[發明專利]一種超高分子量聚乙烯扁平絲及其制備方法

在審

• 申請號: 201811035826.6
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN108950711A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 秦法偉;吳修倫
• 申請（專利權）人: 山東萊威新材料有限公司
• 主分類號: D01D13/00
• 分類號: D01D13/00;D01D5/253;D01F6/46;D01F1/10
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(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：物料準備

將超高分子量聚乙烯、輔料和加工助劑進行混合，超高分子量聚乙

烯分子量為200萬-1000萬，超高分子量聚乙烯、輔料和加工助劑的重量配比為：超高分子量聚乙烯的含量為50％-84％，輔料的含量為15％-45％，加工助劑的含量為1％-5％；

第二步：凍膠制備

選擇一個合適的溶解釜，將超高分子量聚乙烯、輔料和加工助劑混合配置的物料加入到溶解釜中，同時加入200質量的水和20質量的礦物油，配制5%-6%濃度的高聚物溶液，然后啟動溶解釜的攪拌功能進行攪拌，進行攪拌混合，在130攝氏度攪拌下先溶脹40分鐘，然后轉移至捏合機中在180攝氏度下攪拌1小時，使溶液呈透明狀，溶解即完成，將溶解后的溶液壓入脫泡釜中，抽真空脫泡，脫泡1小時后出料，所得產物經水浴冷卻形成凍膠原液，脫泡釜在180攝氏度下保溫；

第三步：制備凍膠絲條

超高分子量聚乙烯配制成濃度為5%-6%的凍膠原液定量喂入雙螺桿擠出機，擠出機直徑25mm，L/D=64，溫度控制在250攝氏度，螺桿擠出機轉速40rpm，擠出物經過濾器箱體到計量泵被計量后從具有長方形噴絲孔的噴絲板噴出，長方形噴絲孔的長寬比為1:2，噴絲板噴出的凍膠原液進入凝固浴中冷卻凝固后成形為凍膠絲條；

第四步：萃取干燥

將凍膠絲條在二甲苯中進行萃取，萃取溫度為50攝氏度，時間為30分鐘，二甲苯體積ml與凍膠絲條質量g之比為70:1，萃取完成后的絲條置于通風櫥中自然干燥24小時，去除凍膠制備過程中的礦物油；

第五步：加熱拉伸

將干燥后的凍膠絲條在110攝氏度下進行超倍拉伸，拉伸倍數為60倍，最后得到超高分子量聚乙烯扁平絲成品纖維。

2.根據權利要求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：所述輔料由3份硫粉、2份潤滑劑、0.5份滑石粉、5份石墨和13份羥基硅灰石組成，所述加工助劑為偶聯劑、抗氧化劑、流動改性劑或它們中任意二者的混合物或它們三者的混合物。

3.根據權利要求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：所述向溶解釜中加入200質量的水的步驟分為兩次，第一次溶解釜中加入50質量的冷水，然后用攪拌桿緩慢進行攪拌，將超高分子量聚乙烯、輔料和加工助劑混合配置的物料充分濕透，然后再倒入150質量的熱水，再進行攪拌，直至超高分子量聚乙烯、輔料和加工助劑混合配置的物料完全被溶化。

4.根據權利要求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：所述向溶解釜中加物料時，應緩慢加物料，同時加物料時要均勻撒入溶解釜中，攪拌為每分鐘100轉。

5.根據權利要求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：所述噴絲孔與凝固浴之間的距離為5厘米，凍膠原液自噴絲孔噴出以后，先經過5厘米的空氣層，再進入凝固浴中冷凝成形，凝固浴采用室溫冷水，冷凝浴中加入少量的表面活性劑，以防凍膠絲條之間粘結。

6.根據權利要求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：所述冷凝成形的凍膠絲條經過導絲輥后收集在桶中，以便下一步的萃取干燥，導絲輥的通過外接電機以每分鐘200轉的轉速轉動。

7.根據權利要求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：所述加熱拉伸需要的步驟分為三次，第一次拉伸在90攝氏度下進行，拉伸倍數為15至20倍，第二次拉伸在110攝氏度下進行，拉伸倍數為2至3倍，第三次拉伸在110攝氏度下進行，拉伸倍數為2至3倍。

8.根據權利要求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：所述凍膠絲條在熱拉伸處理機上進行超倍拉伸，熱拉伸處理機在使用前需要調節好熱拉伸處理機的溫度和前后導輥的線速度，所述前導輥的線速度為1米每分鐘，后導輥的線速度為5米每分鐘。