3份表面活性剂正十二烷酸钠，在40℃下搅拌2h，获得浸胶液D。
将6份硫酸铜溶于55份水后，在硫酸铜溶液中加入55份氯丁橡胶获得A组分；将6份石墨粉分散在10份异戊二烯中，获得B组分；在室温、超声条件下，将A组分和B组分混合，并加入6份表面活性剂正十二烷酸钠，在50℃下搅拌6h，获得浸胶液E。
将4份硫酸铜溶于50份水后，在硫酸铜溶液中加入50份氯丁橡胶获得A组分；将5份石墨粉分散在9份异戊二烯中，获得B组分；在室温、超声条件下，将A组分和B组分混合，并加入4份表面活性剂正十二烷酸钠，在45℃下搅拌4h，获得浸胶液F。
将3份硫酸铜溶于45份水后，在硫酸铜溶液中加入45份氯丁橡胶获得A组分；将4份石墨粉分散在6份异戊二烯中，获得B组分；在室温、超声条件下，将A组分和B组分混合，并加入3份表面活性剂褐煤酸锌，在40℃下搅拌2h，获得浸胶液G。
将6份硫酸铜溶于55份水后，在硫酸铜溶液中加入55份氯丁橡胶获得A组分；将6份石墨粉分散在10份异戊二烯中，获得B组分；在室温、超声条件下，将A组分和B组分混合，并加入6份表面活性剂褐煤酸锌，在50℃下搅拌6h，获得浸胶液H。
将4份硫酸铜溶于50份水后，在硫酸铜溶液中加入50份氯丁橡胶获得A组分；将5份石墨粉分散在8份异戊二烯中，获得B组分；在室温、超声条件下，将A组分和B组分混合，并加入4份表面活性剂褐煤酸锌，在45℃下搅拌4h，获得浸胶液I。
实施例2
本实施例公开一种生物基尼龙56帘子布的制备方法，包括：
S1、将摩尔比为2：3的戊二胺与己二酸混合获得戊二胺-己二酸盐溶液，将所述戊二胺-己二酸盐溶液在90℃条件下震荡保温4h后，再在180℃保温4h获得初聚物，将所述初聚物在真空、240℃条件下保温2-4h获得生物基尼龙56聚合物，将所述生物基尼龙56聚合物冷却干燥后获得生物基尼龙56切片；
S2、将S1获得的所述生物基尼龙56切片进行熔融后加入纳米沸石粉，纳米沸石粉与所述生物基尼龙56切片的重量比为0.0.5：1。混合均匀后进行纺丝获得生物基尼龙56工业丝，利用帘线加工设备将所述生物基尼龙56工业丝编织获得生物基尼龙56基础帘子布；具体的，本实施例中的帘线加工设备为梭织机；
S3、将S2获得的生物基尼龙56基础帘子布进行浸胶处理，浸胶液为实施例1制备的浸胶液A，经过干燥、牵伸和定型，获得所述生物基尼龙56帘子布成品。
实施例3
本实施例公开一种生物基尼龙56帘子布的制备方法，包括：
S1、将摩尔比为1：1的戊二胺与己二酸混合获得戊二胺-己二酸盐溶液，将所述戊二胺-己二酸盐溶液在70℃条件下震荡保温2h后，再在160℃保温2h获得初聚物，将所述初聚物在真空、220℃条件下保温2h获得生物基尼龙56聚合物，将所述生物基尼龙56聚合物冷却干燥后获得生物基尼龙56切片；
S2、将S1获得的所述生物基尼龙56切片进行熔融后加入纳米沸石粉，纳米沸石粉与所述生物基尼龙56切片的重量比为0.01：1。混合均匀后进行纺丝获得生物基尼龙56工业丝，利用帘线加工设备将所述生物基尼龙56工业丝编织获得生物基尼龙56基础帘子布；具体的，本实施例中的帘线加工设备为梭织机；；
S3、将S2获得的所述生物基尼龙56基础帘子布浸入浸胶液中进行浸胶处理，浸胶液为实施例1制备的浸胶液B。浸胶结束后经过干燥、牵伸和定型，获得所述生物基尼龙56帘子布成品。
实施例4
本实施例公开一种生物基尼龙56帘子布的制备方法，包括：
S1、将摩尔比为3：2的戊二胺与己二酸混合获得戊二胺-己二酸盐溶液，将所述戊二胺-己二酸盐溶液在80℃条件下震荡保温3h后，再在170℃保温3h获得初聚物，将所述初聚物在真空、230℃条件下保温3h获得生物基尼龙56聚合物，将所述生物基尼龙56聚合物冷却干燥后获得生物基尼龙56切片；
S2、将S1获得的所述生物基尼龙56切片进行熔融后加入纳米沸石粉，纳米沸石粉与所述生物基尼龙56切片的重量比为0.03：1。混合均匀后进行纺丝获得生物基尼龙56工业丝，利用帘线加工设备将所述生物基尼龙56工业丝编织获得生物基尼龙56基础帘子布；具体的，本实施例中的帘线加工设备为梭织机；；
S3、将S2获得的所述生物基尼龙56基础帘子布进行浸胶处理，浸胶液为实施例1制备的浸胶液C，经过干燥、牵伸和定型，获得所述生物基尼龙56帘子布成品。
实施例5
本实施例公开一种生物基尼龙56帘子布的制备方法，包括：
