CN109610040A

CN109610040A - 防切割的超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法

Info

Publication number: CN109610040A
Application number: CN201810014829.5A
Authority: CN
Inventors: 欧崇华; 任申东; 丛翠丽; 王咸华
Original assignee: Jiangsu Henghui Security Ltd By Share Ltd
Current assignee: Jiangsu Henghui Security Ltd By Share Ltd
Priority date: 2018-01-08
Filing date: 2018-01-08
Publication date: 2019-04-12

Abstract

本发明提供了一种防切割的超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法，其中，所述制备方法，包括：将玻璃纤维倒入第一白油混匀，得到玻璃纤维预混液；将所述玻璃纤维预混液、抗氧剂和UHMWPE粉混合于第二白油中混合，得到纺丝混合液；将所述纺丝混合液经溶胀、挤出后形成熔融状态，再冷却形成冻胶丝；和由冻胶丝制得复合纤维。本发明将玻璃纤维对UHMWPE进行填充改性，不仅可以在解决超高分子量聚乙烯的粘弹性高的情况下玻璃纤维分散性差的难题，而且在保证纱线的柔性基础上，有效提高了UHMWPE纤维的耐切割性能。

Description

防切割的超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种UHMWPE纤维及其制备方法，属于高性能纤维技术领域。

背景技术

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维一般是指相对分子质量在100万以上的粉状超高分子量聚乙烯为原料，采用冻胶纺丝法制成的长丝，也称超高强度聚乙烯(UHMWPE)纤维、超高模量聚乙烯(UHMWPE)纤维。该纤维取向度高、结晶度高、模量高、密度低，具有优良的耐紫外线辐射、耐磨损、耐化学腐蚀、抗冲击性等性能，是制作绳索、软质防弹衣、轻质防弹头盔、防弹复合材料的理想材料。

虽然超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有以上优异性能，但其分子结构的缺陷及非极性性质，导致该纤维在应力作用下容易发生大分子间滑移，产生蠕变,使聚乙烯纤维中晶区与非晶区相互连接的地方会在拉伸过程中产生应力集中，使晶区或者微纤的末端先出现断裂；耐温性较差，在120℃环境下使用4h后，强度和模量仅仅为初始强度及模量的50％；另外，分子链上无极性基团，表面光滑，导致界面粘结性能差。上述缺陷，限制了其在诸多重要领域的应用。

为防止尖锐物侵害，特别是在超速运动、突发应急事件环境下，需要一种高防切割性纤维及其编织品(如各种军民用设施、衣帽、手脚套等)的研发一直备受国内外瞩目。目前，改善UHMWPE纤维的抗切割性，常用的解决方法是添加无机填料(玻璃纤维、碳化硅、云母、二氧化硅、三氧化铝、炭黑等)对UHMWPE进行填充改性。

专利CN106222781A提供一种超高分子量聚乙烯组合物及其制备的高耐磨、高耐切割纤维，组分包含：碳化硅、改性石墨烯和UHMWPE。该方法是将超支化聚乙烯接枝石墨烯和碳化硅经低温搅拌、抽滤后，与UHMWPE粉末混合，再将此预混料分散在白油中，即制得纤维纺丝混合液。该制备过程过于繁琐，石墨烯及碳化硅均经过复杂的预处理，耗时且成本较高，不利于工业化应用。

专利WO2016041326A1公开一种高耐切割超高分子量聚乙烯纤维，由超高分子量聚乙烯和纳米晶结构形态的无机超细微粉(铝、钛、硅、硼、锆的氧化物、碳化物、氮化物的一种或其组合)构成。该方法将UHMWPE、碳化硅纳米颗粒制得的粉末预混料，按一定比例在超声状态下均匀分散在溶剂中，后经乳化机高速剪切搅拌制得纺丝混合液。由于UHMWPE是一种高韧性材料，加入的超细微粉在形成物理交联点的同时成为应力集中点，导致UHMWPE纤维的抗冲击强度下降。

