[發(fā)明專利]一種超高分子量聚乙烯扁平絲及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811035810.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN109234845A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦法偉;吳修倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東萊威新材料有限公司
• 主分類號(hào): D01F8/14
• 分類號(hào): D01F8/14;D01F8/06;D01D5/08;D01D5/088;D01D5/253
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11548
• 代理人: 吳月琴

1.一種超高分子量聚乙烯扁平絲及其制備方法，其特征在于：所述超高分子量聚乙烯扁平絲及其制備方法包括以下步驟：

第一步：實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室的準(zhǔn)備

選擇一個(gè)環(huán)境良好的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)選擇一個(gè)躺式反應(yīng)釜，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)需具備良好的通風(fēng)環(huán)境和可控制的室溫設(shè)備，然后準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)時(shí)需要用到的原材料，然后把原材料擺放整齊，防止在實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)生混亂影響實(shí)驗(yàn)的效果，加工的設(shè)備包括切粒機(jī)、真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)，試劑選擇對(duì)本二甲酯、乙二醇、醋酸鹽、催化劑和超高分子聚乙烯；

第二步：聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的制備

聚對(duì)苯二甲酸乙二酯有兩種制備方法，第一種首先將對(duì)苯二甲酸與甲醇反應(yīng)生成粗對(duì)苯二甲酸二甲酯，放入反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)過煉制提純后，在向反應(yīng)釜中加入乙二醇進(jìn)行酯交換反應(yīng)，反應(yīng)5-6分鐘后，得到純度較高的對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯，然后把催化劑放入反應(yīng)釜中，乙二醇與對(duì)粗對(duì)苯二甲酸二甲酯進(jìn)行酯交換反應(yīng)生成對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯，被取代的甲氧基與乙二醇中的氫結(jié)合生成甲醇；第二種將原料對(duì)苯二甲酸二甲酯、乙二醇按對(duì)苯二甲酸二甲酯:乙二醇=l:(2.3-2.5)，醋酸鹽催化劑按對(duì)苯二甲酸二甲酯重量的0.05%左右加入酯交換釜，先控制反應(yīng)溫度為180-200攝氏度，使酯交換反應(yīng)生成的甲醇經(jīng)酯交換釜上部的蒸餾塔餾出，生產(chǎn)中酯交換反應(yīng)通常在常壓下進(jìn)行，甲醇餾出量達(dá)到理論生成量的90%時(shí)，可認(rèn)為酯交換反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)的時(shí)間約4個(gè)小時(shí)，酯交換反應(yīng)結(jié)束后，隨即加入縮聚催化劑三氧化二銻和熱穩(wěn)定劑亞磷酸三苯酯，可直接將物料放入縮聚釜進(jìn)行縮聚，也可在酯交換結(jié)束后，將物料升溫至230-240攝氏度，使多余的乙二醇被蒸出，并進(jìn)行初期縮聚反應(yīng)，時(shí)間約1.5個(gè)小時(shí)，再放入縮聚釜進(jìn)行縮聚，酯交換過程蒸出的甲醇或乙二醇蒸氣，先后經(jīng)蒸餾塔和冷凝器冷凝，再收集的粗甲醇和粗乙二醇送去蒸餾提純后回收再用；

然后再脫除乙二醇，把材料放入反應(yīng)釜中，加入穩(wěn)定劑和超高分子聚乙烯，對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯生成低聚物時(shí)釋放乙二醇被蒸發(fā)，反應(yīng)的溫度控制在235-250攝氏度在對(duì)溶體進(jìn)行后縮聚反應(yīng)，反應(yīng)的溫度控制在275-285攝氏度，余壓為100-300Pa，物料反應(yīng)的時(shí)間為1.5-4小時(shí)；

第三步：熔融紡絲的制備

將連續(xù)縮聚制作的聚酯容易經(jīng)過鑄帶、切粒后經(jīng)過干燥在熔融制備紡絲溶體，然后把溶體放入進(jìn)料端經(jīng)過螺桿的輸送和預(yù)熱，在對(duì)溶體進(jìn)行壓縮壓實(shí)，然后排氣逐漸融化，然后在計(jì)量段內(nèi)進(jìn)一步混合塑化，達(dá)到一定的溫度后再以移動(dòng)壓力定量輸送至計(jì)量泵中進(jìn)行紡絲，溶體自螺桿寄出后，經(jīng)溶體管路分配至各紡絲位的計(jì)量泵和噴絲頭組件，溶體在受到壓縮從噴絲板中擠出，形成熔融紡絲。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯扁平絲及其制備方法，其特征在于：所述溶體在擠出時(shí)分為三個(gè)區(qū)域，分別為固體區(qū)、融化區(qū)和熔體區(qū)，螺桿又分為三段，分別為進(jìn)料段、壓縮段和計(jì)量段。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯扁平絲及其制備方法，其特征在于：所述噴絲板選擇雙曲面形導(dǎo)孔、計(jì)量泵選擇多層或多出液孔的計(jì)量泵。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯扁平絲及其制備方法，其特征在于：所述噴絲過程中需要對(duì)熔融紡絲進(jìn)行冷卻，短紡絲采用環(huán)形吹風(fēng)進(jìn)行冷卻，長紡絲用側(cè)吹風(fēng)進(jìn)行冷卻，適用于較少紡絲根數(shù)，采用單面?zhèn)却碉L(fēng)時(shí)，紡速600-900m/min、風(fēng)溫26-28攝氏度、送風(fēng)相對(duì)濕度70%-80%、風(fēng)速為0.4-0.5m/s，且隨紡速提高，最佳風(fēng)速點(diǎn)向較大風(fēng)速偏移。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯扁平絲及其制備方法，其特征在于：所述紡絲過程中，成型的絲條經(jīng)紡絲室和甬道冷卻固化后，是完全干燥的，為避免產(chǎn)生靜電，并進(jìn)行正常的卷繞，必須先行給濕和上油，然后按一定規(guī)律卷繞。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯扁平絲及其制備方法，其特征在于：所述物料在進(jìn)料段的溫度為50-80攝氏度，溶體進(jìn)入到壓縮段時(shí)，溫度逐漸提高，進(jìn)料段的溫度大于溶體的溫度，一般生產(chǎn)廠卷繞車間溫度冬季控制在20攝氏度，夏季控制在25-27攝氏度，相對(duì)濕度控制在60%-75%攝氏度。