[發明專利]一種含有高沸點溶劑的超高分子量聚烯烴溶脹物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710150873.4
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN108570172B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 李化毅;張瑜;劉金鳳;李倩;徐堅;孫同兵;朱才鎮;趙寧
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/12;C08K5/00;D01F6/46;D01F1/10
• 代理公司: 11535 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 劉元霞;牛艷玲

本發明提供一種含有高沸點溶劑的超高分子量聚烯烴溶脹物及其制備方法和應用，所述方法包括如下步驟：1)將超高分子量聚烯烴樹脂、高沸點溶劑、低沸點溶劑和抗氧劑體系混合后，得到混合物料；2)將步驟1)中的混合物料加熱，待聚烯烴樹脂完全溶解后，將體系溫度降至室溫；3)再通過減壓蒸餾，除去低沸點溶劑，得到含有高沸點溶劑的超高分子聚烯烴溶脹物。所述超高分子量聚烯烴溶脹物中超高分子量聚烯烴的重量百分比小于等于100wt％；所述超高分子量聚烯烴溶脹物溶解速度加快，并且溶解均勻。所述制備方法操作簡單、生產周期短、適合于大批量、工業化生產；所述含有高沸點溶劑的超高分子量聚烯烴溶脹物可用于制備聚烯烴纖維等。

技術領域

本發明屬于聚烯烴技術領域，具體涉及一種含有高沸點溶劑的超高分子量聚烯烴溶脹物及其制備方法和應用。

背景技術

超高分子量聚烯烴具有很強的耐沖擊性、耐磨損性、抗粘附能力等優良特性，被廣泛的應用于體育、紡織、采礦、建筑等領域。特別是超高分子量聚乙烯是一種分子鏈段具有線型結構的綜合性能優異的熱塑性工程塑料。超高分子量聚乙烯纖維是一種高強度纖維，用途廣泛，特別適用于制備防彈衣。超高分子量聚乙烯纖維一般采用凍膠紡絲方法制備，所述方法是先將超高分子量聚乙烯溶解形成凝膠，再進行濕法紡絲制得所述纖維。然而，由于超高分子量聚乙烯的分子量大，溶解非常困難，容易造成兩個不良后果：第一，超高分子量聚乙烯的溶解時間長，易造成超高分子量聚乙烯降解；第二，溶解黏度較高，凍膠紡絲效率低。

因此，需要研究出一種既能縮短溶解時間，同時又能保證不降低超高分子量聚烯烴的性能的方法，使超高分子量聚烯烴具有更好的加工性能和更廣泛的應用前景。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種含有高沸點溶劑的超高分子量聚烯烴溶脹物及其制備方法和應用。

本發明的另一個目的在于提供一種聚烯烴纖維的制備方法，其中采用上述的含有高沸點溶劑的超高分子量聚烯烴溶脹物為原料。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：

一種含有高沸點溶劑的超高分子量聚烯烴溶脹物的制備方法，所述方法包括如下步驟：

1)將超高分子量聚烯烴樹脂、高沸點溶劑、低沸點溶劑和抗氧劑體系混合后，得到混合物料；

2)將步驟1)中的混合物料加熱，待聚烯烴樹脂完全溶解后，將體系溫度降至室溫；

3)再通過減壓蒸餾，除去低沸點溶劑，得到含有高沸點溶劑的超高分子聚烯烴溶脹物；

所述的超高分子量聚烯烴在混合物料中的質量百分含量為大于0且小于等于45wt％。

根據本發明，所述的超高分子量聚烯烴在混合物料中的質量百分含量為大于0且小于等于30wt％，優選為大于0小于等于20wt％。

根據本發明，在步驟1)中，所述的超高分子量聚烯烴選自超高分子量聚乙烯及其共聚物，其熔點大于120℃，重均分子量大于100萬克/摩爾；或選自超高分子量聚丙烯及其共聚物，其熔點大于150℃，重均分子量大于80萬克/摩爾。

根據本發明，在步驟1)中，所述高沸點溶劑選自沸點大于200℃的直鏈烷烴和環烷烴及其混合物(如白油)、十氫萘、二氯苯、三氯苯、1,1,1-三氯乙烷中的至少一種；優選為白油。

根據本發明，在步驟1)中，所述低沸點溶劑選自沸點不大于150℃的直鏈烷烴和環烷烴及其混合物、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、異丙苯中的一種或多種；優選為甲苯、二甲苯或二者的混合物。

根據本發明，在步驟1)中，所述抗氧劑體系包括：(1)第一主抗氧劑，選自受阻酚類中的一種或多種；(2)輔抗氧劑，選自亞磷酸酯或硫酯中的一種或多種；和(3)第二主抗氧劑，選自胺類抗氧劑中的一種或多種。