一种注塑级抗菌型超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法技术

本发明专利技术属于超高分子量聚乙烯纤维技术领域，具体涉及一种注塑级抗菌型超高分子量聚乙烯纤维，由45～65重量份超高分子量聚乙烯、10～20重量份聚苯乙烯、8～16重量份废弃PEN塑料破碎料、6～10重量份乙烯‑醋酸乙烯共聚物、4～8重量份珍珠棉、12～20重量份玻璃纤维、5～15重量份可溶性聚四氟乙烯、1～3重量份抗氧剂、20～40重量份抗菌剂和0.1～1重量份增效剂组成。本发明专利技术将废弃PEN塑料协同聚苯乙烯、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、珍珠棉、玻璃纤维、可溶性聚四氟乙烯、抗氧剂、抗菌剂和增效剂与UHMWPE粉混炼，增加其流动性和机械性能，利于注塑，制备得到的产品可应用于众多领域。

【技术实现步骤摘要】
一种注塑级抗菌型超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法
本专利技术属于超高分子量聚乙烯纤维
，具体涉及一种注塑级抗菌型超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法。
技术介绍
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维具有其他工程塑料不可比拟的耐磨性、耐腐蚀性、抗冲击性、耐低温性和自润滑性，被国外媒体称为“神奇的塑料”，但是由于其超高的分子量(粘均分子量为150万以上)，熔体粘度高达108Pa·s，熔融指数几乎为零。这使得超高分子量聚乙烯加工成型比较困难，无法采用普通挤出和注塑成型，通常用模压-烧结法加工形状简单的板材、棒材等，并且加工效率低下。另外，UHMWPE纤维具有低表面能和表面张力、高的结晶度、极其光滑的表面，与常用的无机、有机抗菌剂的很难有效结合，这使通过浸轧、涂覆抗菌剂等的方式处理UHMWPE纤维和织物的抑菌效果差、时效性短。若在生产过程中直接添加抗菌剂，因UHMWPE纤维生产需要经过高温溶解、纺丝(湿法纺丝大于220℃，干法纺丝大于142℃)，和高温热牵伸(牵伸温度120～155℃)等过程，很多种抗菌剂在高温下易发生化学反应而导致失效；UHMWPE纤维生产需经水解和各种溶剂萃取洗涤(常用萃取剂包括：二甲苯、碳氢清洗剂、二氯甲烷、四氯乙烯、三氯三氟乙烷等)过程，导致小分子抗菌剂在生产过程中大量流失，导致抗菌剂含量降低，抑菌效果变差。UHMWPE纤维具有低的表面能和表面张力、高的结晶度，即使是在纺丝前通过添加的方式将小分子抗菌剂加入UHMWPE原丝，后续生产中小分子抗菌剂亦会向纤维表面迁移快速流失。专利技术内容本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有良好的流动性、抗菌性能与机械性能，耐磨，耐低温，收缩率低，并能够通过普通挤出和注塑成型的注塑级超高分子量聚乙烯。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种注塑级抗菌型超高分子量聚乙烯纤维，由45～65重量份超高分子量聚乙烯、10～20重量份聚苯乙烯、8～16重量份废弃PEN塑料破碎料、6～10重量份乙烯-醋酸乙烯共聚物、4～8重量份珍珠棉、12～20重量份玻璃纤维、5～15重量份可溶性聚四氟乙烯、1～3重量份抗氧剂、20～40重量份抗菌剂和0.1～1重量份增效剂组成。较佳地，所述超高分子量聚乙烯的粘均分子量350～600万。较佳地，所述聚苯乙烯的熔融指数1～100g/10min。较佳地，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076中的一种。较佳地，所述抗菌剂由皂角刺粉、β-谷固醇、阿克苷、2,4-二甲基噻吩和樟脑粉按重量比3～5∶2～3∶1～2∶1～2组成；所述皂角刺粉的制备方法，包括以下步骤：将皂角刺研磨至粉末状，加入3～5倍水静置20～30min，先用NaAc-HAc缓冲溶液调pH至5.6～6.2，再加入适量纤维素酶在温度为45～50℃条件下，恒温酶解20～30min，100～105℃灭活，室温下抽滤；滤渣加入3～5倍的75％乙醇超声辅助处理10～20min，再75～85℃回流提取1～2h，收集回流提取液，减压浓缩，喷雾干燥，得到皂角刺粉。较佳地，喷雾干燥的进风温度控制130～150℃，出风温度100～120℃，进料速度3～5ml/min。较佳地，所述增效剂由阿姆布二醇酸、网球花定碱、异欧前胡素、哥伦比亚内酯按重量比1～2∶2～3∶3～5∶1～2∶1～2组成。基于一个总的专利技术构思，本专利技术的另一个目的在于提供上述注塑级抗菌型超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：S1.将聚苯乙烯、废弃PEN塑料破碎料、乙烯-醋酸乙烯共聚物、珍珠棉、玻璃纤维、可溶性聚四氟乙烯和抗氧剂在转速600～800r/min条件下，充分混合25～45min，制成混合物；S2.将超高分子量聚乙烯和S1得到的混合物混炼，制成混炼料；S3.将S2得到的混炼料和抗菌剂、增效剂在温度30～60℃、转速650～950r/min条件下混合10～20min，得到粗混品；S4.控制挤出温度192～254℃，将S3得到的粗混品经双螺杆挤出机挤出造粒，得到注塑级抗菌型超高分子量聚乙烯纤维。