CN108797126A - 一种超高分子量聚乙烯复合线及其快速光固化制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种超高分子量聚乙烯复合线及其快速光固化制备方法，所述制备方法包括以下步骤：超高分子量聚乙烯纤维经过放线架引入树脂槽，使所述超高分子量聚乙烯纤维充分浸润于光固化树脂中，将被光固化树脂浸润的超高分子量聚乙烯纤维穿过模具，进入光固化箱中，在紫外光的照射下树脂迅速固化，即形成所述超高分子量聚乙烯复合线。本发明所述的复合线的纤维之间和外部全部填充了树脂，在紫外光的辐射下，光引发体系吸收光能产生自由基，引发光固化树脂迅速交联聚合，纤维内外树脂全部固化，形成一个整体，大大提高了复合线的拉伸强度和拉伸弹性模量，解决了其他制备方法存在的纤维之间无填充介质产生摩擦减少寿命的缺陷。

Description

一种超高分子量聚乙烯复合线及其快速光固化制备方法
技术领域
本发明属于纺织技术领域，特别涉及一种超高分子量聚乙烯复合线及其快速光固化制备方法。
背景技术
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维为超高强度纤维，它的耐疲劳、耐化学腐蚀性能和抗拉强度性能优良。UHMWPE纤维绳与常规化纤绳及钢丝绳相比，除具有超高强度外，还具有低伸长和密度小等优点，可应用于海洋工程和渔业中的特种网具、大型养殖网箱。
大型养殖网箱易受风浪而损毁，采用UHMWPE纤维与高分子树脂复合来提升绳索的强度和伸长性能，以满足大型抗风浪养殖网箱的技术要求，在国外已开始使用，制备方法为使用UHMWPE纤维编织网箱，然后整体浸入大型池里树脂中自然挂胶固化，缺点是固化速度非常缓慢，网线树脂固化层薄厚不均匀，成本昂贵。
国内也有对UHMWPE纤维的线绳有研究，如实用新型专利《高强纤维包塑线绳》 -CN201120508633.5公开了由高强纤维复丝并股加捻，通过包塑挤出模具将塑料紧紧包覆在超高分子量聚乙烯纤维构成的纤维股纱而成的纤维股纱。由于是表面涂覆，其内部纤维之间并没有填充介质，更没有固化，纤维之间易产生摩擦，其摩擦引起断丝是影响缆绳使用寿命的主要原因。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种超高分子量聚乙烯复合线及其快速光固化制备方法。通过本发明所述的制备方法，实现了快速、高效地生产各种规格的超高分子量聚乙烯复合线，满足海洋缆绳、大型养殖网箱等领域的需要。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种超高分子量聚乙烯复合线快速光固化制备方法，包括以下步骤：
超高分子量聚乙烯纤维经过放线架引入树脂槽，使所述超高分子量聚乙烯纤维充分浸润于光固化树脂中，将被光固化树脂充分浸润的超高分子量聚乙烯纤维穿过模具，进入光固化箱中，在紫外光（200nm～400nm）的照射下树脂迅速固化，即形成所述超高分子量聚乙烯复合线。
进一步的，所述光固化树脂包含光引发体系（即光引发体系），且所述光引发体系在整个光固化树脂中的用量为0.1-10%。优选地，其用量为1-3%。
进一步的，所述光固化树脂包含光固化预聚物和/或活性单体；其中光固化预聚物在整个光固化树脂中的用量为40%-90%，活性单体在整个光固化树脂中的用量为10%-60%。
进一步的，所述光引发体系包含安息香醚（BE）、α,α`-二甲基苯偶酰缩酮（DMBK）、α,α-二乙氧基苯乙酮（DEAP）、2-羟基-2甲基-苯基丙酮-1（HMPP）、1-羟基-环己基苯甲酮（HCPK）、2-羟基-2-甲基-对羟乙基醚基苯基丙酮-1、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啡丙酮-1（MMMP）、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮-1（BDMB）、苯甲酰甲酸酯（MBF）、2,4,6-三甲基苯甲酰基-乙氧基-苯基氧化膦（TEPO）、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（TPO）、2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯（TPO-L）、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦（BAPO）、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮（2959）、4-对甲苯硫基二苯甲酮（BMS）、二苯甲酮（BP）、2,4,6-三甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮（MBP）、4-4`-双(二甲氨基)二苯甲酮（MK）、4-苯基二苯甲酮（PBZ）、4-4`-双(二乙氨基)二苯甲酮（DEMK）、2-甲酸甲酯二苯甲酮（OMBB）、4-4`-双(甲基、乙基氨基)二苯甲酮（MEMK）、异丙基硫杂蒽（ITX）、2-氯硫杂蒽酮（CTX）、1-氯-4-丙