[發(fā)明專利]一種耐切割超高分子量聚乙烯纖維及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510616998.2
• 申請日: 2015-09-24
• 公開（公告）號: CN106555246B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀鵬;黃興良;吳璇;劉曉薇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京同益中特種纖維技術(shù)開發(fā)有限公司
• 主分類號: D01F6/46
• 分類號: D01F6/46;D01F1/10
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發(fā)明提供了一種耐切割超高分子量聚乙烯纖維及其制備方法和應(yīng)用，所述制備方法包括以下步驟：a)將硬質(zhì)纖維和溶劑油混合，得到混合液A；b)將所述混合液A與超高分子量聚乙烯溶解液混合，得到紡絲原液；c)將所述紡絲原液依次進(jìn)行紡制、預(yù)牽伸、萃取、干燥和正牽伸，得到耐切割超高分子量聚乙烯纖維；所述正牽伸的纖維變形速度為0.005s^?1～0.5s^?1。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的制備方法得到的成品纖維在滿足耐切割性能EN388五級標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，具有較高的纖度均勻性和較低的斷頭數(shù)，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明提供的制備方法得到的耐切割超高分子量聚乙烯纖維的纖度變異系數(shù)CV低于1.0％，斷頭數(shù)小于等于1個/萬米。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超高分子量聚乙烯纖維技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種耐切割超高分子量聚乙烯纖維及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

超高分子量聚乙烯纖維，又稱高強(qiáng)高模聚乙烯纖維，是指由相對分子量在100萬以上的聚乙烯所紡出來的纖維。由于超高分子量聚乙烯纖維具有質(zhì)量輕、耐沖擊、介電性能高等優(yōu)點，被廣泛用于航空航天領(lǐng)域、海域防御領(lǐng)域、武器裝備領(lǐng)域和日常工業(yè)領(lǐng)域。

在日常工業(yè)領(lǐng)域，超高分子量聚乙烯纖維最常被用于制備具有耐切割功能的產(chǎn)品，例如，耐切割手套、耐切割帳篷、耐切割繩索等。但是，僅由聚乙烯粉末制備的超高分子量聚乙烯纖維的耐切割性能有限，由其制成的工業(yè)手套的耐切割性能僅能達(dá)到工業(yè)手套防護(hù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN388標(biāo)準(zhǔn)的三級要求；而通過向其中添加玻璃纖維，可以使耐切割性能達(dá)到EN388標(biāo)準(zhǔn)的五級要求，但由于玻璃纖維的柔韌性及舒適性較差，實際應(yīng)用并不理想。因此，在實際應(yīng)用上更多的指向開發(fā)一種能達(dá)到EN388五級要求的、同時又柔軟舒適的超高分子量聚乙烯纖維，用于制備工業(yè)手套等產(chǎn)品。

目前，人們通過改進(jìn)超高分子量聚乙烯纖維的紡絲工藝、配料等多方面提高成品纖維的耐切割性能。專利文獻(xiàn)US5976998公開了一種填充抗切纖維，該纖維由成纖聚合物和莫氏硬度值大于3的硬質(zhì)填料制成。但是，由于使用的硬質(zhì)填料的顆粒度小、用量少，硬質(zhì)填料在超高分子量聚乙烯纖維中很難成網(wǎng)狀分布，因此該方法獲得的超高分子量聚乙烯纖維的耐切割性并未得到有效的改善。

專利文獻(xiàn)WO2008046476公開了一種耐切割紗線，其包含絲線和/或定長纖維，所述的絲線和/或定長纖維包含用于提高紗線的耐切割性的硬質(zhì)組分，其中所述硬質(zhì)組分是平均直徑最大為25μm的多根硬質(zhì)纖維。雖然該方法獲得的超高分子量聚乙烯纖維的耐切割性得到有效地提高，但是，由于成品纖維的性能不僅受硬質(zhì)纖維長短、含量及長度分布的影響，不同的工藝條件也會導(dǎo)致成品纖維性質(zhì)的改變，具體表現(xiàn)為成品纖維纖度均勻性受到影響且斷頭數(shù)高。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種耐切割超高分子量聚乙烯纖維及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明提供的制備方法得到的耐切割超高分子量聚乙烯纖維纖度均勻性高且斷頭數(shù)低。

本發(fā)明提供了一種耐切割超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，包括以下步驟：

a)將硬質(zhì)纖維和溶劑油混合，得到混合液A；

b)將所述混合液A與超高分子量聚乙烯溶解液混合，得到紡絲原液；

c)將所述紡絲原液依次進(jìn)行紡制、預(yù)牽伸、萃取、干燥和正牽伸，得到耐切割超高分子量聚乙烯纖維；

所述正牽伸的纖維變形速度為0.005s^-1～0.5s^-1。

優(yōu)選的，所述正牽伸的纖維變形速度為0.01s^-1～0.1s^-1。

優(yōu)選的，步驟a)中所述硬質(zhì)纖維包括陶瓷纖維、碳纖維和碳化硅晶須中的一種或多種。

優(yōu)選的，步驟a)中所述硬質(zhì)纖維的平均直徑大于0小于等于9μm，長徑比大于0小于等于30。