本专利技术对废弃PEN塑料破碎料充分利用，资源有效循环使用，并协同聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、珍珠棉、玻璃纤维、可溶性聚四氟乙烯、抗氧剂、抗菌剂和增效剂与超高分子量聚乙烯(UHMWPE粉)混炼，增加了分子链之间距离，减小范德华作用力，并在分子链间起到润滑作用，进一步增加其流动性和机械性能，耐低温、收缩率低、耐磨性好，利于注塑，制备得到的产品可应用于航天、军工、汽车、高铁、轨道交通和纺机配件等众多领域。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加明白清楚，结合具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，但是本专利技术并不限于这些实施例。需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。在本专利技术中，若非特指，所有的份、百分比均为质量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如没有特别说明，均为本领域的常规方法。实施例1一种注塑级抗菌型超高分子量聚乙烯纤维，由55重量份超高分子量聚乙烯、15重量份聚苯乙烯、12重量份废弃PEN塑料破碎料、8重量份乙烯-醋酸乙烯共聚物、6重量份珍珠棉、16重量份玻璃纤维、10重量份可溶性聚四氟乙烯、2重量份抗氧剂1010、30重量份抗菌剂和0.5重量份增效剂组成。所述超高分子量聚乙烯的粘均分子量480万。所述聚苯乙烯的熔融指数52g/10min。所述抗菌剂由皂角刺粉、β-谷固醇、阿克苷、2,4-二甲基噻吩和樟脑粉按重量比4∶2.5∶1.5∶1.5组成；所述皂角刺粉的制备方法，包括以下步骤：将皂角刺研磨至粉末状，加入4倍水静置25min，先用NaAc-HAc缓冲溶液调pH至5.9，再加入适量纤维素酶在温度为48℃条件下，恒温酶解25min，102℃灭活，室温下抽滤；滤渣加入4倍的75％乙醇超声辅助处理15min，然后80℃回流提取1.5h，收集回流提取液，减压浓缩，喷雾干燥，得到皂角刺粉。其中，喷雾干燥的进风温度控制140℃，出风温度110℃，进料速度4ml/min。所述增效剂由阿姆布二醇酸、网球花定碱、异欧前胡素、哥伦比亚内酯按重量比1.5∶2.5∶4∶1.5∶1.5组成。上述注塑级抗菌型超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：S1.将聚苯乙烯、废弃PEN塑料破碎料、乙烯-醋酸乙烯共聚物、珍珠棉、玻璃纤维、可溶性聚四氟乙烯和抗氧剂在转速700r/min条件下，充分混合35min，制成混合物；S2.将超高分子量聚乙烯和S1得到的混合物混炼，制成混炼料；S3.将S2得到的混炼料和抗菌剂、增效剂在温度45℃、转速800r/min条件下混合15min，得到粗混品；S4.控制挤出温度223℃，并将S3得到的粗混品经双螺杆挤出机挤出造粒，得到注塑级抗菌型超高分子量聚乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种注塑级抗菌型超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，由45～65重量份超高分子量聚乙烯、10～20重量份聚苯乙烯、8～16重量份废弃PEN塑料破碎料、6～10重量份乙烯-醋酸乙烯共聚物、4～8重量份珍珠棉、12～20重量份玻璃纤维、5～15重量份可溶性聚四氟乙烯、1～3重量份抗氧剂、20～40重量份抗菌剂和0.1～1重量份增效剂组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种注塑级抗菌型超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，由45～65重量份超高分子量聚乙烯、10～20重量份聚苯乙烯、8～16重量份废弃PEN塑料破碎料、6～10重量份乙烯-醋酸乙烯共聚物、4～8重量份珍珠棉、12～20重量份玻璃纤维、5～15重量份可溶性聚四氟乙烯、1～3重量份抗氧剂、20～40重量份抗菌剂和0.1～1重量份增效剂组成。


2.根据权利要求1所述的一种注塑级抗菌型超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯的粘均分子量350～600万。


3.根据权利要求1所述的一种注塑级抗菌型超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，所述聚苯乙烯的熔融指数1～100g/10min。


4.根据权利要求1所述的一种注塑级抗菌型超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076中的一种。


5.根据权利要求1所述的一种注塑级抗菌型超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，所述抗菌剂由皂角刺粉、β-谷固醇、阿克苷、2,4-二甲基噻吩和樟脑粉按重量比3～5∶2～3∶1～2∶1～2组成；
所述皂角刺粉的制备方法，包括以下步骤：
将皂角刺研磨至粉末状，加入3～5倍水静置20～30min，先用NaAc-HAc缓冲溶液调pH至5.6～6.2，再加入适量纤维素酶在温度为45～50℃条件下，恒温酶解20～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：万小江，潘钊，时艳，
申请(专利权)人：九江中科鑫星新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36