氧基硫杂蒽酮（CPTX）、2,4-二乙基硫杂蒽酮（DETX）、2-乙基蒽醌（2-EA）、三乙胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、N,N-二甲基苯甲酸乙酯（EDAB）、N,N-二甲基苯甲酸-2-乙基己酯（ODAB）、苯甲酸二甲氨基乙酯（DMB）、活性胺、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、异丙苯茂铁六氟磷酸盐、聚[2-羟基-2-甲基-1-(4-甲基乙烯基-苯基)丙酮]、大分子二苯甲酮、大分子硫杂蒽酮、大分子氨基苯乙酮、大分子α-羟基酮、大分子苯甲酰甲酸酯、大分子肟酮酯、大分子酰基膦化氧、大分子胺烷基酮、大分子碘鎓盐、大分子硫鎓盐、2-羟基-3-(2’-硫杂蒽酮氧基)-N,N,N-三甲基-1-丙胺氯化物、樟脑醌、双[2,6-二氟-3-(1H-吡咯基-1)苯基]钛茂、硫代叮啶酮/碘鎓盐、硼酸盐/染料、六芳基双咪唑/染料、香豆素酮/染料中的一种或若干种。
进一步的，所述光固化预聚物包含以下类型的树脂：不饱和聚酯、环氧（甲基）丙烯酸酯、双酚A环氧（甲基）丙烯酸酯、酚醛环氧（甲基）丙烯酸酯、环氧化油（甲基）丙烯酸酯、改性环氧（甲基）丙烯酸酯、聚氨酯（甲基）丙烯酸酯、聚酯（甲基）丙烯酸酯、聚醚（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸酯化聚丙烯酸树脂、氨基（甲基）丙烯酸酯、有机硅（甲基）丙烯酸酯、环氧树脂中的一种或几种。
进一步的，所述活性单体包含：苯乙烯、醋酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸丙酯、（甲基）丙烯酸异癸基酯、C8-C10（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸十二酯、（甲基）丙烯酸十八酯、硬脂酸（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸环己酯、2-苯氧基乙基（甲基）丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基（甲基）丙烯酸酯、四氢呋喃（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸异冰片酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛（甲基）丙烯酸酯、邻苯基苯氧基乙基丙烯酸酯、4-叔丁基环己基（甲基）丙烯酸酯、双环戊烯基（甲基）丙烯酸酯、双环戊烯基乙氧化（甲基）丙烯酸酯、乙氧化苯氧基（甲基）丙烯酸酯、3,3,5-三甲基环己基（甲基）丙烯酸酯、邻苯基苯氧基乙基（甲基）丙烯酸酯、2-(对-异丙苯基-苯氧基)-乙基（甲基）丙烯酸酯、苄基（甲基）丙烯酸酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰吗啉、二甲氨基丙基丙烯酰胺、甲氧基聚乙二醇单（甲基）丙烯酸酯、甲氧基三丙二醇单丙烯酸酯、甲氧基丙氧基新戊二醇单丙烯酸酯、甲氧基乙氧基三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二（甲基）丙烯酸酯、1,4丁二醇二丙烯酸酯、1,5戊二醇二丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、乙氧化1,6己二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯，乙氧化双酚芴二丙酸脂，二丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、二缩三丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、二缩三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、新戊二醇二（甲基）丙烯酸酯、聚乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、乙氧化-2-甲基-1,3-丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、邻苯二甲酸三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、三（2-羟乙基）异氰尿酸三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、丙氧基化甘油三（甲基）丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇三（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇四（甲基）丙烯酸酯、二季戊四醇六（甲基）丙烯酸酯、二缩三羟甲基丙烷四（甲基）丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四（甲基）丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四（甲基）丙烯酸酯、双季戊四醇五（甲基）丙烯酸酯、双季戊四醇六（甲基）丙烯酸酯、三甘醇二乙烯基醚、1,4-环己基二甲醇二乙烯基醚、4-羟丁基乙烯基醚、甘油碳酸酯丙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、1-丙烯基醚、1-丁烯基醚、1-戊烯基醚、乙烯酮缩二乙醇、环氧化三甘油酯、氧杂环丁烷中的一种或若干种。
