[发明专利]一种阻燃UHMWPE纤维的制备方法

说明书

本发明属于功能纤维制备技术领域，特别涉及一种阻燃超高分子量聚乙烯纤维的制备方法。一种阻燃UHMWPE纤维的制备方法，将超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）的表面除杂、将超高分子量聚乙烯纤维的活化预处理、将活化后的超高分子量聚乙烯纤维浸泡在阻燃工作液中，采用三浸三压的方法对纤维进行处理，最后将处理好的纤维于80℃下烘干72h。本发明方法制备的阻燃超高分子量聚乙烯纤维，极限氧指数（LOI）从未处理前的17.2（易燃）提高到24以上（阻燃）。

技术领域

本发明属于功能纤维制备技术领域，特别涉及一种阻燃超高分子量聚乙烯纤维的制备方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)作为当今世界上比强度和比模量最高的纤维，具有“轻薄如纸、坚硬如钢”的优异特性，其弹道防护性能超过了以“Kavlar”为代表的芳族聚酰胺纤维，是目前制造防弹衣、防弹头盔等防护装备的主要材料。但UHMWPE纤维的缺陷是阻燃性差，极限氧指数极低，仅为17，属于易燃纤维，这极大地限制了其在很多领域的应用。

超高分子质量聚乙烯（UHMWPE）纤维的主链是线型长链亚甲基，结构对称，易结晶取向。该结构使其具有不吸水、高的拉伸强度、强的耐冲击性能、良好的自身润滑性、优异的耐磨性、不黏性，以及耐化学药品性能，但同时由于其高度化学惰性，表面极其光滑，使得其改性成为本领域的重大难题。

目前对超高分子量聚乙烯纤维阻燃改性主要通过生产阻燃纤维或对纤维进行后整理。但国内UHMWPE纤维生产起步较晚，有关阻燃超高分子量聚乙烯纤维阻燃的专利或文献报道极少。

专利CN 105133324A用超高分子量聚乙烯和无机微粒助剂采用冻胶纺丝法制成的超高分子量聚乙烯纤维，并在纤维上喷涂乳胶涂层后制成织带，最后上阻燃液涂层制成了阻燃超高分子量聚乙烯织带。

专利CN 106087445A提供了一种阻燃超高分子量聚乙烯织物及其制备方法，首先将超高分子量聚乙烯织物在质量为20-30％的阻燃剂溶液中二浸二轧，轧液率70％，然后在60℃将织物烘干；再利用质量为10％-20％的聚偏氟乙烯溶液对织物表面进行涂层，在将涂层织物烘干后即制得阻燃超高分子量聚乙烯纤维织物。

文献“超高分子量聚乙烯纤维的浸压阻燃整理”首先用间苯二酚双 (二苯基磷酸酯)（RDP），甲基膦酸二甲酯DMMP，丙酮和硫脲配置了阻燃工作液，然后用二浸二压的方法得到阻燃超高分子量聚乙烯纤维。

上述的各类方法中，采用冻胶纺丝法制备超高分子量聚乙烯纤维对生产设备的要求较高，并且直接在超高分子量聚乙烯切片中添加无机物会损害纤维本身的物化性能。而直接通过涂层、浸压等后整理方法对纤维和织物进行阻燃整理的普遍缺陷就是耐久性差，阻燃效率低，且往往会损害纤维或织物本身的手感和物化性能。

发明内容

本发明的目的是针对现有的超高分子量聚乙烯纤维阻燃改性的不足，提供一种简单实用的阻燃超高分子量聚乙烯纤维的制备方法。

超高分子量聚乙烯纤维表面化学惰性极高，因此要获得较好的阻燃整理效果，必须要解决两大问题：一是必须通过有效的表面预处理，实现对超高分子量聚乙烯纤维表面的活化；二是必须寻求合适的阻燃剂，在满足适用、环保、不损害纤维本身物化性能的前提下提高阻燃效率，最终制备出能够满足环保和实际使用需求的阻燃超高分子量聚乙烯纤维。

本发明所采用的技术方案是：一种阻燃UHMWPE纤维的制备方法，按照如下的步骤进行

步骤一、超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）的表面除杂：将分子质量大于等于100万，纱线细度小于等于1000D的超高分子量聚乙烯纤维浸泡在无水乙醇或丙酮中，40℃下超声处理0.5~1h后自然晾干；