专利CN101528998A及CN102277669A(DSM)公开了一种包含有长丝线和所谓定长纤维的复合丝，其中使用的定长纤维为具一定长径比的短切硬质纤维，包括玻璃纤维、矿物纤或金属纤维，该专利中未指明硬质纤维的化学属性，其与UHMWPE分散混合不均匀，且定长硬质纤维制备工艺、制作成本，特别是尺度分布控制较难，部分较长的硬质纤长度超过UHMWPE直径时，对溶液纺丝流程稳定性不利，以及对复合纤维成品的强度和使用性能均产生影响。

现有技术中所列明的技术内容仅代表发明人所掌握的技术，并不理所当然被认为是现有技术而用于评价本发明的新颖性和创造性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种防切割功能突出的超高分子量聚乙烯纤维；

本发明的另一目的是提供上述超高分子量聚乙烯纤维的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：

一种防切割的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括：

将玻璃纤维倒入第一白油混匀，得到玻璃纤维预混液；

将所述玻璃纤维预混液、抗氧剂和UHMWPE粉混合于第二白油中混合，得到纺丝混合液；

将所述纺丝混合液经溶胀、挤出后形成熔融状态，再冷却形成冻胶丝；和

由冻胶丝制得复合纤维。

根据本发明的一个方面，所述玻璃纤维预混液的制备中，所述玻璃纤维预混液中含有玻璃纤维5-30wt％，优选10-25wt％，最佳25wt％。

根据本发明的一个方面，所述玻璃纤维预混液的具体制备方法为:先将玻璃纤维倒入第一白油中预混，再用乳化机高速搅拌至形成均匀的浆料。将玻璃纤维和白油的混合物料通过机械作用迫使其以很大的速度通过狭小的间隙，在流体力学效应的作用下，由于转子高速旋转所产生的高切线速度在转子与定子间的狭窄间隙中形成极大的速度梯度，以及由于高频机械效应带来的强劲动能，使物料在定-转子的间隙中受到强烈的液力剪切、离心挤压、液层摩擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，使不相容的固相、液相在添加助剂的功能作用下，瞬间均匀精细的分散均质，再经过高频的循环往复而使分散相颗粒或者液滴破碎达到均质乳化的目的。

一般来说，所述高速搅拌的搅拌速度为3000-10000rpm/min，优选3500rpm/min，所述高速搅拌的搅拌时间在5-60min范围即可，所述搅拌时间优选为10-30min，最佳15min。

根据本发明的一个方面，所述玻璃纤维预混液的制备中，所述玻璃纤维的直径是3-10um，优选5-7um。

根据本发明的一个方面，所述玻璃纤维的平均长度是30-100um，优选50-70um。

根据本发明的一个方面，所述玻璃纤维的长度范围是10-600um，优选50-400um。

根据本发明的一个方面，在玻璃纤维预混液的制备之前，事先用偶联剂对玻璃纤维预处理。具体处理方法为：将偶联剂溶于无水乙醇中，再加入玻璃纤维混合均匀，浸渍、烘干，经研磨，100目过滤。

根据本发明的一个方面，所述偶联剂的加入量占玻璃纤维总质量的0.01-20％，优选0.1％-10％。

根据本发明的一个方面，所述玻璃纤维在偶联剂乙醇液中的浸渍时间为10min-5h，优选30min-2h。

根据本发明的一个方面，所述烘干温度为50℃-180℃，优选80℃-130℃；烘干时间为1h-6h，优选2h-3h。

根据本发明的一个方面，所述偶联剂为硅烷偶联剂中的一种或两种以上的混合。

所述硅烷偶联剂中优选采用A-150、A-151、A-171、KH-550、KH-560、KH-570、KH-580、KH-590、KH-902或KH-792中的一种或两种以上的混合。