S1、将摩尔比为1：1的戊二胺与己二酸混合获得戊二胺-己二酸盐溶液，将所述戊二胺-己二酸盐溶液在70℃条件下震荡保温2h后，再在160℃保温2h获得初聚物，将所述初聚物在真空、220℃条件下保温2h获得生物基尼龙56聚合物，将所述生物基尼龙56聚合物冷却干燥后获得生物基尼龙56切片；
S2、将S1获得的所述生物基尼龙56切片进行熔融后加入纳米沸石粉，纳米沸石粉与所述生物基尼龙56切片的重量比为0.01：1。混合均匀后进行纺丝获得生物基尼龙56工业丝，利用帘线加工设备将所述生物基尼龙56工业丝编织获得生物基尼龙56基础帘子布；具体的，本实施例中的帘线加工设备为梭织机；；
S3、将S2获得的所述生物基尼龙56基础帘子布浸入浸胶液中进行浸胶处理，浸胶液为实施例1制备的浸胶液D。浸胶结束后经过干燥、牵伸和定型，获得所述生物基尼龙56帘子布成品。
实施例6
本实施例公开一种生物基尼龙56帘子布的制备方法，包括：
S1、将摩尔比为3：2的戊二胺与己二酸混合获得戊二胺-己二酸盐溶液，将所述戊二胺-己二酸盐溶液在80℃条件下震荡保温3h后，再在170℃保温3h获得初聚物，将所述初聚物在真空、230℃条件下保温3h获得生物基尼龙56聚合物，将所述生物基尼龙56聚合物冷却干燥后获得生物基尼龙56切片；
S2、将S1获得的所述生物基尼龙56切片进行熔融后加入纳米沸石粉，纳米沸石粉与所述生物基尼龙56切片的重量比为0.03：1。混合均匀后进行纺丝获得生物基尼龙56工业丝，利用帘线加工设备将所述生物基尼龙56工业丝编织获得生物基尼龙56基础帘子布；具体的，本实施例中的帘线加工设备为梭织机；；
S3、将S2获得的所述生物基尼龙56基础帘子布进行浸胶处理，浸胶液为实施例1制备的浸胶液E，经过干燥、牵伸和定型，获得所述生物基尼龙56帘子布成品。
实施例7
本实施例公开一种生物基尼龙56帘子布的制备方法，包括：
S1、将摩尔比为2：3的戊二胺与己二酸混合获得戊二胺-己二酸盐溶液，将所述戊二胺-己二酸盐溶液在90℃条件下震荡保温4h后，再在180℃保温4h获得初聚物，将所述初聚物在真空、240℃条件下保温2-4h获得生物基尼龙56聚合物，将所述生物基尼龙56聚合物冷却干燥后获得生物基尼龙56切片；
S2、将S1获得的所述生物基尼龙56切片进行熔融后加入纳米沸石粉，纳米沸石粉与所述生物基尼龙56切片的重量比为0.0.5：1。混合均匀后进行纺丝获得生物基尼龙56工业丝，利用帘线加工设备将所述生物基尼龙56工业丝编织获得生物基尼龙56基础帘子布；具体的，本实施例中的帘线加工设备为梭织机；；
S3、将S2获得的生物基尼龙56基础帘子布进行浸胶处理，浸胶液为实施例1制备的浸胶液F，经过干燥、牵伸和定型，获得所述生物基尼龙56帘子布成品。
实施例8
本实施例公开一种生物基尼龙56帘子布的制备方法，包括：
S1、将摩尔比为1：1的戊二胺与己二酸混合获得戊二胺-己二酸盐溶液，将所述戊二胺-己二酸盐溶液在70℃条件下震荡保温2h后，再在160℃保温2h获得初聚物，将所述初聚物在真空、220℃条件下保温2h获得生物基尼龙56聚合物，将所述生物基尼龙56聚合物冷却干燥后获得生物基尼龙56切片；
S2、将S1获得的所述生物基尼龙56切片进行熔融后加入纳米沸石粉，纳米沸石粉与所述生物基尼龙56切片的重量比为0.01：1。混合均匀后进行纺丝获得生物基尼龙56工业丝，利用帘线加工设备将所述生物基尼龙56工业丝编织获得生物基尼龙56基础帘子布；具体的，本实施例中的帘线加工设备为梭织机；；
S3、将S2获得的所述生物基尼龙56基础帘子布浸入浸胶液中进行浸胶处理，浸胶液为实施例1制备的浸胶液G。浸胶结束后经过干燥、牵伸和定型，获得所述生物基尼龙56帘子布成品。
实施例9
本实施例公开一种生物基尼龙56帘子布的制备方法，包括：
S1、将摩尔比为3：2的戊二胺与己二酸混合获得戊二胺-己二酸盐溶液，将所述戊二胺-己二酸盐溶液在80℃条件下震荡保温3h后，再在170℃保温3h获得初聚物，将所述初聚物在真空、230℃条件下保温3h获得生物基尼龙56聚合物，将所述生物基尼龙56聚合物冷却干燥后获得生物基尼龙56切片；
S2、将S1获得的所述生物基尼龙56切片进行熔融后加入纳米沸石粉，纳米沸石粉与所述生物基尼龙56切片的重量比为0.03：1。混合均匀后进行纺丝获得生物基尼龙56工业丝，利用帘线加工设备将所述生物基尼龙56工业丝编织获得生物基尼龙56基础帘子布；具体的，本实施例中的帘线加工设备为梭织机；；
S3、将S2获得的所述生物基尼龙56基础帘子布进行浸胶处理，浸胶液为实施例1制备的浸胶液H，经过干燥、牵伸和定型，获得所述生物基尼龙56帘子布成品。