进一步的，所述制备方法还包括外层树脂涂覆处理。
进一步的，所述复合线的横截面为圆形，其直径为0.20mm~10mm。
所述超高分子量聚乙烯复合线可应用于海洋缆绳、大型养殖网箱、光缆加强芯、电缆增强杆、信号线、绳索，以及钓鱼线、渔线、风筝线、缝纫线在内的线材领域。
进一步的，所述的超高分子量聚乙烯复合线可以做成白色、黄色、蓝色、红色、橙色、绿色、紫色等各种颜色。
本发明相比现有技术的有益效果为：
1、本发明所述的超高分子量聚乙烯复合线在制备过程中，超高分子量聚乙烯纤维在树脂槽内，经过张力杆后充分浸润在光固化树脂中，纤维之间和外部全部填充了光固化树脂，在紫外光的辐射下，光引发体系吸收光能产生自由基，引发光固化树脂迅速交联聚合，纤维内外树脂全部固化，形成一个整体，大大提高了复合线的拉伸强度和拉伸弹性模量，解决了其他制备方法存在的纤维之间无填充介质，易产生摩擦减少使用寿命的缺陷；
2、本发明所述的超高分子量聚乙烯复合线的快速光固化制备方法，是一种全新的制备方法，其生产速度可提至80m/min以上，生产效率极高，是传统生产工艺的10-20倍；
3、本发明所述的超高分子量聚乙烯复合线的快速光固化制备方法，生产工艺流程短，可通过优化组合增加模具，得到更高的单线产能；
4、本发明所述的超高分子量聚乙烯复合线的快速光固化制备方法，可以使用不同规格的纤维和不同的模具，生产0.20~10mm各种规格的复合线，可以单线或编织成缆绳，亦可用于包括光缆加强芯、电缆增强件、信号线、绳索，以及钓鱼线、渔线、风筝线、缝纫线在内的线材领域；
5、本发明可以通过调配光固化树脂的颜色生产各种颜色的复合线，满足各种需要。
附图说明
图1为本发明所述超高分子量聚乙烯复合线的横截面结构示意图；
图2为本发明所述超高分子量聚乙烯复合线快速光固化生产线示意图；
图3为实施例2制备得到的复合线产品；
图4为实施例3制备得到的复合线产品。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。
实施例1
本实施例提供了一种一种超高分子量聚乙烯复合线快速光固化制备方法，包括以下步骤：
超高分子量聚乙烯纤维经过放线架引入树脂槽，使所述超高分子量聚乙烯纤维充分浸润于光固化树脂中，将被光固化树脂充分浸润的超高分子量聚乙烯纤维穿过模具，进入光固化箱中，在紫外光（200nm～400nm）的照射下树脂迅速固化，即形成所述超高分子量聚乙烯复合线。
进一步的，所述超高分子量聚乙烯纤维的总纤度为50D—100000D。
进一步的，所述光固化树脂包含光引发体系（即光引发体系），且所述光引发体系在整个光固化树脂中的用量为0.1-10%。优选地，其用量为1-3%。
进一步的，所述光固化树脂包含光固化预聚物和/或活性单体（即稀释剂）。
进一步的，所述光引发体系（即光引发体系）包含安息香醚（BE）、α,α`-二甲基苯偶酰缩酮（DMBK）、α,α-二乙氧基苯乙酮（DEAP）、2-羟基-2甲基-苯基丙酮-1（HMPP）、1-羟基-环己基苯甲酮（HCPK）、2-羟基-2-甲基-对羟乙基醚基苯基丙酮-1、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啡丙酮-1（MMMP）、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮-1（BDMB）、苯甲酰甲酸酯（MBF）、2,4,6-三甲基苯甲酰基-乙氧基-苯基氧化膦（TEPO）、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（TPO）、2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯（TPO-L）、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦（BAPO）、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮（2959）、4-对甲苯硫基二苯甲酮（BMS）、二苯甲酮（BP）、2,4,6-三甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮（MBP）、4-4`-双(二甲氨基)二苯甲酮（MK）、4-苯基二苯甲酮（PBZ）、4-4`-双(二乙氨基)二苯甲酮（DEMK）、2-甲酸甲酯二苯甲酮（OMBB）、4-4`-双(甲基、乙基氨基)二苯甲酮（MEMK）、异丙基硫杂蒽（ITX）、2-氯