[发明专利]一种低温纺超细旦超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种低温纺超细旦超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，该纤维为由2-2000根单丝组成的纤维复丝，纤维复丝中单丝的线密度为0.2-0.3dtex，所述的纤维的力学强度为36cN/dtex~42cN/dtex；

所述低温纺超细旦超高分子量聚乙烯纤维通过以下方法制得：

1）将UHMWPE树脂与溶剂、和助剂混合喂入乳化机内，逐级升温乳化，第一级50- 85℃，第二级85-115℃，第三级115-130℃，三个时间段分别停留不少于0.5h，不少于1h，不少于2h，然后降至常温，进入双螺杆挤出机；

2）经过双螺杆挤出机溶胀、混炼挤出，在110℃~160℃下通过喷丝板挤出成型，并通过高倍的喷头拉伸形成细纤；

3）喷头拉伸过程中同时脱除冻胶细纤中的溶剂，并保持纤维具有不小于50cN的张力，干燥的纤维经过60~110℃的恒温段固化，最终收卷成型为初生丝；

4）初生丝通过多级的超倍热拉伸后得到成品超细旦超高分子量聚乙烯纤维。

2.根据权利要求1所述的低温纺超细旦超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，所述的纤维复丝的线密度为5dtex-2000dtex，纤维中溶剂残留量为0.01%-0.1%。

3.一种如权利要求1所述的低温纺超细旦超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将UHMWPE树脂与溶剂、和助剂混合喂入乳化机内，逐级升温乳化，第一级50- 85℃，第二级85-115℃，第三级115-130℃，三个时间段分别停留不少于0.5h，不少于1h，不少于2h，然后降至常温，进入双螺杆挤出机；

2）经过双螺杆挤出机溶胀、混炼挤出，在110℃~160℃下通过喷丝板挤出成型，并通过高倍的喷头拉伸形成细纤；

3）喷头拉伸过程中同时脱除冻胶细纤中的溶剂，并保持纤维具有不小于50cN的张力，干燥的纤维经过60~110℃的恒温段固化，最终收卷成型为初生丝；

4）初生丝通过多级的超倍热拉伸后得到成品超细旦超高分子量聚乙烯纤维。

4.根据权利要求3所述的低温纺超细旦超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，所述的UHMWPE树脂的粘均分子量为100万~1000万，平均粒径为100~300μm，堆积密度为0.3~0.5g/cm³。

5.根据权利要求3所述的低温纺超细旦超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，所述的UHMWPE树脂与溶剂的质量比为1:50~1:10；

UHMWPE树脂与助剂质量比为1000:1~10:1。

6.根据权利要求5所述的低温纺超细旦超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为石蜡油、煤油、植物油、十氢萘、四氢萘、二甲苯、甲苯、二氯苯或石油醚中的一种或多种；

所述的助剂为抗氧剂，或抗氧剂和抗氧剂助剂按质量比1000:1至1:1的混合物，其中抗氧剂及抗氧助剂为酚类抗氧剂。

7.根据权利要求3所述的低温纺超细旦超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，步骤3）所述的双螺杆挤出机直径为15~135cm，长径比为30~72，螺杆温度为110~190℃。

8.根据权利要求3所述的低温纺超细旦超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，所述的喷丝板为圆形板、方形板、异形板中的一种或多种，板孔为圆形、三角形、方形、异形孔中的一种或多种，喷丝板的孔径为0.3~1mm，长径比为5:1~30:1。

9.根据权利要求3所述的低温纺超细旦超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，步骤3）中脱除溶剂的方法为气体吹脱、汽提、热致相分离、萃取中的一种或多种；所述的气体为氮气，烟道气，二氧化碳，蒸汽中的一种或多种。

10.根据权利要求3所述的低温纺超细旦超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，步骤4）所述的多级的超倍热拉伸为一级或一级以上的热牵伸，第一级均为喷丝头的拉伸，喷头拉伸比为10-100倍，总牵伸倍率为10~1000倍，拉伸温度为60~160℃。