一种芳纶纤维增强热塑性塑料颗粒的制备方法
技术领域
本发明涉及一种芳纶纤维增强热塑性塑料颗粒的制备方法，属于材料领域。
背景技术
芳纶纤维作为一种新型增强材料，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸碱、重量
轻等优良性能，其强度是钢丝的5-6倍，重量仅为钢丝的1/5左右，正受到越来越多的关注。
许多芳纶纤维用于增强热固性树脂，主要用于航空、汽车等高端领域，但热固性树脂无法回
收反复利用，一旦废弃，只能焚烧处理，浪费资源，污染环境。而芳纶纤维增强热塑性塑料，
废弃后可回收再利用，是未来发展的趋势。但是芳纶纤维表面相对光滑，塑料和芳纶纤维接
触的表面积较少，影响材料性能，无法充分发挥芳纶纤维的超高强度的优点。
发明内容
解决的技术问题：针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种高力学强度的芳
纶纤维增强热塑性塑料颗粒的制备方法。
技术方案：本发明提供了五种芳纶纤维增强热塑性塑料颗粒的制备方法，第一种
方法包括如下步骤：
S1、开启设置在包覆模具上的超声波发射装置；
S2、将连续芳纶纤维束的至少一根芳纶纤维束插入包覆模具中，插入口垂直于挤出机
的轴向；
S3、热塑性塑料加入挤出机中挤出，塑料进入包覆模具中，从垂直于挤出机轴向的出口
挤出塑料与芳纶纤维的混合物，该混合物经过水环切粒系统制成颗粒。
所述热塑性塑料为PE、PP、PVC、PS、PA、PET、ABS一种或多种组合。
优选地，所述热塑性塑料还添加了抗氧化剂、偶联剂、相容剂、抗老化剂、颜料、抗
静电剂、防霉剂、润滑剂、增塑剂、热稳定剂中的一种或多种组合。
第二种获得芳纶纤维增强热塑性塑料颗粒的制备方法，包括如下步骤：
S1、开启设置在纤维处理管上的超声波发射装置；
S2、将连续芳纶纤维束的至少一根芳纶纤维束插入纤维处理管后，再插入包覆模具中，
插入口垂直于挤出机的轴向；
S3、热塑性塑料加入挤出机中挤出，塑料进入包覆模具中，从垂直于挤出机轴向的出
口挤出塑料与芳纶纤维的混合物，该混合物经过水环切粒系统制成颗粒。
第三种获得芳纶纤维增强热塑性塑料颗粒的制备方法，包含如下步骤：
S1、开启分别设置在纤维处理管和包覆模具上的超声波发射装置；
S2、将连续芳纶纤维束的至少一根芳纶纤维束插入纤维处理管后，再插入包覆模具中，
插入口垂直于挤出机的轴向；
S3、热塑性塑料加入挤出机中挤出，塑料进入包覆模具中，从垂直于挤出机轴向的出口
挤出塑料与芳纶纤维的混合物，该混合物经过水环切粒系统制成颗粒。
第四种获得芳纶纤维增强热塑性塑料颗粒的制备方法，包含如下步骤：
S1、开启设置在挤出机的第五个机筒到第十个机筒上的一个或几个超声波发射装置；
S2、将连续芳纶纤维束的至少一根芳纶纤维束从挤出机第四个机筒中插入。
S3、热塑性塑料加入挤出机中挤出，塑料和芳纶纤维的混合物经过水环切粒系统
制成颗粒。
第五种获得芳纶纤维增强热塑性塑料颗粒的制备方法，包含如下步骤：
S1、开启设置在挤出机的第五个机筒到第十个机筒上的一个或几个超声波发射装置；
S2、将短切芳纶纤维通过侧喂料机加入挤出机第四个机筒中。
S3、热塑性塑料加入挤出机中挤出，塑料和芳纶纤维的混合物经过水环切粒系统
制成颗粒。
有益效果：本发明通过在不同的设备上添加超声波发射装置，发射的超声波在芳
纶纤维表面振荡，产生众多细微孔隙，增加芳纶纤维的比表面积，热塑性塑料更容易浸渍其
中，热塑性塑料和芳纶纤维的接触面积大大增强，从而大大增加塑料的力学强度。
附图说明