硫杂蒽酮（CTX）、1-氯-4-丙氧基硫杂蒽酮（CPTX）、2,4-二乙基硫杂蒽酮（DETX）、2-乙基蒽醌（2-EA）、三乙胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、N,N-二甲基苯甲酸乙酯（EDAB）、N,N-二甲基苯甲酸-2-乙基己酯（ODAB）、苯甲酸二甲氨基乙酯（DMB）、活性胺、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、异丙苯茂铁六氟磷酸盐、聚[2-羟基-2-甲基-1-(4-甲基乙烯基-苯基)丙酮]、大分子二苯甲酮、大分子硫杂蒽酮、大分子氨基苯乙酮、大分子α-羟基酮、大分子苯甲酰甲酸酯、大分子肟酮酯、大分子酰基膦化氧、大分子胺烷基酮、大分子碘鎓盐、大分子硫鎓盐、2-羟基-3-(2’-硫杂蒽酮氧基)-N,N,N-三甲基-1-丙胺氯化物、樟脑醌、双[2,6-二氟-3-(1H-吡咯基-1)苯基]钛茂、硫代叮啶酮/碘鎓盐、硼酸盐/染料、六芳基双咪唑/染料、香豆素酮/染料中的一种或若干种。
进一步的，所述光固化预聚物包含以下类型的树脂：不饱和聚酯、环氧（甲基）丙烯酸酯、双酚A环氧（甲基）丙烯酸酯、酚醛环氧（甲基）丙烯酸酯、环氧化油（甲基）丙烯酸酯、改性环氧（甲基）丙烯酸酯、聚氨酯（甲基）丙烯酸酯、聚酯（甲基）丙烯酸酯、聚醚（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸酯化聚丙烯酸树脂、氨基（甲基）丙烯酸酯、有机硅（甲基）丙烯酸酯、环氧树脂中的一种或几种。
进一步的，所述活性单体包含：苯乙烯、醋酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸丙酯、（甲基）丙烯酸异癸基酯、C8-C10（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸十二酯、（甲基）丙烯酸十八酯、硬脂酸（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸环己酯、2-苯氧基乙基（甲基）丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基（甲基）丙烯酸酯、四氢呋喃（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸异冰片酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛（甲基）丙烯酸酯、邻苯基苯氧基乙基丙烯酸酯、4-叔丁基环己基（甲基）丙烯酸酯、双环戊烯基（甲基）丙烯酸酯、双环戊烯基乙氧化（甲基）丙烯酸酯、乙氧化苯氧基（甲基）丙烯酸酯、3,3,5-三甲基环己基（甲基）丙烯酸酯、邻苯基苯氧基乙基（甲基）丙烯酸酯、2-(对-异丙苯基-苯氧基)-乙基（甲基）丙烯酸酯、苄基（甲基）丙烯酸酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰吗啉、二甲氨基丙基丙烯酰胺、甲氧基聚乙二醇单（甲基）丙烯酸酯、甲氧基三丙二醇单丙烯酸酯、甲氧基丙氧基新戊二醇单丙烯酸酯、甲氧基乙氧基三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二（甲基）丙烯酸酯、1,4丁二醇二丙烯酸酯、1,5戊二醇二丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、乙氧化1,6己二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯，乙氧化双酚芴二丙酸脂，二丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、二缩三丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、二缩三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、新戊二醇二（甲基）丙烯酸酯、聚乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、乙氧化-2-甲基-1,3-丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、邻苯二甲酸三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、三（2-羟乙基）异氰尿酸三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、丙氧基化甘油三（甲基）丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇三（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇四（甲基）丙烯酸酯、二季戊四醇六（甲基）丙烯酸酯、二缩三羟甲基丙烷四（甲基）丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四（甲基）丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四（甲基）丙烯酸酯、双季戊四醇五（甲基）丙烯酸酯、双季戊四醇六（甲基）丙烯酸酯、三甘醇二乙烯基醚、1,4-环己基二甲醇二乙烯基醚、4-羟丁基乙烯基醚、甘油碳酸酯丙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、1-丙烯基醚、1-丁烯基醚、1-戊烯基醚、乙烯酮缩二乙醇、环氧化三甘油酯、氧杂环丁烷中的一种或若干种。
