[发明专利]聚合物纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种聚合物纤维，其特征在于，所述纤维中含有2wt％-10wt％无机超细填料和0.1wt％-3wt％纳米微片，所述无机超细填料包括超细微粉和/或超细纤维。

2.根据权利要求1所述的聚合物纤维，其特征在于，所述纤维中无机超细填料的含量为6wt％-8wt％，所述纳米微片的含量为0.5wt％-2wt％。

3.根据权利要求1所述的聚合物纤维，其特征在于，所述无机超细填料包括二氧化硅颗粒、纳米碳化硅、氮化硼、玄武岩纤维、玻璃纤维中的一种或几种；优选玄武岩纤维和/或二氧化硅颗粒；

进一步优选地，所述超细纤维直径为1-10um，优选1-7um；平均长度30um-200um，优选30-70um；

进一步优选地，所述超细微粉的粒径为1-10um，优选1-7um。

4.根据权利要求1所述的聚合物纤维，其特征在于，所述纳米微片的片径为0.5-5um，优选为1-3um；所述纳米微片的厚度为0.5-30nm，优选为0.5-10nm；比表面积为200-1000m²/g，优选为200-240m²/g；

优选地，所述纳米微片为单层或多层堆叠的石墨烯。

5.根据权利要求1-4任一项所述的聚合物纤维，其特征在于，所述聚合物为超高分子量聚乙烯，优选地，所述超高分子量聚乙烯的粘均分子量为(2-6)*10⁶g/mol，优选(4-5)*10⁶g/mol。

6.根据权利要求1-4任一项所述的聚合物纤维，其特征在于，所述聚合物纤维中还含有抗氧剂，所述抗氧剂含量为0.01％-1％，优选为0.1％-0.5％；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂164、抗氧剂DNP、抗氧剂DLTP、抗氧剂TNP中的一种或两种以上的组合，优选为抗氧剂1010、抗氧剂164、抗氧剂DNP中的一种或两种。

7.一种聚合物纤维的制备方法，采用权利要求1-6所述的聚合物纤维中的各组分和含量，包括：

填料预混：将无机超细填料与溶剂A混合，用乳化机搅拌，得到填料预混液；

纳米微片预混：将纳米微片与溶剂B、分散剂混合，经搅拌、进入均质机、出料，形成浆料；

制备纺丝混合液：将所述的填料预混液、所述的纳米微片的浆料与溶剂C、UHMWPE粉和抗氧剂混合，得到纺丝混合液；

制备聚合物纤维：将所述纺丝混合液经溶胀、熔融挤出、冷却后得到冻胶丝，由所述冻胶丝制备得到聚合物纤维。

8.根据权利要求7所述的聚合物纤维的制备方法，其特征在于，所述的溶剂A、溶剂B和溶剂C均为正庚烷、环己烷、石蜡油、植物油、矿物油、白油中的一种或两种以上的组合，优选白油、石蜡油、或环己烷；优选地，所述溶剂A、溶剂B、溶剂C为同一种溶剂；溶剂粘度范围在100-2000mPa·s，溶剂粘度范围优选100-500mPa·s；和/或，

所述无机超细填料在填料预混液中的含量为2wt％-25wt％，优选5wt％-20wt％；和/或，

所述乳化机搅拌时间为10-20min，优选15min，搅拌速度为1000rpm-3000rpm，优选2000rpm。

9.根据权利要求7或8所述的聚合物纤维的制备方法，其特征在于，在纳米微片预混的步骤中，所述将纳米微片与溶剂B混合的具体方法为：将纳米微片加入溶剂B中，经高速剪切机搅拌后，进入超高压微射流均质机，在均质机里循环研磨至石墨烯要求的粒径D99≤5μm，出料。