[发明专利]一种粗单丝超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种粗单丝超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：

a）将溶剂油和超高分子量聚乙烯粉末混合，得到纺丝原液；所述纺丝原液的含固量为5wt%~12wt%；

b）将步骤a）得到的纺丝原液进行第一次纺制，得到第一纺丝溶液；所述第一次纺制的熔温为280℃~330℃；

c）将步骤b）得到的第一纺丝溶液依次进行第二次纺制、喷头牵伸和速冷，得到凝胶化预取向丝束；所述凝胶化预取向丝束的结晶度为26%~36%；

d）将步骤c）得到的凝胶化预取向丝束进行热牵伸，得到粗单丝超高分子量聚乙烯纤维；所述热牵伸的过程具体为：

d1）将步骤c）得到的凝胶化预取向丝束静置后，依次进行预牵伸、萃取和干燥，得到干凝胶丝；所述预牵伸的倍数为3.1倍~6.1倍；

d2）将步骤d1）得到的干凝胶丝依次进行正牵伸和负牵伸，得到粗单丝超高分子量聚乙烯纤维；所述正牵伸包括三级牵伸；第一级牵伸的温度为121℃~130℃，倍数为3.5倍~5倍；第二级牵伸的温度为131℃~140℃，倍数为1.2倍~1.8倍；第三级牵伸的温度为141℃~150℃，倍数为1.3倍~1.4倍；所述负牵伸的温度为95℃~105℃，倍数为0.89倍~0.91倍。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a）中所述超高分子量聚乙烯粉末的特性粘度为19dl/g~35dl/g，分子量为400万g/mol~900万g/mol，粉末粒径为75μm~100μm，堆积密度为0.4g/cm³~0.5g/cm³。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a）中所述混合的方式为搅拌；所述搅拌的速度为20rpm~80rpm，温度为100℃~120℃，时间为30min~120min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b）中所述第一次纺制的过程具体为：

将步骤a）得到的纺丝原液在双螺杆挤出机中进行剪切、匀混并挤出，得到第一纺丝溶液；所述双螺杆挤出机的螺杆转速为200rpm~300rpm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤c）中所述第二次纺制的过程具体为：

将步骤b）得到的第一纺丝溶液经喷丝板挤出，得到第二纺丝液；所述喷丝板上喷丝孔的孔径为0.8mm~2mm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤c）中所述喷头牵伸的倍数为5倍~30倍。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤c）中所述速冷的时间为0.1s~0.3s，温差为255℃~305℃。

8.一种粗单丝超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，由权利要求1~7任一项所述的制备方法制备得到。

9.一种权利要求8所述的粗单丝超高分子量聚乙烯纤维作为防弹专用材料的应用。