[发明专利]一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及其制备的超高分子量聚乙烯纤维

说明书

本发明属于纤维制备术领域，提供了一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及其制备的超高分子量聚乙烯纤维。制备方法包括如下步骤：选用超高分子量聚乙烯粉料，向其中加入溶剂油、抗氧剂和改性剂；将所述纺丝原液送入双螺杆挤出机中共混挤出；将所述纺丝溶液送入过滤器，并经过计量泵，经喷丝板挤出；依次进行萃取，干燥，一级牵伸。超高分子量聚乙烯纤维根据制备方法所制得。本发明通过在纺丝原液中增加改性剂，增加了纺丝溶液的流变性，降低了纺丝溶液的粘度，提高产品的可纺性，在后道牵伸过程中使用一级牵伸代替传统的三级牵伸，可以使产品检验指标达到要求的同时，还降低能耗，节约占地和成本，省时省力。

技术领域

本发明涉及纤维制备术领域，具体涉及一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及其制备的超高分子量聚乙烯纤维。

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维属世界范围内的稀缺物资，缺口很大。据专家预测，未来10年内每年超高分子量聚乙烯纤维的市场年需求量将在10万吨以上，市场潜力巨大，前景广阔。

上世纪70年代末期，荷兰帝斯曼公司采用凝胶纺丝方法(Gel spinning)纺制超高分子量聚乙烯纤维获得成功。

超高分子量聚乙烯纤维的高端市场是绳网制造业，其次是用于防弹片(UD)。我国超高分子量聚乙烯纤维主要用于制造防刺服、防弹衣、防弹头盔、绳缆、远洋渔网、鱼线、劳动防护等，部分纤维出口欧美及亚洲等一些国家和地区。国内国防领域已逐步使用，民用领域应用也在推广使用，每年的市场需求量约在10000吨以上。随着超高分子量聚乙烯纤维在我国实现规模化工业生产，以及生产成本和产品价格的下降，必将迅速带动中国在其国防和民用应用领域的研究和发展，尤其是在民用领域(绳缆、远洋渔网、海上养殖、劳动防护类)，应用范围将不断扩展，社会惠及面越来越广，市场需求保持旺盛增长。中国超高分子量聚乙烯纤维的发展对国防建设和军事装备也将有着不同寻常的战略意义。

目前常规厂家的生产成本中，耗电量所占比例接近一半，能耗巨大。因此，需要寻求一种可以降低能耗的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及其制备的超高分子量聚乙烯纤维，以达到降低能耗，节约成本的目的。

第一方面，本发明提供的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括如下步骤：

选用超高分子量聚乙烯粉料，向其中加入溶剂油、抗氧剂和改性剂，获得纺丝原液；

将所述纺丝原液送入双螺杆挤出机中共混挤出，获得纺丝溶液；

将所述纺丝溶液送入过滤器，并经过计量泵，经喷丝板挤出，获得初生冻胶丝；

将所述初生冻胶丝依次进行萃取，干燥，一级牵伸，最终获得所述超高分子量聚乙烯纤维。

可选地，所述一级牵伸的牵伸倍率10-100，牵伸温度120-200℃。

可选地，所述超高分子量聚乙烯粉料的重均分子量为1×10⁶－6×10⁶。

进一步，所述超高分子量聚乙烯粉料的重均分子量为2×10⁶－5×10⁶。

更进一步，所述超高分子量聚乙烯粉料的重均分子量为3×10⁶。

可选地，所述溶剂油包括如下重量份的组份：70-95份的环烷烃和5-30份的链烃，其中，所述环烷烃和所述链烃分别含有25-50个碳原子。

可选地，所用抗氧剂选自2，6-二特丁基苯酚、2，4，6-三特丁基苯酚或亚磷酸三苯酯中的任意一种或两种以上，其中，所述抗氧剂与所述超高分子量聚乙烯粉料的质量比为0.1-1：200。