一种阻燃超高强聚乙烯的生产方法
阅读说明：本技术 一种阻燃超高强聚乙烯的生产方法 (Production method of flame-retardant ultrahigh-strength polyethylene ) 是由 陈林 金效东 张亮 王亚军 于 2021-05-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种阻燃超高强聚乙烯的生产方法,应用在纤维制造的领域中,解决了现有超高强聚乙烯阻燃性能不佳的技术问题,其技术方案要点是包括以下步骤：S1、原料制备；S2、螺杆挤出；S3、纺丝加工；S4、水冷萃取；S5、在S4中干燥后的纤维表面进行粘附液喷淋覆膜,快速穿过阻燃颗粒料桶,阻燃颗粒料桶内装有大量聚碳酸酯粉粒,在阻燃颗粒料桶内部还设有超声波发生器；S6、加热牵伸；S7、热风吹整；S8、包装,具有能够提高加工后超高强聚乙烯纤维的阻燃耐火性能的技术效果。(The invention discloses a method for producing flame-retardant ultra-high-strength polyethylene, which is applied to the field of fiber manufacturing and solves the technical problem that the existing ultra-high-strength polyethylene has poor flame-retardant performance, and the technical scheme is characterized by comprising the following steps: s1, preparing raw materials; s2, screw extrusion; s3, spinning; s4, water-cooling extraction; s5, spraying an adhesive liquid on the surface of the fiber dried in the step S4 to form a film, rapidly penetrating through a flame-retardant particle charging barrel, filling a large amount of polycarbonate powder into the flame-retardant particle charging barrel, and arranging an ultrasonic generator inside the flame-retardant particle charging barrel; s6, heating and drafting; s7, blowing with hot air; s8, packaging, and the technical effect of improving the flame retardant and fire resistant performance of the processed ultra-high strength polyethylene fiber is achieved.)
技术领域
本发明涉及纤维材料领域，特别涉及一种阻燃超高强聚乙烯的生产方法。
背景技术
超高分子量聚乙烯纤维是继碳纤维、芳纶纤维之后的第三代高强、高模、高科技的特种纤维。这种纤维由于其分子质量极高，分子主链的结合好，纤维的结晶度和取向度都非常高，纤维拉伸性能特别优良，其拉伸强度是目前现有产业化生产的高性能纤维之最，比强度相当于优质钢丝的15倍，是碳纤维的2.6倍，是芳纶的1.7倍。
虽然超高分子量聚乙烯纤维有着如此优良的性能，但是它易于燃烧，其极限氧指数(LOI值)只有17.5，这在很多方面限制了它的应用和发展。现有技术的超高分子量聚乙烯纤维，仍然无法克服聚乙烯本身易燃的缺陷，且在燃烧过程中发热量和生烟量较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种阻燃超高强聚乙烯的生产方法，其优点是。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种阻燃超高强聚乙烯的生产方法，其特征是：包括以下步骤：
S1、原料制备：在超高分子量聚乙烯粉料中加入溶剂油、抗氧剂和改性剂，搅拌使各配料的充分混合，同步混入复合阻燃添加剂，阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁混合剂；
S2、螺杆挤出：将步骤S1中制得的混合原料加入到双螺杆挤出机内，经过加热、溶胀以及溶解，制得纺丝液；
S3、纺丝加工：向步骤S2中制得的纺丝液加入有机磷无卤阻燃剂，通过喷丝设备进行纺丝，纺丝过程中混入阻燃丝混纺，制得纺丝后的纤维；
S4、水冷萃取：将步骤S3中制得的纺丝后的纤维通过萃取机进行萃取，萃取后对于纤维进行干燥，制得萃取后的纤维；
S5、在S4中干燥后的纤维表面进行粘附液喷淋覆膜，快速穿过阻燃颗粒料桶，阻燃颗粒料桶内装有大量聚碳酸酯粉粒，在阻燃颗粒料桶内部还设有超声波发生器；
S6、加热牵伸：将步骤S5中纤维进行加热拉伸，拉伸采用伸缩反复动作，且纤维拉伸的温度为100-150℃；
S7、热风吹整：将S6中制得的拉伸纤维进行高温送风整形，风体温度控制在50-60℃，持续时间为1-2min；
S8、包装：将S7制得成品装入密闭包装袋中。
优选的：所述聚乙烯粉料与复合阻燃添加剂比例控制在3:1-5:1之间。
