[发明专利]一种超高分子量聚乙烯改性纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐高温材料领域，尤其涉及一种经过超过分子量聚乙烯改性后的玻璃纤维的制备方法。

背景技术

玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。E玻璃亦称无碱玻璃，是一种硼硅酸盐玻璃。是目前应用最广泛的一种玻璃纤维用玻璃成分，具有良好的电气绝缘性及机械性能，广泛用于生产电绝缘用玻璃纤维，也大量用于生产玻璃钢用玻璃纤维，它的缺点是易被无机酸侵蚀，故不适于用在酸性环境。

超高分子量聚乙烯是一种黏均相对分子量超高1.5*10⁶的聚乙烯产品，分子链主要由亚甲基组成，无支链和双键，呈线性结构。由于其相对分子量较高，使其具备其他常规分子量聚乙烯所不具备的优异性能，如耐冲击、高强度、自润滑性以及耐磨性等，而且，超高分子量聚乙烯的耐磨性位居塑料之首，大大超过普通聚乙烯。

本发明通过将超高分子量聚乙烯与玻璃纤维进行复合改性，将超高分子量聚乙烯的优异性能与玻璃纤维的性能进行融合，使得改性后的玻璃纤维具有耐高温、防腐蚀、耐摩擦、高强度以及使用寿命长的特点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种超高分子量聚乙烯改性纤维的制备方法，以解决现有的玻璃纤维塑性差、易折断、耐磨性能差、不耐腐蚀以及使用寿命短的技术问题；为解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明公开了一种超高分子量聚乙烯改性纤维的制备方法，包括以下制备步骤：

步骤一、超高分子量聚乙烯溶液的制备

向1000ml的烧杯中加入粘均分子量为200～300万的超高分子量聚乙烯，然后再向烧杯中加入溶剂十氢萘，在150～160℃条件下搅拌溶解，得到超高分子量聚乙烯溶液，备用；

步骤二、玻璃纤维的处理

将玻璃纤维先用质量浓度为5％盐酸溶液进行酸滤沥处理，然后再将玻璃纤维进行水洗、干燥处理；

步骤三、将步骤二中干燥后的玻璃纤维浸入到粘黏剂溶液中，浸泡15～20min，然后取出，室温下晾晒风干；

步骤四、将步骤一中热的超高分子量聚乙烯溶液分别涂覆在玻璃纤维的正反面上，室温冷却，得到超高分子量聚乙烯改性纤维。

进一步的，为了更好的促进超高分子量聚乙烯能够牢固涂覆在玻璃纤维的表面，同时提高改性纤维的阻燃性能，步骤一中的烧杯中还加入防冻剂、润滑剂、阻燃剂和成核剂，防冻剂为乙二醇，润滑剂为石墨或硬脂酸钙，阻燃剂为磷酸酯，成核剂为高岭土、二氧化钛或二氧化硅。

进一步的，为了更好的使得超高分子量聚乙烯能够以半流动状态下存在，使得更方便的涂覆在玻璃纤维表面，步骤一中超高分子量聚乙烯溶液中溶质的质量分数为0.03～0.06。

进一步的，为了更好的提高改性纤维的强度，步骤四中，经过室温冷却后的超高分子量聚乙烯改性纤维单面上的超高分子量聚乙烯纤维的厚度为1～3mm。

进一步的，为了提高玻璃纤维的使用范围，扩大改性纤维的应用领域，玻璃纤维为E玻璃纤维。

本发明公开了一种超高分子量聚乙烯改性纤维的制备方法，通过将超高分子量聚乙烯与玻璃纤维进行复合、填充，使得二者的优异性能能够同时发挥。目前，还没有出现将二者进行复合的报道，通常认为超高分子量聚乙烯不具有耐高温的性能，但是通过将其与玻璃纤维进行复合，玻璃纤维能够很好的保护超高分子量聚乙烯；同时超高分子量聚乙烯的高强度、耐磨、防腐的性能又能反过来保护玻璃纤维。通过改性后的玻璃纤维具有耐高温、防腐蚀、耐摩擦、高强度以及使用寿命长的特点。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

实施例1公开了一种超高分子量聚乙烯改性纤维的制备方法，包括以下制备步骤：

步骤一、超高分子量聚乙烯溶液的制备

向1000ml的烧杯中加入粘均分子量为200～300万的超高分子量聚乙烯，然后再向烧杯中加入溶剂十氢萘，在150℃条件下搅拌溶解，得到超高分子量聚乙烯溶液，备用；

步骤二、玻璃纤维的处理