进一步的，所述制备方法还包括外层树脂涂覆处理。
进一步的，所述复合线的横截面为圆形，其直径为0.20mm~10mm。
所述超高分子量聚乙烯复合线可应用于海洋缆绳、大型养殖网箱、光缆加强芯、电缆增强杆、信号线、绳索，以及钓鱼线、渔线、风筝线、缝纫线在内的线材领域。
进一步的，所述的超高分子量聚乙烯复合线可以做成白色、黄色、蓝色、红色、橙色、绿色、紫色等各种颜色。
实施例2
本实施例为实施例1基础上的优选方案，提供了一种横截面直径1mm的超高分子量聚乙烯复合线，包括超高分子量聚乙烯纤维以及填充于纤维之间的光固化树脂，通过光固化工艺快速固化制成，具体制备方法如下：
（1）光引发体系、树脂体系混合
将光引发体系、光固化预聚物和活性单体混合分散均匀，并使光引发体系溶解于预聚物和活性单体中，形成均匀的光固化树脂，盛入树脂槽；
其中光引发体系、光固化预聚物和活性单体各组分的重量分数比为：
预聚物：不饱和聚酯50份，环氧树脂50份；
选择上述比例的不饱和聚酯和环氧树脂，主要考虑树脂具有一定的柔性，同时要有一定的硬度和耐磨性；
活性单体：苯乙烯40份，季戊四醇三丙烯酸酯10份；
选择上述比例的活性单体考虑到树脂的粘度，生产的工艺性；
光引发体系：安息香醚（预聚物和活性单体总质量的2%），α,α`-二甲基苯偶酰缩酮（预聚物和活性单体总质量的2%），2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（预聚物和活性单体总质量的2%）；
选择上述比例的光引发体系，确保生产时引发剂吸收一定波长的能量，产生足够的自由基、阳离子等，从而引发预聚物和活性单体充分聚合交联固化；
（2）纤维在树脂槽中的润湿
将放置在纱架上的超高分子量聚乙烯纤维连续牵引至盛有光固化树脂的树脂槽中，经过张力杆使树脂充分润湿纤维，形成被树脂润湿、包覆的纤维；
其中纤维选用总纤度为4000D的超高分子量聚乙烯纤维；
树脂槽包含加热系统，使树脂保持在40-70℃温度；
（3）光固化成型
将被树脂润湿、包覆的纤维经过1mm定型模具，进入光固化箱中，在紫外线的照射下，使光引发体系引发树脂聚合和/或交联，并固化成型，即得到所述的超高分子量聚乙烯复合线；
（4）定长卷绕
将固化成型的超高分子量聚乙烯复合线通过长度计量装置，通过牵引收卷在卷绕装置上。卷绕至定长后，下卷。
如图3所示，得到的超高分子量聚乙烯复合线产品表面光洁、圆整、干燥，有良好的弯曲韧性。其拉伸强度达到1600MPa，拉伸模量达到55Gpa，不圆整度≤2%。其固化速度达到80m/min。
实施例3
本实施例为实施例1基础上的优选方案，提供了一种横截面直径0.5mm的超高分子量聚乙烯复合线，包括超高分子量聚乙烯纤维以及填充于纤维之间的光固化树脂，通过光固化工艺快速固化制成，具体制备方法如下：
（1）光引发体系、树脂体系混合
将光引发体系、光固化预聚物和活性单体混合分散均匀，并使光引发体系溶解于预聚物和活性单体中，形成均匀的内涂层光固化树脂和外涂层光固化树脂，盛入树脂槽；
其中内涂层光固化树脂中光引发体系、光固化预聚物和活性单体各组分的重量分数比为：
内涂层预聚物：聚氨酯丙烯酸酯60份，丙烯酸酯化聚丙烯酸树脂40份；
内涂层活性单体：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯40份；
内涂层光引发体系：二苯甲酮（内涂层预聚物和活性单体总质量的1%），N,N-二乙基乙醇胺（内涂层预聚物和活性单体总质量的1%），2-羟基-2甲基-苯基丙酮-1（内涂层预聚物和活性单体总质量的2%）；
另外，外涂层光固化树脂中光引发体系、光固化预聚物和活性单体各组分的重量分数比为：
外涂层预聚物：环氧丙烯酸酯100份；
外涂层活性单体：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯60份；
外涂层光引发体系：4-4`-双(甲基、乙基氨基)二苯甲酮（外涂层预聚物和活性单体总质量的2%），1-羟基-环己基苯甲酮（外涂层预聚物和活性单体总质量的2%）；
所述外涂层光固化树脂中还含有0.1%的黄色无机颜料；
（2）纤维的润湿及光固化成型
将放置在纱架上的超高分子量聚乙烯纤维连续牵引至盛有内涂层光固化树脂的树脂槽中，经过张力杆使树脂充分润湿纤维，形成被树脂润湿、包覆的纤维，然后依次进入0.5mm模具和光固化箱，在紫外线的照射下，使光引发体系引发树脂聚合和/或交联，并固化成型；固化后，进入盛有外涂层光固化树脂的树脂槽，润湿后，进入0.58mm直径的模具，并随即再次进入光固化箱，进行固化，即得到黄色的超高分子量聚乙烯复合线；
