[发明专利]一种超高强、高模、细旦纤维的制备方法

权利要求书

1.一种超高强、高模、细旦纤维的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1).将超高分子量聚乙烯树脂粉末与室温下相对密度低于0.75g/cm³且常压下沸点高于100℃的溶剂A进行第一次物理混合；

步骤(2).将步骤(1)得到的混合料静置、平衡至室温，然后经筛滤、离心方式除去附着于超高分子量聚乙烯树脂粉末表面的多余的溶剂A；

步骤(3).将步骤(2)得到的混合料与溶剂B及添加剂进行第二次物理混合，混合成混合浆料；

步骤(4).将步骤(3)得到的混合浆料注入双螺杆挤出机，通过计量泵、纺丝组件和喷丝板挤出，经空气间隙进入循环冷却水浴中，在主动辊的牵引下冻胶丝有序落入盛丝筒。

步骤(5).将步骤(4)得到的冻胶丝在室温下静置16～48小时，然后在室温下进行预牵伸，并连续性地进入萃取槽和干燥箱进行萃取和干燥；

步骤(6).将步骤(5)得到的干燥丝经牵伸机导入蒸汽热箱进行多级热牵伸，然后在保持张力状态下将牵伸丝冷却至室温，收卷得到成品丝。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的超高分子量聚乙烯树脂粉末的重均分子量为300万～600万，分子量分布为2.0～4.0，每10000个碳原子的侧链数为0.1～1个；作为优选，平均粒径为10～90微米，粒径分布为1.5～3.5，平均结晶度为55％～75％；进一步优选，所述的超高分子量聚乙烯树脂粉末的平均粒径为10～50微米，粒径分布为1.5～2.5。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的溶剂A为碳原子数为7～12的烷烃的一种或多种的混合物。

4.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的超高分子量聚乙烯树脂粉末与溶剂A的重量比例为51/49～99/1；作为优选，超高分子量聚乙烯树脂粉末与溶剂A的重量比例为75/25～99/1。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的第一次物理混合在封闭的带或3有搅拌装置以及压力和温度控制的容器中进行，搅拌速率为100～900rpm，压力为1.2～2.8个大气压，温度为20～100℃，混合时间为10～90分钟。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，采用目数为180～240的筛网进行筛滤，所述的溶剂A最终在树脂粉末中的重量含量为0.1％～4.9％；作为优选，最终溶剂A在超高分子量聚乙烯树脂粉末中的重量含量为0.1％～2.5％。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的溶剂B为石蜡油、矿物油、煤油中的一种或任意种及任意配比的混合物；所述的添加剂包括抗氧剂、润滑剂、抗静电剂、紫外线稳定剂；其中，步骤(2)得到的混合料与溶剂B的重量比例为8/92～16/84，添加剂含量≤5wt％；

所述的第二次物理混合在封闭的带有搅拌装置以及温度控制的容器中进行，搅拌速率为10～60rpm，温度为20～100℃，混合时间为10～30分钟。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述的双螺杆挤出机的螺杆直径为65～95mm，长径比为60～80，料筒温度为180～260℃，螺杆转速为150～350rpm；所述的纺丝组件和喷丝板的温度为240～260℃；所述的喷丝板为圆形喷丝板，孔数为240～480，孔径为0.6～1.0mm，长径比为8～12；所述的空气间隙长度为2～10mm，冷却水浴温度为5～25℃，主动辊的牵引速率为5～25m/min；作为优选，所述的空气间隙长度为2～6mm，并在空气间隙中对丝条施加牵伸，牵伸比DR1为4～6。