[發明專利]一種改善超高分子量聚乙烯纖維紡絲液流動性的方法

無效

• 申請號: 201310471405.9
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103590130A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 王景景;包劍峰;王冬峰;丁毅軍
• 申請（專利權）人: 杭州翔盛高強纖維材料股份有限公司
• 主分類號: D01F6/46
• 分類號: D01F6/46;D01F1/10;D01D1/02;D01D1/06;D01D5/40
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 俞潤體;沈相權

技術領域

??本發明涉及一種改善紡絲液流動性的方法，尤其涉及一種改善超高分子量聚乙烯纖維紡絲液流動性的方法，用于制備超高分子量聚乙烯纖維。

背景技術

目前現有技術的超高分子量聚乙烯纖維與芳綸、碳纖維并稱三大高性能纖維。該纖維以其優良的強度、模量、結晶度、耐磨性、耐切割性、耐撕裂性等性能，在海事纜繩、高強度漁網、防彈材料、防切割勞保用品、體育器材、醫療元件等領域得到了廣泛的應用。

隨著超高分子量聚乙烯纖維產業發展，纖維生產工藝逐漸成熟，各行業對超高分子量聚乙烯纖維提出了更高的強度要求。而提高纖維強度最直接最顯著的方法為提高紡絲原料分子量，分子量由原來的100～300萬，增加至500～600萬。超高分子量聚乙烯原料的分子量越高，其在螺桿及紡絲組件中的流動性越差，則紡絲溶液的濃度應適當降低，方能滿足現有加工條件的要求，使溶液在螺桿中順利解纏并輸出。

?發明內容

???本發明主要是解決現有技術中存在的不足，提供一種解決現有工藝條件下紡絲液流動差，紡絲濃度較低的問題，將流動性助劑與超高分子量聚乙烯稀溶液混合，得到流動性凝膠狀溶解料，再將其與溶脹懸浮液在混合釜內充分混合，制成較高濃度的紡絲液的一種改善超高分子量聚乙烯纖維紡絲液流動性的方法。

???本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：?

??一種改善超高分子量聚乙烯纖維紡絲液流動性的方法，按以下步驟進行：

??（1）、制備流動性凝膠狀溶解料：

?將超高分子量聚乙烯原料溶解在C₁₆～C₃₁的異構烷烴混合溶劑中，并添加乳化劑和抗氧劑，乳化過程加入烯烴均聚物；

8kg的超高分子量聚乙烯原料在C₁₆～C₃₁的異構烷烴混合溶劑中溶解，超高分子量聚乙烯原料的質量百分濃度為0.08%；烯烴均聚物的質量百分濃度為0.449%～0.748%；

將溶解釜中的溫度加熱至133℃～137℃，并保溫2～2.3h，保溫結束后盛放于溶解桶中，并在溫度為25攝氏度，濕度為65%的條件下靜置48～72h至凝膠狀，得到流動性凝膠狀溶解料，放置后待用；

C₁₆～C₃₁的異構烷烴混合溶劑為70#HPE紡絲專用白油。

乳化劑的型號為LW90。

抗氧劑的型號為B225。

（2）、制備溶脹懸浮液：

超高分子量聚乙烯原料與烯烴均聚物在C₁₆～C₃₁的異構烷烴混合溶劑中進行乳化混合分散處理，其中，超高分子量聚乙烯的質量百分濃度為25%，不斷攪拌下，溶脹釜中的溫度以1.2℃/min的速率升溫至120℃，保溫0.5h后，得到溶脹懸浮液，放置后待用；

（3）、制備超高分子量聚乙烯纖維：

將流動性凝膠狀溶解料與溶脹懸浮液以1:1.4的重量比在混合釜中進行混合，然后不斷攪拌，形成濃度為15%的紡絲液；

將紡絲液升溫至150℃，進入螺桿擠出機中，噴絲頭的溫度為297℃，形成凍膠原絲，凍膠原絲經萃取→干燥→牽伸后得到超高分子量聚乙烯纖維，其中烯烴均聚物的質量百分濃度為超高分子量聚乙烯的1.2%～2.0%。

???作為優選，步驟(1)中，超高分子量聚乙烯原料的粘均分子量為500～550萬，乳化劑的加入比例為超高分子量聚乙烯質量百分的0.003～0.0035%，抗氧劑的加入比例為超高分子量聚乙烯原料的0.2～0.5%，乳化過程的乳化時間為15～20min，溶解釜的加溫速率為1.2℃/min，乳化劑為FLUFDOLW90，抗氧劑為抗氧劑1010與Irgafos-168的混合物，烯烴均聚物的粘均分子量分3500萬；

步驟(2)中，溶脹釜中的攪拌時間為19～2.2h，攪拌速度為65～70轉/min；

步驟(3)中，攪拌時間為25～40min，攪拌速度為65～70轉/min，升溫的速率為0.75～1.2℃；

螺桿擠出機有16個溫區，溫區通過的總時間為12～13min；