所述A-150、A-151、A-171、KH-550、KH-560、KH-570、KH-580、KH-590、KH-902或KH-792是硅烷偶联剂的牌号，不同牌号偶联剂的性能是不一样的，这些牌号为国际公认的牌号。

偶联剂结构通式可表示为：(RO)x-M-Ay，其中RO代表亲无机基团的易水解或交换反应的短链烷氧基，可与玻纤表面发生化学反应；M代表中心原子(Si、Ti、Al、B等)，A代表与中心原子结合稳定的亲有机基团的长链分子(酯酰基、长链烷基等)。

所述硅烷偶联剂是具有特殊结构的低分子有机硅化合物，其通式为RSiX3，式中R代表与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性官能团，如氧基、乙烯基、环氧基、酰胺基、氨丙基等；X代表能够水解的烷氧基，如卤素、烷氧基、酰氧基等。在进行偶联时，首先X基形成硅醇，然后与无机粉体颗粒表面上的羟基反应，形成氢键并缩合成-SiO-M共价键(M表示无机粉体颗粒表面)。同时，硅烷各分子的硅醇又相互缔合齐聚形成网状结构的膜覆盖在粉体颗粒表面，使无机粉体表面有机化。

所述偶联剂A-150即乙烯基三氯硅烷，无色液体，溶于有机溶剂，易水解、醇解。分子式为CH₂＝CHSiCl₃，分子量161.5，沸点90.6℃，密度1.265g/cm³，适用于玻璃纤维表面处理剂和增强塑料层压品的处理剂。

所述偶联剂A-151即乙烯基三乙氧基硅烷，分子式为CH₂＝CHSi(OCH₂CH₃)₃。可溶于有机溶剂，不溶于pH＝7的水，适用于聚合物类聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯等，以及玻璃纤维、塑料、玻璃、电缆、陶瓷等。

所述偶联剂A-171即乙烯基三甲氧基硅烷，分子式为CH₂＝CHSi(OCH₃)₃。无色透明液体，密度为0.95-0.99g/cm³，折光率1.38-1.40，沸点为123℃，兼有偶联剂和交联剂的作用，适合的聚合物类型有聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯等，常用于玻璃纤维、塑料、玻璃、电缆、陶瓷、橡胶等。所述偶联剂KH-550即γ-氨丙基三乙氧基硅烷，对应牌号A-1100(美国)，密度为0.942g/ml，熔点-70℃，沸点217℃，折射率1.42-1.422，闪点96℃。应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、PBT、聚酰胺、碳酸酯等热塑性和热固性树脂，能大幅度提高增强塑料的干湿态抗弯强度，抗压强度，剪切强度等物理力学性能和湿态电气性能，并改善填料在聚合物中润湿性和分散性。

所述偶联剂KH-560为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，对应牌号A-187(GE)，多用于多硫化物和聚氨酯的嵌缝胶和密封胶，用于环氧树脂的胶黏剂、填充型或增强型热固性树脂、玻璃纤维或玻璃增强的热塑性树脂等。

所述偶联剂KH-570为甲基丙烯酰氧基硅烷，对应牌号A-174(GE)，外观为无色或微黄透明液体，溶于丙酮、苯、乙醚、四氯化碳，与水反应。沸点为255℃，密度为1.04g/ml，折光率为1.429，闪点88℃。主要用于不饱和聚酯树脂，也可用于聚丁烯、聚乙烯和三元乙丙橡胶。

所述偶联剂KH-580为γ―巯丙基三乙氧基硅烷，对应牌号A-1891(美国)，略带特殊气味的无色透明液体，易溶于乙醇、丙酮、苯、甲苯等多种溶剂。不溶于水，但与水或潮气接触易发生水解。沸点82.5℃，比重1.000(20℃)，闪点87℃，分子量238。

所述偶联剂KH-590即γ-巯丙基三甲氧基硅烷，对应牌号A-189(美国)，分子量为196.3399，密度1.057g/ml，沸点213-215℃，折射率1.441-1.443，闪点88℃，常用作玻璃纤维处理剂、交联剂。

