[发明专利]一种超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)将超高分子量聚乙烯树脂粉、助剂及溶剂混合均匀，之后在95-105℃下进行多级高剪切乳化，乳化时间为15-40分钟，得到纺丝原液；

2)将纺丝原液采用饱和进料的方式，送入双螺杆挤出机中进行溶解纺丝，经后处理即得到所述的超高分子量聚乙烯纤维。

2.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的超高分子量聚乙烯树脂粉的分子量为400万-600万，为3-7，粒径在120-220μm之间的超高分子量聚乙烯树脂粉颗粒的比例≥50％。

3.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的助剂包括抗氧剂、流动促进剂、热稳定剂、着色剂或功能性粉末中的一种或更多种，所述的溶剂包括卤代烃、矿物油、十氢萘、四氢萘、萘、二甲苯、甲苯、十二烷、十一烷烃、癸烷、壬烷、辛烯、氯苯、石油醚或低分子量聚乙烯蜡等中的一种或更多种。

4.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的超高分子量聚乙烯树脂粉与助剂的质量比为1000:(1-50)，所述的超高分子量聚乙烯树脂粉与溶剂的质量比为1:(7-50)。

5.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，步骤1)中，采用搅拌的方式进行混合，混合过程中，温度为28-35℃，搅拌速率为20-200转/分钟，搅拌时间为10-30分钟；多级高剪切乳化过程中，剪切精度逐级提高，通过的颗粒物直径依次减小，最终低于15μm。

6.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，步骤2)中，后处理过程包括萃取、干燥、多级热牵伸中的一种或更多种。

7.一种用于实施如权利要求1至6任一项所述的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法的装置，其特征在于，该装置包括依次相连通的预混釜(1)、纺丝原液制备釜(2)、高剪切乳化机(3)及双螺杆挤出机(4)，所述的高剪切乳化机(3)与双螺杆挤出机(4)之间的管路上设有与纺丝原液制备釜(2)相连通的循环管(5)，所述的纺丝原液制备釜(2)与双螺杆挤出机(4)的进液口之间设有溢流管(6)。

8.一种超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，该超高分子量聚乙烯纤维采用如权利要求1至6任一项所述的方法制备而成。

9.一种如权利要求8所述的超高分子量聚乙烯纤维的应用，其特征在于，所述的超高分子量聚乙烯纤维用于防弹制品中。

10.根据权利要求9所述的一种超高分子量聚乙烯纤维的应用，其特征在于，将超高分子量聚乙烯纤维依次进行整经、铺展、浸胶、烘干、收卷，制得超高分子量聚乙烯单层UD布，后经0°/90°复合得到纤维复合布，再将纤维复合布制成软质防弹衣或硬质防弹装甲。