【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料，具体涉及一种耐磨纤维及其制备方法和应用。
技术介绍
1、超高分子量(分子量一般＞100万)聚乙烯(uhmwpe)纤维是高强度、高模量纤维，是20世纪七十年代荷兰dsm公司专利技术的，成为继芳纶，碳纤维之后出现的第三个高性能纤维，并称当代三大高性能纤维。
2、uhmwpe纤维具有密度低、比强度高、模量高的优异性能，与芳纶纤维和碳纤维相比，uhmwpe纤维还具有良好的耐候性、耐紫外线性、疏水性和耐腐蚀性能，以及优异的耐低温性能。目前在军事领域和工业界获得了广泛的应用。军事领域主要用于个人武装防护(如防弹衣，防弹头盔等)、坦克、舰船，直升机的装甲防护。工业界主要用于航海织物、渔网、海洋绳索、电缆、耐冲击材料、集装箱、运动器械，雷达无线罩等。
3、近年来，随着对海洋资源开发的日益重视，uhmwpe纤维在绳索领域应用需求突增，同时也对uhmwpe纤维的耐磨性提出了更高的要求。由于uhmwpe纤维中存在分子链末端及非晶缺陷，并且uhmwpe纤维表面硬度相对较小，当uhmwpe纤维与金属、陶瓷颗粒等高硬度物质表面发生摩擦时，uhmwpe纤维表面极易被金属或陶瓷颗粒表面的微凸体破坏，从而纤维表面产生磨损。而uhmwpe纤维中分子链间作用力较差，当表面破损后的uhmwpe纤维继续与上述高硬度物质进行摩擦时，uhmwpe纤维表面磨损区域将迅速扩大，极易导致uhmwpe纤维发生断裂，产生磨损失效。同时，当uhmwpe纤维绳缆在绞盘等装置上发生弯曲运动时，纤维间的摩擦失效导致绳缆的弯曲强度降低，使绳缆因
4、为了改善uhmwpe纤维的耐磨性能，国内外研究人员通过多种方法对uhmwpe纤维进行改性研究。其中较多的方法如：添加高硬度物质进行共混改性、添加润滑剂进行共混改性、添加一维材料进行共混改性、采用超物理交联或化学交联对行为进行改性、构筑表面涂层降低摩擦系数等。
5、专利cn114960208a公开了一种耐磨纤维的制备方法，将热塑性聚氨酯、消泡剂、金属氧化物纳米粒子、流平剂溶解或分散在有机溶剂中，然后涂覆到经表面改性的uhmwpe纤维表面，在纤维表面形成耐磨涂层，进而改善了纤维的耐磨性。专利工艺使用了有机溶剂，在实际使用中会引起诸多环境和健康问题。
6、专利cn106948177a公开了一种用于涂布高强纤维的方法，将uhmwpe纤维浸入含有可交联硅酮聚合物的涂料，烘干涂层并进行高温交联，可提高纤维的耐弯曲性能。专利工艺存在交联温度过高的问题，交联温度为120℃，过高的交联温度会导致纤维拉伸强度的下降。
7、聚乙烯(pe)分子结构简单，无复杂侧基，分子间无氢键并且范德华力也很小，因此uhmwpe纤维中分子链间作用力较差，当表面因摩擦而破损后的uhmwpe纤维继续与外物进行摩擦时，uhmwpe纤维表面磨损区域将迅速扩大，极易导致uhmwpe纤维发生断裂，产生磨损失效。
8、因此，开发一种力学强度高、交联温度低的耐磨纤维，是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种耐磨纤维及其制备方法和应用，所述耐磨纤维具有较高的耐磨性，同时其力学性能与未经耐磨工艺处理的纤维相比没有下降，兼具耐磨性好和力学强度高的优点。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种耐磨纤维，所述耐磨纤维包括聚乙烯纤维以及设置于所述聚乙烯纤维表面的耐磨涂层，所述耐磨涂层包括醋酸乙烯酯基聚合物层。
4、本专利技术中，设置于聚乙烯纤维表面醋酸乙烯酯基聚合物层，可以增加耐磨性。
5、优选地，所述聚乙烯纤维包括超高分子量聚乙烯纤维。
6、优选地，所述超高分子量聚乙烯纤维的断裂强度＞16cn/dtex，例如可以为16cn/dtex、18cn/dtex、20cn/dtex、25cn/dtex、30cn/dtex、32cn/dtex、35cn/dtex、38cn/dtex、40cn/dtex，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
7、优选地，所述超高分子量聚乙烯纤维采用如下方法进行制备，所述方法包括：
8、(1)将聚乙烯树脂与溶剂混合，得到纺丝液；
9、(2)将步骤(1)得到的纺丝液置于双螺杆挤出机进行溶胀、溶解、冻胶纺丝，得到冻胶原丝；
10、(3)将步骤(2)得到的冻胶原丝进行萃取，得到纤维原丝；将所述纤维原丝进行牵伸，得到所述超高分子量聚乙烯纤维。
11、优选地，步骤(1)所述聚乙烯树脂的数均分子量为100万-1200万，例如可以为100万、200万、400万、500万、600万、800万、900万、1000万、1100万、1200万，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
