[发明专利]一种超高防切割性超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种超高防切割超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，其由超高分子量聚乙烯基质和分散于基质中的碳纤维粉末颗粒所组成；

在制备所述超高防切割超高分子量聚乙烯纤维的过程中：

先将碳纤维粉末与第一溶剂、表面活性剂混合乳化制成碳纤维粉末乳化料，再以该乳化料与分子量为20-600万的超高分子量聚乙烯粉料一同分散于第二溶剂中制得混合料，将所述混合料通过挤出机共混挤出，经过凝固浴冷却成型制得初生纤维，将初生纤维萃取、干燥、多级热牵伸，制得超高防切割超高分子量聚乙烯纤维；

其中，在所述混合料中，所述超高分子量聚乙烯、碳纤维粉末、溶剂的质量之比为15～40:0.1～1:100；所述溶剂的质量是指所述第一溶剂和第二溶剂质量之和；

其中，在制备所述乳化料之前，所述碳纤维粉末预先经过表面处理，使碳纤维粉末的颗粒表面活性化；所述表面处理的方法为以下任一种或几种的组合：气相氧化、液相氧化、催化氧化、偶联剂涂层、聚合物涂层和等离子体处理。

2.根据权利要求1所述的超高防切割超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，所述碳纤维粉末颗粒在所述超高防切割超高分子量聚乙烯纤维中的含量为0.25～10wt％。

3.一种超高防切割超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，包括：所述超高防切割超高分子量聚乙烯纤维由超高分子量聚乙烯基质和分散于基质中的碳纤维粉末颗粒所组成；制备方法包括如下步骤：

S1:将碳纤维粉末与第一溶剂、表面活性剂混合乳化，制成碳纤维粉末乳化料；所述碳纤维粉末预先经过表面处理，使碳纤维粉末的颗粒表面活性化；所述表面处理的方法为以下任一种或几种的组合：气相氧化、液相氧化、催化氧化、偶联剂涂层、聚合物涂层和等离子体处理；

S2:将所述碳纤维粉末乳化料与分子量为20-600万的超高分子量聚乙烯粉料一同分散于第二溶剂中制得混合料；

所述超高分子量聚乙烯、碳纤维粉末、溶剂的质量之比为15～40:0.1～1:100；所述溶剂的质量是指所述第一溶剂和第二溶剂质量之和；

S3:将所述混合料通过挤出机共混挤出，经过凝固浴冷却成型制得初生纤维，将初生纤维萃取、干燥、多级热牵伸，制得超高防切割超高分子量聚乙烯纤维。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述碳纤维粉末的颗粒直径为0.1-10μm，长度为0.1-100μm。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述碳纤维粉末的颗粒的形状为长度大于直径的长棒状颗粒。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述碳纤维粉末的主要成分是微晶石墨，由废旧碳纤维粉碎制取。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯的分子量为200-500万。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述挤出机为双螺杆挤出机，其双螺杆各区温度控制在100-300℃。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，第一溶剂和第二溶剂为相同溶剂或不同溶剂；所述第一溶剂和第二溶剂为选自白油、矿物油、植物油、石蜡油及十氢化萘中的一种或几种。

10.一种超高防切割超高分子量聚乙烯纤维，其是采用权利要求3-9任一项所述的制备方法制备得到。

11.一种超高防切割手套或防切割服，包含由权利要求10所述的超高防切割超高分子量聚乙烯纤维编织而成的编织物。