所述偶联剂KH-792即N-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷，分子式为NH₂(CH₂)₂NH(CH₂)₃Si(OCH₃)₃，分子量为222，密度1.010-1.030g/ml，沸点259℃，折射率1.4425-1.4460，闪点138℃，可溶于有机溶剂。

所述偶联剂KH-902即γ―氨丙基甲基二乙氧基硅烷，分子式为NH₂(CH₂)₃SiCH₃(OC₂H₅)₂，分子量为191.34，密度0.9160±0.0050g/ml，沸点85-88℃/1.07KPa，折射率1.4270±0.0050，适应大多数有机及无机材料。

根据本发明的一个方面，执行将所述玻璃纤维预混液、抗氧剂和UHMWPE粉混合于第二白油中混合的具体方法为：在高速搅拌下，先向第二白油中加入所述玻璃纤维预混液，再一边搅拌一边加入UHMWPE粉和抗氧剂，即可得到纺丝混合液。

根据本发明的一个方面，所述将所述玻璃纤维预混液、抗氧剂和UHMWPE粉混合于第二白油中混合的步骤中，UHMWPE粉：第二白油的质量比为6:94。

本发明公开的内容中，所述第一白油和第二白油都是白油，“第一”“第二”不是对白油的限定，是为了区别在本发明制备方法中使用了两次白油。

根据本发明的一个方面，所述玻璃纤维是所述防切割的超高分子量聚乙烯纤维的0.2wt％～10wt％，优选1wt％～6wt％。

根据本发明的一个方面，所述抗氧剂加入量是所述防切割的超高分子量聚乙烯纤维的0.01wt％～1wt％，优选0.1wt％～0.5wt％。

根据本发明的一个方面，所述UHMWPE的粘均分子量为(2-6)*10⁶g/mol，优选(4-5)*10⁶g/mol。

根据本发明的一个方面，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂164、抗氧剂DNP、抗氧剂DLTP或抗氧剂TNP中的一种或两种以上的组合，优选抗氧剂1010、抗氧剂164或抗氧剂DNP中的一种或两种以上的组合。

抗氧剂1010是四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的简称；白色流动性粉末，熔点120～125℃，毒性较低，是一种较好的抗氧剂。在聚丙烯树脂中应用较多，是一种热稳定性高、非常适合于高温条件下使用的助剂，能延长制品的使用寿命，另外，也可以用于其它大多数树脂。

抗氧剂1076是β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯的简称；白色或微黄结晶粉末，熔点为50～55℃，无毒，不溶于水，可溶于苯、、乙烷和酯类等溶剂。可作为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、ABS和丙烯酸等树脂的抗氧剂。具有抗氧性好、挥发性小、耐洗涤等特性。

抗氧剂CA是1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷的简称；白色结晶粉末，熔点180～188℃，毒性低，溶于、乙醇、甲苯和醋酸乙酯。适合于聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、ABS和聚酰胺树脂中的抗氧助剂，并可用于与同接触的电线、电缆。

抗氧剂164是白色或浅黄色结晶粉末或片状物。熔点在70℃，沸点在260℃左右、无毒。用于多种树脂中，用途广泛。更适合用于食品包装成型用料(聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、ABS、聚酯和聚苯乙烯)树脂中。

抗氧剂DNP是N,N'-二(β-萘基)对苯二胺的简称；浅灰色粉末，熔点230℃左右，易溶于苯胺和硝基苯中，不溶于水。适合于聚乙烯、聚丙烯。抗冲击聚苯乙烯和ABS树脂，除具有抗氧效能外，还有较好的热稳定作用和抑制铜、檬金属的影响。

