[发明专利]一种超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，其包含超高分子量聚乙烯基质和分散于基质中的氮化硼微米级短纤维，所述氮化硼微米级短纤维的含量为0.25~20wt%；

所述氮化硼微米级短纤维直径0.1-20μm，长度为1-180μm，且氮化硼微米级短纤维的形状为长度大于直径的长棒状颗粒；

其中，采用以下方式中的一种或几种的结合改善氮化硼微米级短纤维与超高分子量聚乙烯基质之间的亲和性和分散性：

方式一：对氮化硼微米级短纤维进行偶联剂改性；

所述氮化硼微米级短纤维为先经羟基活化后再连接偶联剂的改性氮化硼微米级短纤维，具体方法为：将氮化硼微米级短纤维溶于1-5mol/L的氢氧化钠溶液中，在110℃-120℃下搅拌10-20h，抽滤、去离子水冲洗，烘干得到表面羟基化的活化氮化硼微米级短纤维；将丙酮与pH为2-4的稀盐酸按照6-10:1的体积比配成溶液，向该溶液中加入偶联剂，在40-60℃下水解0.5-1h，向溶液中加入活化氮化硼微米级短纤维，继续搅拌2-5h，烘干，得到改性氮化硼微米级短纤维；

方式二：将氮化硼微米级短纤维和氮化硼颗粒混合使用，使短纤维交叉的位置或空隙处由氮化硼颗粒补充；氮化硼颗粒为中值粒径0.1-12μm的氮化硼颗粒，氮化硼微米级短纤维与氮化硼颗粒的质量比为5~20:1。

2.一种超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，包括：

S1:将氮化硼微米级短纤维与分子量为20-600万的超高分子量聚乙烯粉料混合，然后一同在纺丝溶剂中加热溶胀，得到混合料；

S2: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，制得超高分子量聚乙烯纤维；其中所述氮化硼微米级短纤维的含量为0.25~20wt%；

步骤S1中，采用以下方式中的一种或几种的结合改善氮化硼微米级短纤维与超高分子量聚乙烯基质之间的亲和性和分散性：

所述氮化硼微米级短纤维直径0.1-20μm，长度为1-180μm，且所述氮化硼微米级短纤维的形状为长度大于直径的长棒状颗粒；

方式一：对氮化硼微米级短纤维进行偶联剂改性；所述氮化硼微米级短纤维为先经羟基活化后再连接偶联剂的改性氮化硼微米级短纤维，具体方法为：将氮化硼微米级短纤维溶于1-5mol/L的氢氧化钠溶液中，在110℃-120℃下搅拌10-20h，抽滤、去离子水冲洗，烘干得到表面羟基化的活化氮化硼微米级短纤维；将丙酮与pH为2-4的稀盐酸按照6-10:1的体积比配成溶液，向该溶液中加入偶联剂，在40-60℃下水解0.5-1h，向溶液中加入活化氮化硼微米级短纤维，继续搅拌2-5h，烘干，得到改性氮化硼微米级短纤维；

方式二：将氮化硼微米级短纤维和氮化硼颗粒混合使用，使短纤维交叉的位置或空隙处由氮化硼颗粒补充；将所述氮化硼微米级短纤维和氮化硼颗粒预先干混，然后与超高分子量聚乙烯粉料混合；所述氮化硼颗粒为中值粒径0.1-12μm的氮化硼颗粒，其中氮化硼微米级短纤维与氮化硼颗粒质量比为5~20:1。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，方式一中，所述偶联剂为KH570或CAI，所述偶联剂占所述氮化硼微米级短纤维原料的1-10%。