[发明专利]一种高强高模聚乙烯纤维及其制造方法

权利要求书

1.一种高强高模聚乙烯纤维，其特征在于：其配方包括如下重量份数的组分：

超高分子量聚乙烯48-56份、碳纤维26-32份、接枝剂22-28份、抗氧化剂8-12份、增强剂6-10份、粘合剂30-32份、固化剂14-20份。

2.根据权利要求1所述的一种高强高模聚乙烯纤维，其特征在于：所述超高分子量聚乙烯为单丝纤维，单丝直径为0.08-0.12mm。

3.根据权利要求1所述的一种高强高模聚乙烯纤维，其特征在于：所述接枝剂为AA、AM、CMA、BA、CHM中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种高强高模聚乙烯纤维，其特征在于：所述抗氧化剂为丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯、特丁基对苯二酚中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种高强高模聚乙烯纤维，其特征在于：所述增强剂为线型酚醛树脂，所述粘合剂为聚氨酯粘合剂，所述固化剂为紫外光固化剂。

6.一种根据权利要求1-5任意一项所述的高强高模聚乙烯纤维的制造方法，其特征在于：包括以下操作步骤：

S1：采用低速研磨机将碳纤维置于纳米磁粉溶液中低速研磨，研磨转速为80-200r/mim，研磨时溶液的温度为40-50℃，研磨处理3-5小时后，静置后通过超声波混合搅拌，之后进行过滤，收集碳纤维后，使用去离子水洗脱3-5次，烘干后得磁化碳纤维备用；

S2：将超高分子量聚乙烯置于陶瓷熔融罐内加热至200-260℃形成熔融液，再加入磁化碳纤维混合搅拌均匀，搅拌结束后，于熔融液上下两侧加上脉冲磁场，对磁化碳纤维进行磁性引导，输入拉丝机拉出直径为0.08-0.1mm的纤维单丝，之后采用PH为3的盐酸溶液对纤维单丝进行浸泡洗涤，并使用去离子水冲洗干净后烘干备用；

S3：将接枝剂加入纤维单丝的熔融体系中，于氮气氛围中混合搅拌均匀，静置保温期间采用采用辐照处理；

S4：辐照结束后依次加入抗氧化剂、增强剂、粘合剂、固化剂再次混合搅拌均匀，得高强高模聚乙烯纤维原料；

S5：将高强高模聚乙烯纤维原料输入螺杆熔融挤出纺丝，然后预拉伸、热超倍拉伸、紫外光固化工艺，得到断裂强度为30-60cN/dtex、模量为60-1580cN/dtex的高强高模聚乙烯纤维。

7.根据权利要求6所述的一种高强高模聚乙烯纤维的制造方法，其特征在于：S1中纳米磁粉的粒径为1-100nm，所述纳米磁粉为金属氧化物磁粉，所述金属氧化物磁粉为氧化铁磁粉、二氧化铬磁粉、钴-氧化铁磁粉中的任意一种。

8.根据权利要求6所述的一种高强高模聚乙烯纤维，其特征在于：S2中脉冲磁场的磁场强度为6-8A/m，磁场持续时间为3s并间隔1s。

9.根据权利要求6所述的一种高强高模聚乙烯纤维的制造方法，其特征在于：S3中辐照源为Co⁶⁰伽马射线、Cs¹³⁷电子束中的任意一种。

10.根据权利要求6所述的一种高强高模聚乙烯纤维的制造方法，其特征在于：S5中预拉伸的倍率为1.5-25，热超倍拉伸的倍率为30-300，紫外光强度为10^-5-10^-4MeV。