[發(fā)明專利]一種抗菌阻燃超高分子量聚乙烯纖維及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202111501112.1
• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN114086272A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉成揚(yáng);陳洋;王孝軍;許桂紅;陳亞精;王柱;劉海生;張宇翔
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省化學(xué)纖維研究所有限公司;廣東省廣業(yè)檢驗檢測集團(tuán)有限公司
• 主分類號: D01F6/46
• 分類號: D01F6/46;D01F1/10;D01F1/07
• 代理公司: 廣州科沃園專利代理有限公司 44416
• 代理人: 徐翔

1.一種抗菌阻燃超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將納米組分與聚乙烯醇、海藻膠在水溶液中混合，經(jīng)熱處理后冷卻，與偶聯(lián)劑、聚乙二醇混合，攪拌，過濾，用去離子水洗滌后干燥至恒重，得到改性納米添加劑；

S2、將碳酸鈰、聚丙烯酸酰胺、尿素依次加入去離子水中攪拌均勻，然后加入阻燃芯混合攪拌，分散得到鈰包膜的微膠囊阻燃劑；

S3、將由粘均分子量為100～240萬的超高分子量聚乙烯、粘均分子量為20～50萬的高密度聚乙烯、粘均分子量為3000～50000的低分子量聚丙烯、改性納米添加劑、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗菌劑、微膠囊阻燃劑、潤滑劑和相容劑組成的混合物料進(jìn)行干燥處理后投入高速攪拌機(jī)，攪拌得到混合均勻的物料；

S4、將混合均勻的物料投入雙螺桿擠出機(jī)中，進(jìn)行熔融和混合、輸送、剪切，經(jīng)由超高分子量聚乙烯單絲專用設(shè)備熔融紡絲擠出，水浴冷卻，得到抗菌阻燃超高分子量聚乙烯原絲；

S5、將抗菌阻燃超高分子量聚乙烯原絲進(jìn)行三級高倍拉伸和卷繞，得到抗菌阻燃超高分子量聚乙烯纖維。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗菌阻燃超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，所述混合物料為超高分子量聚乙烯40～65％、高密度聚乙烯20～40％、低分子量聚丙烯1～10％、改性納米添加劑1～3％、抗氧劑10100.1～1％、抗氧劑1680.1～1％、抗菌劑1～6％、微膠囊阻燃劑1～6％、潤滑劑1～3％和相容劑0.5～3％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗菌阻燃超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，所述S1中的納米組分由納米二氧化硅、納米氧化鋁、納米有機(jī)蒙脫土的一種或幾種混合。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述抗菌阻燃超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，所述S1中的納米組分與聚乙烯醇、海藻膠按重量比1:1～20:1～10混合。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述抗菌阻燃超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，所述S1中的熱處理冷卻后的納米組分、偶聯(lián)劑、聚乙二醇按重量比5～6:1～1.2:1～5混合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗菌阻燃超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，所述偶聯(lián)劑選自鈦酸酯偶聯(lián)劑、TMC-101、TMC-102、TMC-2、TMC-27中的一種或組合；所述抗菌劑選自氧化鋅、氯化鋅、納米氧化鋅、硝酸銀、載銀納米氧化鋅、氯化銀中的一種或組合；所述阻燃芯選自含有氫氧化鎂、聚磷酸銨、聚對苯砜苯基膦酸酯、環(huán)狀膦酸酯中的一種或組合；所述潤滑劑選自氧化聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂醇、乙撐雙硬脂酰胺中的一種或組合；所述相容劑選自相容劑ST-4、相容劑ST-5、相容劑ST-6、相容劑ST-8中的一種或組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗菌阻燃超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，所述S1步驟中的熱處理為兩次，第一次在80～105℃熱處理1～2h，第二次在120～600℃熱處理6～8h，所述干燥處理為80～100℃干燥6～10h；所述S3步驟中高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為600～1000r/min，攪拌時間為15～40min；所述步驟S4中熔融擠出的螺桿溫度為220～320℃，水浴溫度為10～40℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗菌阻燃超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟S5中三級高倍拉伸采用三級熱輥拉伸，第一組熱輥溫度為65～100℃，第二組熱輥溫度為80～115℃，第三組熱輥溫度為100～130℃，總牽伸倍數(shù)為9～21倍。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8任一所述方法制備得到的抗菌阻燃超高分子量聚乙烯纖維，其特征在于，所述抗菌阻燃超高分子量聚乙烯的斷裂強(qiáng)度為24.73～34.62cN/dtex。

10.一種如權(quán)利要求9所述的抗菌阻燃超高分子量聚乙烯纖維在海洋產(chǎn)業(yè)、安全防護(hù)、體育產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。