[发明专利]一种文物专用超高分子聚乙烯纤维材料制备方法及其应用

权利要求书

1.一种文物专用超高分子聚乙烯纤维材料制备方法，其特征在于，该文物专用超高分子聚乙烯纤维材料制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一：超高分子聚乙烯纤维原料的制备；

步骤二：原料的混练搅拌；

步骤三：物料的纺丝分置；

步骤四：物料挤压成丝处理；

步骤五：聚乙烯纤维丝的萃取；

步骤六：萃取剂祛除烘干；

步骤七：聚乙烯纤维丝的加热牵伸；

步骤八：文物专用聚乙烯纤维丝的卷绕成型；

步骤九：文物专用材料的纺织成型。

2.如权利要求1所述的文物专用超高分子聚乙烯纤维材料制备方法，其特征在于，在步骤一中，所述的超高分子聚乙烯纤维原料主要为超高分子量聚乙烯粉末和超高分子量聚乙烯溶剂；所述的超高分子量聚乙烯溶剂为白油、石蜡油、十氢化萘、矿物油中的一种或者几种；溶剂的粘度在40℃下为40～100Cst。

3.如权利要求1所述的文物专用超高分子聚乙烯纤维材料制备方法，其特征在于，在步骤二中，将步骤一中的原料加入到螺杆挤压机对物料起着输送—搅拌—加热—加压等作用。首先，进入“螺杆”之前的浆料要脱泡，不能含有水汽，物料在输送过程中，要得到充分的混练搅拌。各区的加热温度，要结合螺杆上捏合块的位置加以设定，并且要保证一定的输送压力。

4.如权利要求1所述的文物专用超高分子聚乙烯纤维材料制备方法，其特征在于，在步骤二中，所述的高速剪切搅拌的速度为1000～3000r/min，搅拌时间为3～6h，混合均匀，温度110～280℃，得到质量浓度为5％～10.5％的纺丝溶液。

5.如权利要求1所述的文物专用超高分子聚乙烯纤维材料制备方法，其特征在于，在步骤三中，将步骤二中的纺丝溶液注入到纺丝箱中，纺丝箱的作用主要是保温；控温；均匀的将物料分配到每一个纺丝组件；所述的纺丝温度为230～280℃，具体为250℃，在纺丝步骤之后，将纺丝所得凝胶丝进行萃取和热牵伸得到复合纤维。

6.如权利要求1所述的文物专用超高分子聚乙烯纤维材料制备方法，其特征在于，在步骤四中，紧接着将步骤三中的物料由计量泵将物料挤压变为丝条，就是通过喷丝板实现的，板的孔径大小及刨面形状是它的重要技术参数；所述的超高分子量聚乙烯纤维为(100～10000)D/(50～1000)f范围内超高分子量聚乙烯纤维中的一种或两种以上。

7.如权利要求1所述的文物专用超高分子聚乙烯纤维材料制备方法，其特征在于，在步骤六中，所述的干燥工序，主要目的是将粘于丝条上的萃取剂祛除烘干，以备牵伸之用；所述的干燥温度控制在40～60℃，烘干时间控制30-60分钟l，400μg/m。

8.如权利要求1所述的文物专用超高分子聚乙烯纤维材料制备方法，其特征在于，在步骤八中，所述的文物专用聚乙烯纤维丝所制得的高韧性高强聚乙烯纤维纤度在100～10000D、断裂伸长率在2.2～5.3％和纤维断裂比功在0.001～1N/tex，有利于超高分子量聚乙烯纤维制品在要求高耐磨及高力学强度领域的使用；所述的丝卷成型的要求：丝筒无塌边，无毛边，丝束要定长，定重。

9.如权利要求1所述的文物专用超高分子聚乙烯纤维材料制备方法，其特征在于，该一种文物专用超高分子聚乙烯纤维材料在文物保护中的应用，包括文物保护超高分子聚乙烯纤维膜(1)，柔性薄膜压力传感器(2)，电路导线(3)，预警壳(4)，电池片(5)和增大蜂鸣器(6)，所述的柔性薄膜压力传感器(2)镶嵌在文物保护超高分子聚乙烯纤维膜(1)的内部两端位置；所述的电路导线(3)镶嵌在文物保护超高分子聚乙烯纤维膜(1)的内部并将柔性薄膜压力传感器(2)和预警壳(4)相连接；所述的预警壳(4)缝接在文物保护超高分子聚乙烯纤维膜(1)；所述的电池片(5)镶嵌在预警壳(4)的内部右侧位置；所述的增大蜂鸣器(6)镶嵌在预警壳(4)的前部中间位置。

10.如权利要求9所述的文物专用超高分子聚乙烯纤维材料在文物保护中的应用，其特征在于，所述的柔性薄膜压力传感器(2)的响应时间小于5ms，能承受重复按压100万次以上；所述的电路导线(3)外层为柔性耐弯折的纳米塑料层；所述的文物保护超高分子聚乙烯纤维膜(1)的内部两侧还设置有柔性薄膜振动器(7)，水平传感器(8)和后台报警(9)；所述的柔性薄膜振动器(7)和水平传感器(8)与后台报警(9)相电性连接。