[发明专利]超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及设备

权利要求书

1.一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

a选取超高分子量聚乙烯与改性剂共混后经熔融制成颗粒状或粉末状的改性超高分子量聚乙烯原料；其中超高分子量聚乙烯的粘均分子量为150万以上，改性剂包括但不限于有机化蒙脱土、和/或高分子液晶、和/或有机硅，改性超高分子量聚乙烯原料中超高分子量聚乙烯的含量大于90％；

b将上述改性超高分子量聚乙烯原料用挤出机熔融挤出形成熔体，经过熔体泵将熔体送往纺丝模具形成熔体条，熔体的流动速率为0.01～0.2g/10min，熔体条在冷却甬道中经过冷却和预拉伸，得到初生丝；

c将上述初生丝在热拉伸箱中经多级拉伸后，或经多级拉伸与后序处理后得到超高分子量聚乙烯纤维。

2.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤a中，超高分子量聚乙烯的粘均分子量优选为250～500万，改性超高分子量聚乙烯原料中超高分子量聚乙烯的含量优选为95～98％；所述步骤b中，挤出机的工作温度为100～260℃，熔体泵的工作温度为180～260℃，输出压力为10～50MPa，冷却甬道的冷却温度为10～35℃，预拉伸的倍率为2～20倍；所述步骤c中，多级拉伸的级数为1～6级，拉伸温度60～140℃，总拉伸倍率6～30倍。

3.一种权利要求1所述超高分子量聚乙烯纤维的制备方法用的设备，其特征在于包括按下述位次排布的挤出机、熔体泵、纺丝模具、冷却甬道、三辊牵引机、一级热拉伸箱、第一七辊牵引机、二级热拉伸箱、第二七辊牵引机、水洗槽、干燥箱及卷绕机。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，挤出机的工作温度为100～260℃；上述熔体泵为能够输送有较高粘弹性熔体的齿轮泵，工作温度为180～260℃，输出压力为10～50MPa；上述冷却甬道的冷却介质为空气、氮气或二氧化碳，冷却温度为10～35℃；所述纺丝模具的流道结构为直通式、支管式、衣架式或鱼尾式，纺丝模具的喷丝板的喷丝孔直径0.5～6mm，纺丝模具的加热方式为直接电加热或导热油加热；所述一级热拉伸箱或二级热拉伸箱的热介质为液体介质或气体介质，液体介质包括但不限于水、硅油或甘油，气体热介质包括但不限于空气、氮气或二氧化碳，拉伸温度为60～140℃。