[发明专利]一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法

权利要求书

1.一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：

a)将超高分子量聚乙烯粉末与溶剂按混合经过溶胀得到纺丝溶液后再经双螺杆挤出机挤压溶解得到浓度为70wt％～97.6wt％的纺丝溶液；所述溶剂为室温下是液体的碳氢化合物；

b)将所述纺丝溶液经过喷丝、冷却得到冻胶丝；

c)将所述冻胶丝经过洗油洗涤后干燥，得到初生纤维；

d)将所述初生纤维经过5道拉伸，得到360D的超高分子量聚乙烯纤维；所述拉伸倍数为10～13倍。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c)中所述洗油为120号溶剂油。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤c)中所述拉伸是在温度为70～130℃的甬道内进行的。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于步骤c)中所述拉伸是在温度为90～110℃的甬道内进行的。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于在所述甬道内通入温度与甬道相等的饱和水蒸气。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述溶剂选自四氢化萘、十氢化萘、煤油、7号溶剂油或石蜡中的一种或几种。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述溶剂为分子量为40～1000的7号溶剂油。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤a)包括：

a1)将重均分子量为(1～7)×10⁶的超高分子量聚乙烯与溶剂混合在70℃～120℃的温度范围内溶胀30min～60min制得浓度为70wt％～97.6wt％的纺丝溶液，所述溶剂为室温下是液体的碳氢化合物；

a2)将所述纺丝溶液喂入双螺杆挤出机进行挤压溶解制得纺丝溶液，所述纺丝溶液喂入双螺杆挤出机的入口温度为90℃～120℃，中间挤压溶解的温度160℃～200℃，出口温度为150℃～190℃，双螺杆挤出机的旋转速度为30r/min～300r/min，纺丝溶液在双螺杆挤出机内的停留时间为不超过10分钟。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征为所述步骤a1)包括：

a11)将所述溶剂分为第一质量份M₁和第二质量份M₂，M₁与M₂的质量比为20～30∶80～70，将M₁在溶胀釜内预热到100℃～120℃，然后将超高分子量聚乙烯粉末与M₁混合进行初步溶胀，初步溶胀时间为10min～20min；

a12)将M₂预热到70℃～100℃与初步溶胀后的超高分子量聚乙烯和M₁混合进行再溶胀得到纺丝溶液，再溶胀时间为25min～40min；

a13)将再溶胀后的纺丝溶液送入储料釜冷却到室温再进行步骤a2)。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤b)具体实现为将纺丝溶液采用长径比为6/1～30/1的喷丝孔以1m/min～10m/min的速度喷丝，然后在20℃～60℃的温度范围内冷却得到凝固丝条，再对凝固丝条施加不超过2倍的喷头拉伸得到冻胶丝。