实施例10
本实施例公开一种生物基尼龙56帘子布的制备方法，包括：
S1、将摩尔比为2：3的戊二胺与己二酸混合获得戊二胺-己二酸盐溶液，将所述戊二胺-己二酸盐溶液在90℃条件下震荡保温4h后，再在180℃保温4h获得初聚物，将所述初聚物在真空、240℃条件下保温2-4h获得生物基尼龙56聚合物，将所述生物基尼龙56聚合物冷却干燥后获得生物基尼龙56切片；
S2、将S1获得的所述生物基尼龙56切片进行熔融后加入纳米沸石粉，纳米沸石粉与所述生物基尼龙56切片的重量比为0.0.5：1。混合均匀后进行纺丝获得生物基尼龙56工业丝，利用帘线加工设备将所述生物基尼龙56工业丝编织获得生物基尼龙56基础帘子布；具体的，本实施例中的帘线加工设备为梭织机；；
S3、将S2获得的生物基尼龙56基础帘子布进行浸胶处理，浸胶液为实施例1制备的浸胶液I，经过干燥、牵伸和定型，获得所述生物基尼龙56帘子布成品。
对实施例2-10制备的生物基尼龙56帘子布进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1性能测试结果
综上，本发明提供一种生物基尼龙56帘子布的制备方法，具体为将生物基尼龙56切片进行熔融后加入纳米沸石粉混合纺丝织布后进行浸胶处理，所述浸胶使用的浸胶液为本发明制备的含有石墨粉和硫酸铜的浸胶液；本发明制备的生物基尼龙56帘子布断裂强度高、抗冲击性能强、耐疲劳性优，能够达到目前尼龙66的各项物理性能指标，是优异的轮胎骨架材料。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种生物基尼龙56帘子布的制备方法，其特征在于，包括：
S1、将戊二胺与己二酸混合获得戊二胺－己二酸盐溶液，将所述戊二胺－己二酸盐溶液震荡保温获得初聚物，将所述初聚物在真空条件下保温2－4h获得生物基尼龙56聚合物，将所述生物基尼龙56聚合物冷却干燥后获得生物基尼龙56切片；
S2、将S1获得的所述生物基尼龙56切片进行熔融后加入纳米沸石粉，混合均匀后进行纺丝获得生物基尼龙56工业丝，将所述生物基尼龙56工业丝进行编织获得生物基尼龙56帘子布半成品；
S3、将S2获得的所述生物基尼龙56帘子布半成品进行浸胶处理后，经过干燥、牵伸和定型，获得生物基尼龙56帘子布成品；浸胶处理所用浸胶液包括硫酸铜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述戊二胺与所述己二酸的摩尔比为2－3：2－3。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述戊二胺－己二酸盐溶液在70－90℃条件下震荡保温的时长为2－4h、在160－180℃保温时长为2－4h；所述初聚物在220－240℃条件下保温时长为2－4h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述初聚物在220－240℃条件下保温时长为2－4h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述纳米沸石粉与所述生物基尼龙56切片的重量比为0.1－1：1。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浸胶液还包括氯丁橡胶、异戊二烯、石墨粉、水和表面活性剂。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述硫酸铜、氯丁橡胶、异戊二烯、石墨粉、水和表面活性剂的重量比为3－6：45－55：8－10：4－6：45－55：3－6。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为正十二烷酸钠和/或褐煤酸锌。
9.一种权利要求1－8任一项所述方法制备的生物基尼龙56帘子布。
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| Title |
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| 彭治汉等主编: "《塑料工业手册 聚酰胺》", vol. 1, 30 November 2001, 化学工业出版社, pages: 394 * |
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