[發(fā)明專利]石墨烯超高分子量聚乙烯復(fù)合纖維的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810036884.4
• 申請(qǐng)日: 2018-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN108315833B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沙嫣;沙曉林;蘭會(huì)林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通強(qiáng)生安全防護(hù)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): D01F6/46
• 分類號(hào): D01F6/46;D01F1/10
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發(fā)明提供了一種石墨烯超高分子量聚乙烯復(fù)合纖維的制備方法，其包括如下步驟：S1：將超高分子量聚乙烯樹脂和填料采用共混的方法分散在溶劑中，形成均勻的樹脂分散液；S2：將石墨烯粉末加入分散劑中，加熱至一定溫度后，加入乳化劑，進(jìn)行乳化處理，得到石墨烯分散液；S3：將所述石墨烯分散液加入到所述樹脂分散液中，攪拌加熱得到紡絲液；S4：將所述紡絲液進(jìn)行紡絲、原絲靜置和熱牽伸，得到石墨烯超高分子量聚乙烯復(fù)合纖維。本發(fā)明在超高分子量聚乙烯纖維中添加填充料和石墨烯來(lái)增強(qiáng)超高分子量聚乙烯纖維的強(qiáng)度，最終強(qiáng)度達(dá)到30～45cN/dtex，同時(shí)該復(fù)合纖維還有優(yōu)異的抗紫外、防切割等性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種石墨烯超高分子量聚乙烯復(fù)合纖維的制備方法，屬于纖維材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

超高分子量聚乙烯是一種具有優(yōu)異綜合性能的熱塑性工程塑料，在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)和航空、航天、海域防御裝備等領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。超高分子量聚乙烯具有難燃、抗化學(xué)腐蝕、耐磨、電絕緣性優(yōu)良和力學(xué)強(qiáng)度較高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域中，是世界上產(chǎn)量最大的工程塑料。

超高分子量聚乙烯雖然具有很多優(yōu)良的特性，但也多不足：由于其分子鏈很長(zhǎng)，極易發(fā)生鏈纏結(jié)融時(shí)，熔體粘度高達(dá)108Pa·s；且臨界剪切速低，易發(fā)生熔體破裂，給成型加工帶來(lái)困難；另還有表面硬度低、抗磨粒磨損能力差和熱變形低等缺限。為了使它能在條件要求高的某些場(chǎng)到應(yīng)用，需對(duì)超高分子量聚乙烯性能進(jìn)行適當(dāng)改性。改性的目的是：在不影響UHMW-PE性能的基礎(chǔ)上，提高熔體流動(dòng)性，或針對(duì)超高分子量聚乙烯自身性能的缺點(diǎn)復(fù)合改性(如熔體流動(dòng)性、耐熱性、表面硬度等)。

申請(qǐng)?zhí)枮?01410474250.9的專利介紹高耐切割超高分子量聚乙烯纖維是由超高分子量聚乙烯和納米晶結(jié)構(gòu)形態(tài)的無(wú)機(jī)超細(xì)微粉構(gòu)成。無(wú)機(jī)超細(xì)微粉是鋁、鈦、硅、硼鋯的氧化物、碳化物、氮化物的一種或幾種組合，這種耐切割超高分子量聚乙烯纖維拉伸強(qiáng)度為19-21cN/dtex，拉伸模量是750-850cN/dtex，可作為防切割手套應(yīng)用。

申請(qǐng)?zhí)枮?01410814002.4的專利介紹超高分子量聚乙烯復(fù)合材料是由超高分子量聚乙烯、潤(rùn)滑劑、填充料、補(bǔ)強(qiáng)纖維、納米無(wú)機(jī)填料。其中填充料為玻璃微珠、陶瓷微珠、氧化鋁、碳化硅、碳化硼中的一種或幾種。所得復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐沖擊、耐磨損、自潤(rùn)滑性、耐化學(xué)腐蝕等性能。

本發(fā)明為了進(jìn)一步改善超高分子量聚乙烯纖維的強(qiáng)度、耐磨性、抗熱性，在超高分子量聚乙烯纖維中，不僅添加無(wú)機(jī)填料，同時(shí)添加了石墨烯粉末，最終得到具有較高強(qiáng)力的功能型復(fù)合超高分子量聚乙烯纖維。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種石墨烯超高分子量聚乙烯復(fù)合纖維的制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種石墨烯超高分子量聚乙烯復(fù)合纖維的制備方法，其包括如下步驟：

S1：將超高分子量聚乙烯樹脂和填料采用共混的方法分散在溶劑中，形成均勻的樹脂分散液；

S2：將所述石墨烯分散液加入到所述樹脂分散液中，攪拌加熱得到紡絲液；

S3：將所述紡絲液進(jìn)行紡絲、原絲靜置和熱牽伸，得到石墨烯超高分子量聚乙烯復(fù)合纖維。

作為優(yōu)選方案，所述超高分子量聚乙烯的重均分子量為4.0×10⁶～6.0×10⁶。

作為優(yōu)選方案，所述填料的用量為超高分子量聚乙烯樹脂重量的5～20％。

作為優(yōu)選方案，所述石墨烯分散液是由石墨烯粉末加入分散劑中，加熱后，加入乳化劑，進(jìn)行乳化處理后得到的；

作為優(yōu)選方案，所述填料選自碳化硅、金剛石、玻璃微珠、陶瓷纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維和金屬纖維中的至少一種。