12、优选地，步骤(1)所述溶剂包括白油。
13、优选地，步骤(1)所述混合物中，所述聚乙烯树脂的质量浓度为5-15％，例如可以为5％、6％、8％、10％、12％、15％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
14、优选地，步骤(1)所述混合的时间为5-10min，例如可以为5min、6min、7min、8min、9min、10min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
15、优选地，步骤(2)所述双螺杆挤出机的各区段的温度各自独立地为65-310℃，例如可以为65、70℃、80℃、100℃、120℃、150℃、180℃、190℃、200℃、250℃、300℃、310℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
16、优选地，步骤(3)所述萃取包括将所述冻胶原丝与二氯甲烷混合，进行超声、萃取、烘干。
17、优选地，所述烘干的温度为40-65℃，例如可以为40℃、45℃、50℃、55℃、60℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
18、优选地，所述烘干的时间为1-5min，例如可以为1min、2min、3min、4min、5min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
19、优选地，步骤(3)所述牵伸的温度为135-155℃，例如可以为135℃、140℃、145℃、148℃、150℃、152℃、155℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
20、优选地，所述牵伸的倍数为5-15倍，例如可以为5、6、7、8、9、10、11、15，以及上述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐磨纤维，其特征在于，所述耐磨纤维包括聚乙烯纤维以及设置于所述聚乙烯纤维表面的耐磨涂层，所述耐磨涂层包括醋酸乙烯酯基聚合物层。
2.根据权利要求1所述的耐磨纤维，其特征在于，所述聚乙烯纤维包括超高分子量聚乙烯纤维；
3.根据权利要求1或2所述的耐磨纤维，其特征在于，所述醋酸乙烯酯基聚合物层包括聚醋酸乙烯酯和交联聚乙烯醇的组合；
4.根据权利要求1-3任一项所述的耐磨纤维，其特征在于，所述第一乳液采用如下方法进行制备，所述方法包括：
5.根据权利要求2所述的耐磨纤维，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯纤维采用如下方法进行制备，所述方法包括：
6.根据权利要求5所述的耐磨纤维，其特征在于，步骤(1)所述聚乙烯树脂的数均分子量为100万-1200万；
7.一种如权利要求1-6任一项所述的耐磨纤维的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(S1)所述干燥的温度为40-
10.一种如权利要求1-6任一项所述的耐磨纤维在航海织物、渔网、海洋绳索、电缆、耐冲击材料、集装箱、运动器械或雷达无线罩中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种耐磨纤维，其特征在于，所述耐磨纤维包括聚乙烯纤维以及设置于所述聚乙烯纤维表面的耐磨涂层，所述耐磨涂层包括醋酸乙烯酯基聚合物层。
2.根据权利要求1所述的耐磨纤维，其特征在于，所述聚乙烯纤维包括超高分子量聚乙烯纤维；
3.根据权利要求1或2所述的耐磨纤维，其特征在于，所述醋酸乙烯酯基聚合物层包括聚醋酸乙烯酯和交联聚乙烯醇的组合；
4.根据权利要求1-3任一项所述的耐磨纤维，其特征在于，所述第一乳液采用如下方法进行制备，所述方法包括：
5.根据权利要求2所述的耐磨纤维，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯纤维采用如下方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：马赛，丁天朋，卢安安，李芸芸，鲁克振，张璐，张严，
申请(专利权)人：安徽威亚新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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