图1是本发明第一种芳纶纤维增强热塑性塑料颗粒的制备方法示意图
图2是本发明第二种芳纶纤维增强热塑性塑料颗粒的制备方法示意图
图3是本发明第三种芳纶纤维增强热塑性塑料颗粒的制备方法示意图
图4是本发明第四种芳纶纤维增强热塑性塑料颗粒的制备方法示意图
图5是本发明第五种芳纶纤维增强热塑性塑料颗粒的制备方法示意图
图中附图标记的含义：1、超声波发射装置，2、包覆模具，3、连续芳纶纤维束，4、挤出机，
5、水环切粒系统，6、纤维处理管,7、侧喂料机。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不因此局限于
下述实施例，而是由本发明的权利要求书和说明书限定。
实施例1
S1、开启设置在包覆模具上的超声波发射装置；
S2、将连续芳纶纤维束的三根芳纶纤维束插入包覆模具中，插入口垂直于挤出机的轴
向；
S3、将包括质量分数为88份PP、1份抗氧剂、3份润滑剂、3份GMA接枝PP、2份氧化铁红、3
份氧化铁黄的塑料混合物加入挤出机中挤出，塑料进入包覆模具中，从垂直于挤出机轴向
的出口挤出塑料与芳纶纤维的混合物，该混合物经过水环切粒系统制成颗粒。
实施例2
S1、开启设置在纤维处理管上的超声波发射装置；
S2、将连续芳纶纤维束的三根芳纶纤维束插入纤维处理管后，再插入包覆模具中，插入
口垂直于挤出机的轴向；
S3、将包括质量分数为88份PP、1份抗氧剂、3份润滑剂、3份GMA接枝PP、2份氧化铁红、3
份氧化铁黄的塑料混合物加入挤出机中挤出，塑料进入包覆模具中，从垂直于挤出机轴向
的出口挤出塑料与芳纶纤维的混合物，该混合物经过水环切粒系统制成颗粒。
实施例3
S1、开启分别设置在纤维处理管和包覆模具上的超声波发射装置；
S2、将连续芳纶纤维束的三根芳纶纤维束插入纤维处理管后，再插入包覆模具中，插入
口垂直于挤出机的轴向；
S3、将包括质量分数为88份PP、1份抗氧剂、3份润滑剂、3份GMA接枝PP、2份氧化铁红、3
份氧化铁黄的塑料混合物加入挤出机中挤出，塑料进入包覆模具中，从垂直于挤出机轴向
的出口挤出塑料与芳纶纤维的混合物，该混合物经过水环切粒系统制成颗粒。
实施例4
S1、开启设置在挤出机的第六个机筒上的一个超声波发射装置；
S2、将连续芳纶纤维束的三根芳纶纤维束从挤出机第四个机筒中插入。
S3、将包括质量分数为88份PP、1份抗氧剂、3份润滑剂、3份GMA接枝PP、2份氧化铁
红、3份氧化铁黄的塑料混合物加入挤出机中挤出，塑料和芳纶纤维的混合物经过水环切粒
系统制成颗粒。
实施例5
S1、开启设置在挤出机的第六个机筒上的一个超声波发射装置；
S2、将短切芳纶纤维通过侧喂料机加入挤出机第四个机筒中。
S3、将包括质量分数为88份PP、1份抗氧剂、3份润滑剂、3份GMA接枝PP、2份氧化铁
红、3份氧化铁黄的塑料混合物加入挤出机中挤出，塑料和芳纶纤维的混合物经过水环切粒
系统制成颗粒。
为了更好地说明本发明，比较不同的制备方法之间的优劣，对各实施例采用相同
的配方得到的颗粒进行注塑得到标准样条，并采用行业内的标准测试方法对产品进行弯曲
强度测试，同时，结合对比例进行比较，对比例为相同配方无超声波处理的相应样条，测试
结果见表1。
表1 实施例1-5及对比例测试结果对比
序号
实施例
弯曲强度
1
实施例1
127
2
实施例2
119
3
实施例3
142
4
实施例4
114
5
实施例5
101
6
对比例
91
从表1可见，本发明的各实施例制备出的产品，产品的弯曲强度大大提高，说明超声波
改性的产品具有良好的效果。