[发明专利]一种抗紫外线增强级PE/PET复合弹性短纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种抗紫外线增强级PE/PET复合弹性短纤维，其特征在于，由包括以下重量份的原料组成：PE 30～50份、PET 30～50份、石墨烯8～15份、改性纳米碳纤维10～18份、高弹性剂8～15份、抗紫外剂6～10份、增韧剂5～10份、相容剂3～8份、抗氧剂2～5份及其他的助剂0.1～2.5份。

2.根据权利要求1所述的抗紫外线增强级PE/PET复合弹性短纤维，其特征在于，所述PE的特性粘度为0.7～1.1dl/g，所述PET的特性粘度为0.5～1.2dl/g。

3.根据权利要求1所述的抗紫外线增强级PE/PET复合弹性短纤维，其特征在于，所述高弹性剂由包括以下重量份的原料组成：氯化聚乙烯弹性体40～50份、聚氨酯弹性体20～28份、玻璃纤维3～5份、三元乙丙橡胶5～10份、羧酸铋1～2份、氟化碳5～7份。

4.根据权利要求1所述的抗紫外线增强级PE/PET复合弹性短纤维，其特征在于，所述抗紫外剂为按质量比1:1:1.5的氧化锌、二氧化钛和三氧化二铝的复配物，其中，所述氧化锌的平均粒径为200～350nm，所述二氧化钛的平均粒径为300～400nm，所述三氧化二铝的平均粒径为250～500nm。

5.根据权利要求1所述的抗紫外线增强级PE/PET复合弹性短纤维，其特征在于，所述相容剂为PE-g-ST、EPDM-g-GMA、ABS-g-MAH、POE-g-MAH和PP-g-MAH中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的抗紫外线增强级PE/PET复合弹性短纤维，其特征在于，所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、端羧基液体丁腈橡胶、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体中的一种或多种，其中马来酸酐的接枝率为5～25%。

7.根据权利要求1所述的抗紫外线增强级PE/PET复合弹性短纤维，其特征在于，所述抗氧剂为按质量比1:2:1的受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的复配物。

8.根据权利要求1所述的抗紫外线增强级PE/PET复合弹性短纤维，其特征在于，所述助剂包括成核剂和润滑剂；所述成核剂为滑石粉、纳米二氧化硅、纳米蒙脱土、碳酸氢钠、苯甲酸钠中的一种或多种，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、季戊四醇硬脂酸酯和硅酮粉中的一种或多种。

9.一种如权利要求1至8任一项所述的抗紫外线增强级PE/PET复合弹性短纤维的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

（A）按重量份分别称取氯化聚乙烯弹性体、聚氨酯弹性体、玻璃纤维、三元乙丙橡胶、羧酸铋、氟化碳，混合均匀后于反应炉中进行加热反应，温度为140～150℃，保持5～8h 后取出，冷却即得高弹性剂；

（B）按重量份分别称取PE、PET、石墨烯、改性纳米碳纤维、高弹性剂、抗紫外剂、增韧剂、相容剂、抗氧剂及助剂，备用；

（C）将PE在鼓风干燥机中于110～120℃温度下干燥1～3小时，PET在鼓风干燥机中于115～130℃下干燥2～4小时，备用；

（D）称取干燥后的PE和PET加入高速混料机中，同时按重量配比加入石墨烯、改性纳米碳纤维、高弹性剂、抗紫外剂、增韧剂、相容剂、抗氧剂及助剂，一起混合搅拌5～15分钟，得共混料；

（E）将共混料加入双螺杆挤出机中，经纺丝、水洗、上油、卷曲、干燥、切断后处理工序得到复合短纤维；其中，螺杆挤出机温度150～290℃，喷丝板孔径为10～60μm，孔毛细管长度400～600μm，喷头拉伸比2.6～3.0，纤维上油率0.3～0.4%，气隙长度50～200mm，纺丝速度150～180m/min。

10.根据权利要求9所述的抗紫外线增强级PE/PET复合弹性短纤维的制备方法，其特征在于，所述改性纳米碳纤维的制备方法为：

（a）将纳米碳纤维放入低温等离子体仪中处理时间为25～100s，处理功率为120～280W；

（b）将处理后的纳米碳纤维浸入盛有混酸的烧杯中，所述混酸由体积比为（3～5）∶1的浓硝酸与浓硫酸组成，然后将烧杯置于磁力搅拌器上，常温反应6～10h，用去离子水洗涤至洗液为中性，然后在100～120℃真空干燥24h，即得酸氧化纳米碳纤维；

将质量比为（5～8）:1的乙醇和去离子水混合均匀，得到乙醇水溶液，加入硅烷偶联剂，充分搅拌混合均匀，获得硅烷偶联剂水解液，将酸氧化纳米碳纤维分散于其中，搅拌或超声，滤出纤维，干燥，得到具有硅烷偶联剂涂层的改性纳米碳纤维。