【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纤维油剂，尤其涉及一种超高分子量聚乙烯纤维用油剂及其制备方法。
技术介绍
1、超高分子量聚乙烯（uhmwpe）纤维因其出色的机械性能在多个领域中得到了广泛应用，如防弹衣、防割手套、绳索、渔网和医疗器械等。uhmwpe纤维具有极高的强度、优异的耐磨性、低摩擦系数以及良好的抗冲击性，然而，这种纤维在实际应用中也存在一些显著的缺点，主要包括耐热性差和抗静电性能差。
2、uhmwpe纤维的熔点较低，大约在130℃左右，远低于其他高性能纤维（如芳纶纤维）的熔点。在高温环境下，uhmwpe纤维容易发生形变和降解，导致其机械性能显著下降。例如，在工业高温环境应用中，材料的耐热性直接影响其使用寿命和安全性。此外，纺织加工过程中涉及的热处理工序，如热定型和熨烫，也会对uhmwpe纤维造成不利影响，限制了其在这些领域中的应用。
3、uhmwpe纤维的抗静电性能较差，这主要是由于其本身的导电性极低，容易在使用过程中积累静电。静电的积累不仅会影响纤维的加工性能，例如在纺纱、织造和后整理过程中容易吸附灰尘和杂质，导致产品质量下降；同时，在某些特定环境中，如易燃易爆环境中，静电的积聚可能引发火灾或爆炸，带来严重的安全隐患。
4、目前，针对uhmwpe纤维耐热性差和抗静电性能差的问题，市场上已有一些改性方法和处理技术。例如，通过在纤维表面涂覆耐高温材料来提高其耐热性能，或添加抗静电剂以改善其抗静电性能。然而，一方面这些技术不能同时实现耐热性和抗静电性能的提升，另一方面经处理后的纤维抗静电性能和均匀性不佳，而且
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种超高分子量聚乙烯纤维用油剂及其制备方法，用以解决现有超高分子量聚乙烯纤维抗静电性和耐热性不足，现有技术不能同时提高超高分子量聚乙烯纤维抗静电性和耐热性且工艺繁琐、成本较高，经处理后的纤维抗静电性能和均匀性不佳等问题中的至少一个。
2、本专利技术提供了一种超高分子量聚乙烯纤维用油剂，所述油剂包括平滑剂、乳化剂、抗静电剂和稳定剂；所述抗静电剂为sio2-cnts复合材料。
3、具体的，所述油剂的组分按质量份计为：平滑剂50～70份，乳化剂50～60份，抗静电剂4～8份，稳定剂1～2份。
4、具体的，所述sio2-cnts复合材料的制备方法为：
5、首先利用硅烷偶联剂对碳纳米管进行改性，然后采用聚苯胺对改性碳纳米管进行包覆，最后将聚苯胺包覆的改性碳纳米管负载在二氧化硅载体上得到sio2-cnts复合材料成品，即所述抗静电剂。
6、具体的，所述平滑剂为油酸月桂醇酯、油酸异辛酯、硬脂酸异辛酯、甘油三油酸酯、矿物油中的一种或多种。
7、具体的，所述乳化剂为腰果酚聚氧乙烯醚，聚甘油单脂肪酸酯、蓖麻油聚氧乙烯醚中的一种或多种。
8、具体的，所述稳定剂为烯丙酸聚醚硅油、吐温80、聚醚改性硅油、三氟丙基甲基硅油中的一种或多种。
9、具体的，经所述油剂处理后的超高分子量聚乙烯纤维静电压≤0.041 kv，初始模量≥1900 cn/dtex，初始断裂强度≥40.0 cn/dtex，将纤维放入200℃烘箱保持72h后取出，断裂强度下降≤9.2%。
10、本专利技术还公开了一种所述油剂的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
11、s21：根据预设配方称取原料，将平滑剂和乳化剂放入搅拌罐中，在室温条件下搅拌均匀；
12、s22：在继续搅拌的同时，缓慢加入抗静电剂，确保抗静电剂均匀分散在整个混合物中；
13、s23：在混合物中加入稳定剂，继续搅拌30分钟以上，确保所有成分充分融合，获得油剂半成品；
14、s24：调节油剂半成品的ph值及粘度，过滤并灌装至储存容器中，即油剂成品。
15、具体的，所述ph值范围为6～7，粘度范围为100mpa·s～115mpa·s；采用的ph调节剂为氢氧化钾或三乙醇胺。
16、本专利技术还公开了一种权所述油剂的使用方法，包括以下具体步骤：
17、s31：准备超高分子量聚乙烯高粘度溶液；
18、s32：将所述高粘度溶液通过纺丝喷头挤出，喷丝孔径为1mm,长径比为6～12，形成细丝，纺丝温度为250℃～280℃，得到超高分子量聚乙烯纤维；
19、s33：纤维在初次冷却后，立即送入延伸机进行热延伸；延伸温度设定在120℃～140℃，延伸比例为原长的5～10倍；
20、s34：将延伸后的纤维通过涂覆设备上油，上油后经冷却、烘干后，收卷在卷筒上，获得纤维成品。
21、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
22、1、本专利技术采用新型的sio2-cnts复合材料作为抗静电剂，并和平滑剂、乳化剂、稳定剂配合，形成了性能优异的超高分子量聚乙烯纤维用油剂，所述油剂能够在纤维表面形成保护膜，提高纤维的热稳定性，并通过加入抗静电剂，有效地降低纤维表面的静电积累。