抗氧剂DLTP是硫代二丙酸双月桂酯的简称；白色结晶粉末，熔点在40℃左右，毒性低，不溶于水，能溶于苯、四氯化碳、。用于聚乙烯、聚丙烯、ABS和聚氯乙烯树脂的辅助抗氧剂，可改变制品的耐热性和抗氧性。

抗氧剂TNP是三(壬基苯基)亚磷酸酯的简称；浅黄色粘稠液体，凝固点低于-5℃沸点大于105℃，无味，无毒，不溶于水，溶于、乙醇。苯和四氯化碳。适合于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、抗冲击聚苯乙烯和ABS、聚酯等树脂。

根据本发明的一个方面，所述将所述纺丝混合液经溶胀、挤出后形成熔融状态，再冷却形成冻胶丝的步骤中，所述溶胀采用在溶胀釜中升温到100-140℃，保温1-3h；优选升温到110℃，保温2h。

溶胀的目的是使溶剂最大限度的渗透和扩散到聚合物内部，溶剂的渗入可减弱大分子链之间的强相互作用力，这种溶剂化作用越充分，则越容易进入溶解阶段。又因为结晶性聚合物处于热力学稳定的相态，分子链排列紧密规整，分子链间相互作用力大，溶剂分子几乎不能进入晶区，所以要使结晶性聚合物溶解就必须先吸收足够的能量，使分子链运动足以破坏晶格，打破分子链的规整排列。所以UHMWPE需要在高温100℃以上发生溶胀，当温度更高时才发生溶解，100-140℃时，白油更容易进入UHMWPE内，110℃时效果最佳。

根据本发明的一个方面，所述将所述纺丝混合液经溶胀、挤出后形成熔融状态，再冷却形成冻胶丝步骤中，所述挤出采用双螺杆挤出机，所述挤出温度为110℃阶梯式升温至243℃。优选地，所述双螺杆挤出机长径比为68，由进料段、升温段、溶解段、匀混段构成。

溶胀后的UHMWPE分子链上仍保持着一定数量的瞬间缠结点，阶梯式温度挤出，使大分子以整体线团形式向溶液中分散，解除这些缠结点，增强了溶剂对UHMWPE的溶剂化作用。

根据本发明的一个方面，所述将所述纺丝混合液经溶胀、挤出后形成熔融状态，再冷却形成冻胶丝的步骤中，所述冷却采用水凝冷却。

根据本发明的一个方面，所述由冻胶丝制得复合纤维的步骤中，所述冻胶丝经初级拉伸、萃取、干燥、超倍热牵伸得到复合纤维。

根据本发明的一个方面，所述超倍热牵伸采用3级超倍热牵伸，牵伸温度为140-146℃。

根据本发明的一个方面，所述由冻胶丝制得复合纤维的步骤中，所述萃取采用连续多级密闭超声波萃取机和碳氢萃取高倍拉伸装置，萃取温度为40℃。优选地，所述萃取采用多级多槽、定量补液排液的工艺，以控制冻胶丝萃取后的含油量，增设超声波发生器进行充分萃取，配备水循环模温控制器，精确控制萃取液的温度，温差≤±1℃，萃取率≥99％。

一种防切割的超高分子量聚乙烯纤维，所述纤维中混有玻璃纤维，玻璃纤维的含量为0.2wt％-10wt％；

根据本发明的一个方面，所述玻璃纤维的直径是3-10um，优选5-7um；和/或，所述玻璃纤维的平均长度是30um-100um，优选50-70um；和/或，所述玻璃纤维的长度范围是10-600um，优选50-400um；

上述防切割的超高分子量聚乙烯纤维，按照上述方法制备而成。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1是水滴在未经偶联剂处理玻璃纤维表面后5秒时的浸润情况；