其中纤维选用总纤度为1000D的超高分子量聚乙烯纤维；
（3）定长卷绕
将固化成型的超高分子量聚乙烯复合线通过长度计量装置，通过牵引收卷在卷绕装置上。卷绕至定长后，下卷。
如图4所示，得到的黄色超高分子量聚乙烯复合线产品表面光洁、圆整、干燥，有良好的弯曲韧性。其拉伸强度达到1550MPa，拉伸模量达到54Gpa，不圆整度≤2%。其固化速度达到100m/min。

Claims (10)

1.一种超高分子量聚乙烯复合线快速光固化制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
超高分子量聚乙烯纤维经过放线架引入树脂槽，使所述超高分子量聚乙烯纤维充分浸润于光固化树脂中，将被光固化树脂充分浸润的超高分子量聚乙烯纤维穿过模具，进入光固化箱中，在紫外光的照射下树脂迅速固化，即形成所述超高分子量聚乙烯复合线。
2.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯复合线快速光固化制备方法，其特征在于，所述光固化树脂包含光引发体系，且所述光引发体系在整个光固化树脂中的用量为0.1-10%。
3.根据权利要求1或2所述的超高分子量聚乙烯复合线快速光固化制备方法，其特征在于，所述光固化树脂包含光固化预聚物和/或活性单体。
4.根据权利要求2所述的超高分子量聚乙烯复合线快速光固化制备方法，其特征在于，所述光引发体系包含安息香醚（BE）、α,α`-二甲基苯偶酰缩酮（DMBK）、α,α-二乙氧基苯乙酮（DEAP）、2-羟基-2甲基-苯基丙酮-1（HMPP）、1-羟基-环己基苯甲酮（HCPK）、2-羟基-2-甲基-对羟乙基醚基苯基丙酮-1、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啡丙酮-1（MMMP）、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮-1（BDMB）、苯甲酰甲酸酯（MBF）、2,4,6-三甲基苯甲酰基-乙氧基-苯基氧化膦（TEPO）、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（TPO）、2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯（TPO-L）、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦（BAPO）、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮（2959）、4-对甲苯硫基二苯甲酮（BMS）、二苯甲酮（BP）、2,4,6-三甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮（MBP）、4-4`-双(二甲氨基)二苯甲酮（MK）、4-苯基二苯甲酮（PBZ）、4-4`-双(二乙氨基)二苯甲酮（DEMK）、2-甲酸甲酯二苯甲酮（OMBB）、4-4`-双(甲基、乙基氨基)二苯甲酮（MEMK）、异丙基硫杂蒽（ITX）、2-氯硫杂蒽酮（CTX）、1-氯-4-丙氧基硫杂蒽酮（CPTX）、2,4-二乙基硫杂蒽酮（DETX）、2-乙基蒽醌（2-EA）、三乙胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、N,N-二甲基苯甲酸乙酯（EDAB）、N,N-二甲基苯甲酸-2-乙基己酯（ODAB）、苯甲酸二甲氨基乙酯（DMB）、活性胺、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、异丙苯茂铁六氟磷酸盐、聚[2-羟基-2-甲基-1-(4-甲基乙烯基-苯基)丙酮]、大分子二苯甲酮、大分子硫杂蒽酮、大分子氨基苯乙酮、大分子α-羟基酮、大分子苯甲酰甲酸酯、大分子肟酮酯、大分子酰基膦化氧、大分子胺烷基酮、大分子碘鎓盐、大分子硫鎓盐、2-羟基-3-(2’-硫杂蒽酮氧基)-N,N,N-三甲基-1-丙胺氯化物、樟脑醌、双[2,6-二氟-3-(1H-吡咯基-1)苯基]钛茂、硫代叮啶酮/碘鎓盐、硼酸盐/染料、六芳基双咪唑/染料、香豆素酮/染料中的一种或若干种。
5.根据权利要求3所述的超高分子量聚乙烯复合线快速光固化制备方法，其特征在于，所述光固化预聚物包含以下类型的树脂：不饱和聚酯、环氧（甲基）丙烯酸酯、双酚A环氧（甲基）丙烯酸酯、酚醛环氧（甲基）丙烯酸酯、环氧化油（甲基）丙烯酸酯、改性环氧（甲基）丙烯酸酯、聚氨酯（甲基）丙烯酸酯、聚酯（甲基）丙烯酸酯、聚醚（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸酯化聚丙烯酸树脂、氨基（甲基）丙烯酸酯、有机硅（甲基）丙烯酸酯、环氧树脂中的一种或几种。
