[发明专利]超高分子量聚乙烯纤维缆绳、缆绳材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种超高分子量聚乙烯纤维缆绳、缆绳材料及其制备方法。制备方法包括：S11.按超高分子量聚乙烯：改性剂：溶剂＝(10‑30)：(4‑6)：100的质量比，将包括超高分子量聚乙烯、改性剂和溶剂的原料混合均匀，获得第一物料；S12.对第一物料进行溶胀、熔融挤出、水浴冷却，获得超高分子量聚乙烯原丝；S13.对超高分子量聚乙烯原丝进行萃取、干燥、牵伸和卷绕，获得超高分子量聚乙烯纤维缆绳材料。本发明获得的超高分子量聚乙烯纤维缆绳材料性能优异，韧性和机械强度较高。

技术领域

本发明涉及高分子材料的技术领域，具体而言，涉及一种超高分子量聚乙 烯纤维缆绳、缆绳材料及其制备方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维(英文全称：Ultra High Molecular WeightPolyethylene Fiber，简称UHMWPEF)，又称高强高模聚乙烯纤维，是指分子 量在100万至500万的聚乙烯所纺出的纤维。其在航空航天、汽车、船舶、医 疗器械、日用民生等诸多领域均有广阔的应用前景。

其中，由于超高分子量聚乙烯纤维具有强度高、耐冲击的优点，其比较适 用于作为制作缆绳的材料。在采用超高分子量聚乙烯纤维作为制作缆绳的材料 时，为了保证缆绳的使用寿命，对超高分子量聚乙烯纤维进行改性处理，是十 分必要的。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题的至少之一，以改善超高分子量聚乙烯纤维 的性能。

为实现本发明的第一目的，本发明的实施例提供了一种超高分子量聚乙 烯纤维缆绳材料的制备方法，包括：

S11.按超高分子量聚乙烯：改性剂：溶剂＝(10-30)：(4-6)：100 的质量比，将包括超高分子量聚乙烯、改性剂和溶剂的原料混合均匀，获 得第一物料；

S12.对第一物料进行溶胀、熔融挤出、水浴冷却，获得超高分子量聚 乙烯原丝；

S13.对超高分子量聚乙烯原丝进行萃取、干燥、牵伸和卷绕，获得超 高分子量聚乙烯纤维缆绳材料。

进一步的，改性剂包括以下至少之一或其组合：银离子抗菌剂、锶离 子抗菌剂、钛离子抗菌剂。

进一步的，改性剂包括以下至少之一或其组合：氮化硅增韧剂、碳化 硅增韧剂。

进一步的，溶剂包括以下至少之一或其组合：白油、矿物油、植物油、 十氢萘、石蜡油。

进一步的，对第一物料进行溶胀、熔融挤出、水浴冷却，获得超高分 子量聚乙烯原丝，包括：

S121.将第一物料送入溶胀釜，在100摄氏度至110摄氏度的温度条 件下进行时间为0.5小时至1.5小时的溶胀，获得第二物料，其中，溶胀釜 的剪切速率为1200秒^-1至1500秒^-1；

S122.将第二物料送入双螺杆挤出机，在120摄氏度至220摄氏度的 温度条件和200转每分钟至400转每分钟的转速条件下，进行熔融挤出， 获得第三物料；

S123.将第三物料在20摄氏度至25摄氏度的温度条件下，进行18小 时至24小时的水浴冷却，获得超高分子量聚乙烯原丝。

进一步的，对超高分子量聚乙烯原丝进行萃取、干燥、牵伸和卷绕， 获得超高分子量聚乙烯纤维缆绳材料，包括：

S131.将超高分子量聚乙烯原丝送入萃取机，在36摄氏度至38摄氏 度的温度条件下进行萃取，获得第四物料；

S132.将第四物料在30摄氏度至36摄氏度的温度条件和氮气环境下 进行干燥，获得第五物料；