[發明專利]一種超高分子量聚乙烯纖維及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110109686.8
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN112941654B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 許海霞;黃金元;王新威;孫勇飛;李濟祥;鄭晗;李建龍;吳向陽
• 申請（專利權）人: 上海化工研究院有限公司
• 主分類號: D01F6/46
• 分類號: D01F6/46;D01F1/10;D01D1/06;D01D5/08;F41H1/02;F41H5/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 吳文濱

1.一種超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)將超高分子量聚乙烯樹脂粉、助劑及溶劑混合均勻，之后在95-105℃下進行多級高剪切乳化，乳化時間為15-40分鐘，得到紡絲原液；

2)將紡絲原液采用飽和進料的方式，送入雙螺桿擠出機中進行溶解紡絲，經后處理即得到所述的超高分子量聚乙烯纖維。

2.根據權利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述的超高分子量聚乙烯樹脂粉的分子量為400萬-600萬，為3-7，粒徑在120-220μm之間的超高分子量聚乙烯樹脂粉顆粒的比例≥50％。

3.根據權利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述的助劑包括抗氧劑、流動促進劑、熱穩定劑、著色劑或功能性粉末中的一種或更多種，所述的溶劑包括鹵代烴、礦物油、十氫萘、四氫萘、萘、二甲苯、甲苯、十二烷、十一烷烴、癸烷、壬烷、辛烯、氯苯、石油醚或低分子量聚乙烯蠟等中的一種或更多種。

4.根據權利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述的超高分子量聚乙烯樹脂粉與助劑的質量比為1000:(1-50)，所述的超高分子量聚乙烯樹脂粉與溶劑的質量比為1:(7-50)。

5.根據權利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，步驟1)中，采用攪拌的方式進行混合，混合過程中，溫度為28-35℃，攪拌速率為20-200轉/分鐘，攪拌時間為10-30分鐘；多級高剪切乳化過程中，剪切精度逐級提高，通過的顆粒物直徑依次減小，最終低于15μm。

6.根據權利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，步驟2)中，后處理過程包括萃取、干燥、多級熱牽伸中的一種或更多種。

7.一種用于實施如權利要求1至6任一項所述的超高分子量聚乙烯纖維的制備方法的裝置，其特征在于，該裝置包括依次相連通的預混釜(1)、紡絲原液制備釜(2)、高剪切乳化機(3)及雙螺桿擠出機(4)，所述的高剪切乳化機(3)與雙螺桿擠出機(4)之間的管路上設有與紡絲原液制備釜(2)相連通的循環管(5)，所述的紡絲原液制備釜(2)與雙螺桿擠出機(4)的進液口之間設有溢流管(6)。

8.一種超高分子量聚乙烯纖維，其特征在于，該超高分子量聚乙烯纖維采用如權利要求1至6任一項所述的方法制備而成。

9.一種如權利要求8所述的超高分子量聚乙烯纖維的應用，其特征在于，所述的超高分子量聚乙烯纖維用于防彈制品中。

10.根據權利要求9所述的一種超高分子量聚乙烯纖維的應用，其特征在于，將超高分子量聚乙烯纖維依次進行整經、鋪展、浸膠、烘干、收卷，制得超高分子量聚乙烯單層UD布，后經0°/90°復合得到纖維復合布，再將纖維復合布制成軟質防彈衣或硬質防彈裝甲。