[发明专利]一种高防切割超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高防切割超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其包括：将超细无机粉体先经表面优化处理去掉锋利的超细无机粉体颗粒的边角同时在表面形成凹凸不平的立体纹路，制得超细无机粉体添加剂；将超细无机粉体添加剂与溶剂、表面活性剂混合乳化，制成添加剂乳化料；将添加剂乳化料与分子量为20‑150万的超高分子量聚乙烯粉料一同分散于溶剂中制得混合料；将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，制得高防切割超高分子量聚乙烯纤维。经测试证明，由高防切割超高分子量聚乙烯纤维编织的手套，手感柔软、无扎刺感、佩戴舒适、耐用度好、耐切割性能损耗慢，经EN388‑2003测试，防切割等级达到3‑5级。

技术领域

本发明涉及聚乙烯纤维技术领域，尤其是一种高防切割超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维是目前已经工业化纤维材料中比强度最高的纤维，具有优异的高强、高模、耐磨、耐化学腐蚀等性能，广泛地应用在国防军事、海工缆绳、个体防护等领域。随着军民融合的不断深入，超高分子量聚乙烯纤维在民用市场的应用逐渐增大，其中以防切割手套为主的民用市场逐渐占据主导地位。目前，常用的400D超高分子量聚乙烯纤维制成的防护手套，其切割等级最高为EN388-2003标准3级，且非常不稳定，越来越不适应实际工作环境中对割伤危害防护的需求。

为提高手套的防切割等级，常用的方法是将玻璃纤维、钢丝等材料与超高分子量聚乙烯纤维混纺编织，达到提高防切割等级的目的。这种方法虽然可以提高手套的防切割性能，但是由于钢丝比较硬(硬度大不易佩戴且舒适性差)，而玻璃纤维比较脆易断裂外露、手套手感差、佩戴舒适度低，且玻璃纤维毛刺容易对手部造成瘙痒、扎伤、戳划等二次伤害，无法实现防护性能与舒适性能的兼容。

有鉴于此，发明人希望提供一种新型防切割超高分子量聚乙烯纤维，使该纤维不需要与玻璃纤维或钢丝等材料混纺编织，自身便可直接编织成防切割手套或防切割服，从而使防切割手套或防切割服兼具高强防切割性能和佩戴舒适性能。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述问题，本发明提供一种高防切割超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，采用所述制备方法制得的高防切割超高分子量聚乙烯纤维，能编织成防切割手套或防切割防护服等，实现高强防护性能和较好的佩戴舒适性；同时，由于本发明的制备工艺设计更为合理，使高防切割超高分子量聚乙烯纤维的耐用性更好。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种高防切割超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其包括：

将超细无机粉体先经表面优化处理去掉锋利的超细无机粉体颗粒的边角同时在表面形成凹凸不平的立体纹路，制得超细无机粉体添加剂；

将超细无机粉体添加剂与第一溶剂、表面活性剂混合乳化，制成添加剂乳化料；

将所述添加剂乳化料与分子量为20-150万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，制得高防切割超高分子量聚乙烯纤维。

在本发明的一个优选实施例中，所述超细无机粉体为选自碳化钨粉末、氧化钨粉末、碳化铜粉末、氮化硼粉末、陶瓷粉末、玻璃粉末及矿物岩棉粉末中的一种或几种的组合。

更优选地，所述超细无机粉体添加剂为两种或两种粉末以上的组合，如：碳化钨与陶瓷粉末的组合、碳化铜与玻璃粉末的组合、矿物岩棉板与氮化硼粉末的组合和氧化钨与玻璃粉末的组合。

在本发明的一个优选实施例中，所述超细无机粉体添加剂的粒径为0.1-100μm，优选20-60μm。