[发明专利]超高分子量聚乙烯纤维纺丝溶体的制备方法及其制备系统

权利要求书

1.一种超高分子量聚乙烯纤维纺丝溶体，其特征在于该纺丝溶体的原料组成包括超高分子量聚乙烯粉末和溶剂，溶剂采用白油；

超高分子量聚乙烯粉末与溶剂的质量百分比为(1～50):100。

2.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维纺丝溶体，其特征在于：超高分子量聚乙烯粉末的平均分子量在100～1000万之间；白油采用10-80#白油。

3.根据权利要求2所述的一种超高分子量聚乙烯纤维纺丝溶体，其特征在于：

若溶剂采用40-80#白油，对应超高分子量聚乙烯粉末的平均分子量在100-1000万之间；

若溶剂采用50-70#白油，对应超高分子量聚乙烯粉末的平均分子量在300-1000万之间；

若溶剂采用10-40#白油，或者其与50-70#白油、40-80#白油按任意比例的混合物，对应超高分子量聚乙烯粉末的平均分子量在300-1000万之间。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种超高分子量聚乙烯纤维纺丝溶体，其特征在于：该纺丝溶体的组成还包括抗氧剂、稳定剂、染色剂、阻燃剂、消光剂或其衍生物中一种以上的混合物，作为辅料。

5.根据权利要求4所述的一种超高分子量聚乙烯纤维纺丝溶体，其特征在于：辅料采用二烷基二硫代磷酸锌、有机锡、氢氧化铝、聚甲基脲树脂中的一种以上的混合物。

6.如权利要求1～5任一所述一种超高分子量聚乙烯纤维纺丝溶体的制备方法，其特征在于：该方法采用超高分子量聚乙烯粉末和白油分别进入同一工艺挤出机进行连续工艺挤出，得到纺丝溶体；

工艺挤出机的挤出段从上游到下游顺次至少包含有加热区、真空区、出品区；

白油经过计量管路送入工艺挤出机的加热区，经加热区加热升温；

超高分子量聚乙烯粉末通过物料输送进入工艺挤出机的真空区，于真空区挤出段内超高分子量聚乙烯粉末与加热升温的白油进行混合挤出，至下游；

真空区挤出段为混合挤出提供真空负压环境；

超高分子量聚乙烯粉末与白油混合挤出后至出品区，排出工艺挤出机，得到超高分子量聚乙烯纤维纺丝溶体。

7.根据权利要求6所述的一种超高分子量聚乙烯纤维纺丝溶体的制备方法，其特征在于：

工艺挤出机的加热区的加热温度为常温～300℃；

工艺挤出机的真空区的真空度为0～-0.8Mpa。

8.根据权利要求6或7所述的一种超高分子量聚乙烯纤维纺丝溶体的制备方法，其特征在于：

超高分子量聚乙烯粉末目数为80～120目，占比≥90％，物料输送状态为常温输送到工艺挤出机；

白油投料温度：60℃，运动粘度：43～49，泵压0.01Mpa；

辅料可与超高分子量聚乙烯粉末按比例混合，添加比例1‰～3‰，一同输送至工艺挤出机，或辅料直接输送至工艺挤出机进行混合；

该工艺挤出机的工艺挤出温度小于200℃；

该超高分子量聚乙烯纤维纺丝溶体的成品纤维强度为38～45cN/dtex。

9.如权利要求1～5任一所述一种超高分子量聚乙烯纤维纺丝溶体的制备系统，其特征在于：该制备系统包括：溶剂罐、料仓和工艺挤出机；

溶剂罐的溶剂管路上配置有流量泵和阀门，

料仓配置有物料输计量送机，

工艺挤出机的工艺挤出段设置为加热区、真空区、出品区，

加热区的上游端设置有第一进料口，溶剂罐的溶剂管路下游端连通至第一进料口；加热区上设置有加热套；

真空区的上游端设置有第二进料口，物料输送机的输送末端连通至第二进料口；

真空区配置有真空排气口，真空排气口与外界的真空泵连接；

出品区配置有出料口。

10.根据权利要求9所述的一种超高分子量聚乙烯纤维纺丝溶体的制备系统，其特征在于：料仓上设有失重计量装置；物料输计量送机采用失重计量的单螺杆挤出机或双螺杆挤出机；工艺挤出机采用双螺杆挤出机。