图2是水滴在经偶联剂处理玻璃纤维表面后5秒时的浸润情况；

图3是油滴在未经偶联剂处理玻璃纤维表面后5秒时的浸润情况；

图4是油滴在经偶联剂处理玻璃纤维表面后5秒时的浸润情况；

图5是纺丝混合液的光学显微镜图像(放大5倍)，细丝为玻璃纤维；

图6是纺丝混合液的光学显微镜图像(放大5倍)，细丝为玻璃纤维；

图7是复合纤维的横截面SEM微观形貌图；

图8是复合纤维的横截面SEM微观形貌图；

图9是复合纤维的横截面SEM微观形貌图。

图10是本发明公开的防切割的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法的一种实施方式的流程图；

图11是本发明公开的防切割的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法的另一种实施方式的流程图；

图12是本发明实施例中的一种具体工艺路线图；

图13是本发明实施例中的另一种具体工艺路线图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以通过增加、删除、修改等各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

本发明的一个实施例提供了一种防切割的超高分子量聚乙烯纤维，所述纤维中混有玻璃纤维，玻璃纤维的含量为0.2wt％-10wt％，例如：0.2wt％、03wt％、05wt％、0.7wt％、0.9wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％，等。作为优选方案，所述纤维中混有玻璃纤维，玻璃纤维的含量为1wt％～6wt％，例如：1wt％、1.2wt％、1.5wt％、1.8wt％、2wt％、2.3wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、3.7wt％、4wt％、4.5wt％、4.8wt％、5wt％、5.1wt％、5.5wt％、5.7wt％、6wt％，等。这里所指的玻璃纤维做广义的概念解释，包括狭义的玻璃纤维，也包括利用一些改性方法处理的玻璃纤维。

本实施例中，所述玻璃纤维的直径是3-10um，例如：3um、4um、5um、6um、7um、8um、9um、10um，等；优选5-7um，例如：5um、5.5um、5.7um、6um、6.2um、6.5um、6.8um、7um，等。所述玻璃纤维的平均长度是30um-100um，例如：30um、32um、35um、40um、45um、48um、50um、55um、59um、60um、65um、70um、75um、80um、82um、85um、88um、90um、95um、100um，等；优选50-70um，例如：50um、52um、53um、55um、57um、59um、60um、61um、63um、65um、66um、68um、70um，等。所述玻璃纤维的长度范围是10-600um，例如：10-500um、20-550um、50-200um、30-60um、35-150um、40-400um、60-300um、55-350um、80-150um，等；优选50-400um，例如：50-300um、60-200um、60-400um、50-100um、70-150um，等。

本实施例中，所述UHMWPE的粘均分子量为(2-6)*10⁶g/mol，优选(4-5)*10⁶g/mol。

本发明的另一个一个实施例提供了一种防切割的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法100，参见图10所示，包括：

101：将玻璃纤维倒入第一白油混匀，得到玻璃纤维预混液；

102：将所述玻璃纤维预混液、抗氧剂和UHMWPE粉混合于第二白油中混合，得到纺丝混合液；

103：将所述纺丝混合液经溶胀、挤出后形成熔融状态，再冷却形成冻胶丝；和

104：由冻胶丝制得复合纤维。

下面对于每一道工序进行详细说明。

在101中：

所述玻璃纤维预混液中含有玻璃纤维5-30wt％，例如：5wt％、7wt％、8wt％、10wt％、11wt％、13wt％、15wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、25wt％、26wt％、27wt％、29wt％、30wt％，等。作为优选施实方式，所述玻璃纤维预混液中含有玻璃纤维10-25wt％，例如：10wt％、11wt％、12wt％、13.5wt％、14wt％、15wt％、16wt％、16.5wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％，等。作为最佳施实方式，所述玻璃纤维预混液中含有玻璃纤维25wt％。