23、其中，所述sio2-cnts复合材料通过以下方法制得：首先利用硅烷偶联剂对碳纳米管进行改性，然后采用聚苯胺对改性碳纳米管进行包覆，最后将聚苯胺包覆的改性碳纳米管负载在二氧化硅载体上得到sio2-cnts复合材料成品，即所述抗静电剂。
24、所述抗静电剂相比于现有的抗静电剂具有更好的导热、导电性能，且与油剂其他组分亲和性好，能够均匀地分散在油剂中；而且所述抗静电剂抗高温性能好，避免了在高温场景使用过程中失效，使得处理过的纤维抗静电性能在高温下仍然优异。
25、碳纳米管作为抗静电剂的主要基体，碳纳米管具有良好的导热和导电性能，因此可以作为良好的导热和抗静电材料。但是碳纳米管由于其独特的碳结构，表面主要是疏水性的，这使得它们在油剂（有机溶剂）中的分散性较差。本专利技术采用硅烷偶联剂对其进行改性，硅氧烷基团可以与碳纳米管表面的官能团（如羧基、羟基等）通过缩合反应形成共价键，从而锚定在碳纳米管表面。通过引入柔性链段提供足够的空间位阻，避免了碳纳米管之间的直接接触和范德瓦尔斯力的作用。改性后的碳纳米管不容易聚集或重新聚集，使其更容易与油剂中的有机分子相互作用，从而改善了碳纳米管在油剂中的分散性。
26、聚苯胺相对于其他高分子具有良好的电导性，和碳纳米管都富含π电子系统，通过π-π堆叠相互作用形成的连续电子传输网络可以有效提高材料的整体电导性。碳纳米管提供了快速的电子传输通道，而聚苯胺的导电性则进一步增强了这些通道。这种增强的电子传输能力使得电荷能够迅速在材料表面或体内传导，从而有效消散静电积聚，减少静电的生成和积累。进一步地，通过π-π相互作用，聚苯胺分子链在碳纳米管表面形成均匀连续的包覆层可以作为物理屏障，阻挡碳纳米管在处理或应用过程中的氧化。
27、二氧化硅具有出色的热稳定性，能在高温环境下保持其物理和化学性质不变，从而为整个复合材料提供稳定的基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超高分子量聚乙烯纤维用油剂，其特征在于，所述油剂包括平滑剂、乳化剂、抗静电剂和稳定剂；所述抗静电剂为SiO2-CNTs复合材料。
2.根据权利要求1所述的油剂，其特征在于，所述油剂的组分按质量份计为：平滑剂50～70份，乳化剂50～60份，抗静电剂4～8份，稳定剂1～2份。
3.根据权利要求1所述的油剂，其特征在于，所述SiO2-CNTs复合材料的制备方法为：
4.根据权利要求1所述的油剂，其特征在于，所述平滑剂为油酸月桂醇酯、油酸异辛酯、硬脂酸异辛酯、甘油三油酸酯、矿物油中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的油剂，其特征在于，所述乳化剂为腰果酚聚氧乙烯醚，聚甘油单脂肪酸酯、蓖麻油聚氧乙烯醚中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的油剂，其特征在于，所述稳定剂为烯丙酸聚醚硅油、吐温80、聚醚改性硅油、三氟丙基甲基硅油中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的油剂，其特征在于，经所述油剂处理后的超高分子量聚乙烯纤维静电压≤0.041 kV，初始模量≥1900 cN/dtex，初始断裂强度≥40.0
8.一种权利要求1～7任一项所述油剂的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述pH值范围为6～7，粘度范围为100mPa·s～115mPa·s；采用的pH调节剂为氢氧化钾或三乙醇胺。
10.一种权利要求1～7任一项所述油剂的使用方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种超高分子量聚乙烯纤维用油剂，其特征在于，所述油剂包括平滑剂、乳化剂、抗静电剂和稳定剂；所述抗静电剂为sio2-cnts复合材料。
2.根据权利要求1所述的油剂，其特征在于，所述油剂的组分按质量份计为：平滑剂50～70份，乳化剂50～60份，抗静电剂4～8份，稳定剂1～2份。
3.根据权利要求1所述的油剂，其特征在于，所述sio2-cnts复合材料的制备方法为：
4.根据权利要求1所述的油剂，其特征在于，所述平滑剂为油酸月桂醇酯、油酸异辛酯、硬脂酸异辛酯、甘油三油酸酯、矿物油中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的油剂，其特征在于，所述乳化剂为腰果酚聚氧乙烯醚，聚甘油单脂肪酸酯、蓖麻油聚氧乙烯醚中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的油...
【专利技术属性】
技术研发人员：韦甜，陈铭，刘润业，汪丽霞，郑帼，
申请(专利权)人：江苏新视界先进功能纤维创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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