优选的：所述S3中纤维丝与阻燃丝混纺配比为6:1。
优选的：所述S5中喷淋时间控制在1.5s-2s之间，所述阻燃颗粒料桶的进口端设有刮胶槽。
优选的：所述S6中一次往复伸缩动作周期为3s-5s。
优选的：所述S8中的包装袋内充设有惰性保护气体。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、通过在阻燃超高强聚乙烯原料中混入阻燃剂，有助于显著提高产品整体的阻燃性能，同时在聚乙烯纤维混纺的过程中，掺入阻燃丝，进一步提高了纺丝后聚乙烯纤维的拒火特性，且在外表面还附着渗入有阻燃颗粒，在聚乙烯产品表面形成稳定的阻燃层，有助于在产品表面形成稳定阻燃物流质，最终实现产品自身全面的抗火阻燃性能。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
S1、原料制备：在超高分子量聚乙烯粉料中加入溶剂油、抗氧剂和改性剂，搅拌使各配料的充分混合，同步混入复合阻燃添加剂，聚乙烯粉料与复合阻燃添加剂比例为3:1，阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁混合剂；
S2、螺杆挤出：将步骤S1中制得的混合原料加入到双螺杆挤出机内，经过加热、溶胀以及溶解，制得纺丝液；
S3、纺丝加工：向步骤S2中制得的纺丝液加入有机磷无卤阻燃剂，通过喷丝设备进行纺丝，纺丝过程中混入阻燃丝混纺，纤维丝与阻燃丝混纺配比为6:1，制得纺丝后的纤维；
S4、水冷萃取：将步骤S3中制得的纺丝后的纤维通过萃取机进行萃取，萃取后对于纤维进行干燥，制得萃取后的纤维；
S5、在S4中干燥后的纤维表面进行粘附液喷淋覆膜，喷淋时间为1.5s，快速穿过阻燃颗粒料桶，阻燃颗粒料桶的进口端设有刮胶槽，能够保障喷淋后胶体表面均匀程度，在阻燃颗粒料桶内装有大量聚碳酸酯粉粒，同时阻燃颗粒料桶内部还设有超声波发生器；
S6、加热牵伸：将步骤S5中纤维进行加热拉伸，拉伸采用伸缩反复动作，一次往复伸缩动作周期为3s，且纤维拉伸的温度为100℃；
S7、热风吹整：将S6中制得的拉伸纤维进行高温送风整形，风体温度控制在50℃，持续时间为1min；
S8、包装：将S7制得成品装入密闭包装袋中，包装袋内充设有惰性保护气体。
实施例二：
S1、原料制备：在超高分子量聚乙烯粉料中加入溶剂油、抗氧剂和改性剂，搅拌使各配料的充分混合，同步混入复合阻燃添加剂，聚乙烯粉料与复合阻燃添加剂比例为4:1，阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁混合剂；
S2、螺杆挤出：将步骤S1中制得的混合原料加入到双螺杆挤出机内，经过加热、溶胀以及溶解，制得纺丝液；
S3、纺丝加工：向步骤S2中制得的纺丝液加入有机磷无卤阻燃剂，通过喷丝设备进行纺丝，纺丝过程中混入阻燃丝混纺，纤维丝与阻燃丝混纺配比为6:1，制得纺丝后的纤维；
S4、水冷萃取：将步骤S3中制得的纺丝后的纤维通过萃取机进行萃取，萃取后对于纤维进行干燥，制得萃取后的纤维；
S5、在S4中干燥后的纤维表面进行粘附液喷淋覆膜，喷淋时间为1.8s，快速穿过阻燃颗粒料桶，阻燃颗粒料桶的进口端设有刮胶槽，能够保障喷淋后胶体表面均匀程度，在阻燃颗粒料桶内装有大量聚碳酸酯粉粒，同时阻燃颗粒料桶内部还设有超声波发生器；
S6、加热牵伸：将步骤S5中纤维进行加热拉伸，拉伸采用伸缩反复动作，一次往复伸缩动作周期为4s，且纤维拉伸的温度为130℃；
S7、热风吹整：将S6中制得的拉伸纤维进行高温送风整形，风体温度控制在55℃，持续时间为1.5min；
S8、包装：将S7制得成品装入密闭包装袋中，包装袋内充设有惰性保护气体。
实施例三：
S1、原料制备：在超高分子量聚乙烯粉料中加入溶剂油、抗氧剂和改性剂，搅拌使各配料的充分混合，同步混入复合阻燃添加剂，聚乙烯粉料与复合阻燃添加剂比例为5:1，阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁混合剂；
S2、螺杆挤出：将步骤S1中制得的混合原料加入到双螺杆挤出机内，经过加热、溶胀以及溶解，制得纺丝液；
S3、纺丝加工：向步骤S2中制得的纺丝液加入有机磷无卤阻燃剂，通过喷丝设备进行纺丝，纺丝过程中混入阻燃丝混纺，纤维丝与阻燃丝混纺配比为6:1，制得纺丝后的纤维；
S4、水冷萃取：将步骤S3中制得的纺丝后的纤维通过萃取机进行萃取，萃取后对于纤维进行干燥，制得萃取后的纤维；
S5、在S4中干燥后的纤维表面进行粘附液喷淋覆膜，喷淋时间为2s，快速穿过阻燃颗粒料桶，阻燃颗粒料桶的进口端设有刮胶槽，能够保障喷淋后胶体表面均匀程度，在阻燃颗粒料桶内装有大量聚碳酸酯粉粒，同时阻燃颗粒料桶内部还设有超声波发生器；
S6、加热牵伸：将步骤S5中纤维进行加热拉伸，拉伸采用伸缩反复动作，一次往复伸缩动作周期为5s，且纤维拉伸的温度为150℃；
S7、热风吹整：将S6中制得的拉伸纤维进行高温送风整形，风体温度控制在60℃，持续时间为2min；
S8、包装：将S7制得成品装入密闭包装袋中，包装袋内充设有惰性保护气体。
通过实施例一、二、三多个实施例最终产品的比较，满足高强度聚乙烯纤维的同时，该纤维的阻燃性能均较市面上同类型产品显著提高改善，其中，实施例中二的产品经实际测试，其阻燃性能达10min，即能够保持10min的阻燃状态，有效延长产品在高温火情下的工作稳定性能，为本方法的最优方案；实施例一和实施三产品的阻燃性能同样能达到5min以上，相较现有产品不阻燃的特性而言，同样具有显著改良。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。