6.根据权利要求3所述的超高分子量聚乙烯复合线快速光固化制备方法，其特征在于，所述活性单体包含：苯乙烯、醋酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸丙酯、（甲基）丙烯酸异癸基酯、C8-C10（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸十二酯、（甲基）丙烯酸十八酯、硬脂酸（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸环己酯、2-苯氧基乙基（甲基）丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基（甲基）丙烯酸酯、四氢呋喃（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸异冰片酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛（甲基）丙烯酸酯、邻苯基苯氧基乙基丙烯酸酯、4-叔丁基环己基（甲基）丙烯酸酯、双环戊烯基（甲基）丙烯酸酯、双环戊烯基乙氧化（甲基）丙烯酸酯、乙氧化苯氧基（甲基）丙烯酸酯、3,3,5-三甲基环己基（甲基）丙烯酸酯、邻苯基苯氧基乙基（甲基）丙烯酸酯、2-(对-异丙苯基-苯氧基)-乙基（甲基）丙烯酸酯、苄基（甲基）丙烯酸酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰吗啉、二甲氨基丙基丙烯酰胺、甲氧基聚乙二醇单（甲基）丙烯酸酯、甲氧基三丙二醇单丙烯酸酯、甲氧基丙氧基新戊二醇单丙烯酸酯、甲氧基乙氧基三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二（甲基）丙烯酸酯、1,4丁二醇二丙烯酸酯、1,5戊二醇二丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、乙氧化1,6己二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯，乙氧化双酚芴二丙酸脂，二丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、二缩三丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、二缩三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、新戊二醇二（甲基）丙烯酸酯、聚乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、乙氧化-2-甲基-1,3-丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、邻苯二甲酸三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、三（2-羟乙基）异氰尿酸三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、丙氧基化甘油三（甲基）丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇三（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇四（甲基）丙烯酸酯、二季戊四醇六（甲基）丙烯酸酯、二缩三羟甲基丙烷四（甲基）丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四（甲基）丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四（甲基）丙烯酸酯、双季戊四醇五（甲基）丙烯酸酯、双季戊四醇六（甲基）丙烯酸酯、三甘醇二乙烯基醚、1,4-环己基二甲醇二乙烯基醚、4-羟丁基乙烯基醚、甘油碳酸酯丙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、1-丙烯基醚、1-丁烯基醚、1-戊烯基醚、乙烯酮缩二乙醇、环氧化三甘油酯、氧杂环丁烷中的一种或若干种。
7.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯复合线快速光固化制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括外层树脂涂覆处理。
8.一种超高分子量聚乙烯复合线，其特征在于，所述复合线由权利要求1-7任一项所述制备方法制备得到。
9.根据权利要求8所述的超高分子量聚乙烯复合线，其特征在于，所述复合线的横截面为圆形，其直径为0.20mm~10mm。
10.一种如权利要求8或9所述的超高分子量聚乙烯复合线的应用，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯复合线应用于海洋缆绳、大型养殖网箱、光缆加强芯、电缆增强杆、信号线、绳索，以及钓鱼线、渔线、风筝线、缝纫线在内的线材领域。
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