所述玻璃纤维预混液的具体制备方法为:先将玻璃纤维倒入第一白油中预混，再用乳化机高速搅拌至形成均匀的浆料。这的的目的是：将玻璃纤维和白油的混合物料通过机械作用迫使其以很大的速度通过狭小的间隙，在流体力学效应的作用下，由于转子高速旋转所产生的高切线速度在转子与定子间的狭窄间隙中形成极大的速度梯度，以及由于高频机械效应带来的强劲动能，使物料在定-转子的间隙中受到强烈的液力剪切、离心挤压、液层摩擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，使不相容的固相、液相在添加助剂的功能作用下，瞬间均匀精细的分散均质，再经过高频的循环往复而使分散相颗粒或者液滴破碎达到均质乳化的目的。所述高速搅拌的搅拌速度为3000-10000rpm/min，例如3000rpm/min、3500rpm/min、3800rpm/min、4000rpm/min、4300rpm/min、4500rpm/min、5000rpm/min、5500rpm/min、6000rpm/min、6500rpm/min、6700rpm/min、7000rpm/min、7200rpm/min、7600rpm/min、8000rpm/min、8500rpm/min、9000rpm/min、10000rpm/min，等；优选3500rpm/min。所述高速搅拌的搅拌时间在5-60min范围即可，例如：搅拌5min、8min、10min、11min、12min、15min、19min、20min、25min、30min、33min、35min、40min、45min、47min、50min、55min、60min，等；所述搅拌时间优选为10min-30min，例如：10min、11min、12min、13min、15min、16min、18min、20min、22min、23min、25min、27min、28min、30min，等；最佳15min。所述玻璃纤维的直径是3-10um，例如：3um、4um、5um、6um、7um、8um、9um、10um，等；优选5-7um，例如：5um、5.5um、5.7um、6um、6.2um、6.5um、6.8um、7um，等。所述玻璃纤维的平均长度是30um-100um，例如：30um、32um、35um、40um、45um、48um、50um、55um、59um、60um、65um、70um、75um、80um、82um、85um、88um、90um、95um、100um，等；优选50-70um，例如：50um、52um、53um、55um、57um、59um、60um、61um、63um、65um、66um、68um、70um，等。所述玻璃纤维的长度范围是10-600um，例如：10-500um、20-550um、50-200um、30-60um、35-150um、40-400um、60-300um、55-350um、80-150um，等；优选50-400um，例如：50-300um、60-200um、60-400um、50-100um、70-150um，等。

在102中：

执行将所述玻璃纤维预混液、抗氧剂和UHMWPE粉混合于第二白油中混合的具体方法为：在高速搅拌下，先向第二白油中加入所述玻璃纤维预混液，再一边搅拌一边加入UHMWPE粉和抗氧剂，即可得到纺丝混合液。其中，UHMWPE粉：第二白油的质量比为6:94。玻璃纤维预混液的用量应满足：所述玻璃纤维是所述防切割的超高分子量聚乙烯纤维的0.2wt％～10wt％，例如：0.2wt％、03wt％、05wt％、0.7wt％、0.9wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％，等；优选1wt％～6wt％，例如：1wt％、1.2wt％、1.5wt％、1.8wt％、2wt％、2.3wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、3.7wt％、4wt％、4.5wt％、4.8wt％、5wt％、5.1wt％、5.5wt％、5.7wt％、6wt％，等。抗氧剂的用量应满足：所述抗氧剂加入量是所述防切割的超高分子量聚乙烯纤维的0.01wt％～1wt％，例如：0.01wt％、0.02wt％、0.05wt％、0.07wt％、0.09wt％、0.1wt％、0.11wt％、0.13wt％、0.15wt％、0.18wt％、0.19wt％、0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.55wt％、0.6wt％、0.65wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.88wt％、0.9wt％1wt％，等；优选0.1wt％～0.5wt％，例如：0.1wt％、0.12wt％、0.13wt％、0.15wt％、0.17wt％、0.2wt％、0.23wt％、0.25wt％、0.26wt％、0.28wt％、0.3wt％、0.33wt％、0.35wt％、0.4wt％、0.42wt％、0.45wt％、0.48wt％、0.5wt％，等。所述UHMWPE的粘均分子量为(2-6)*10⁶g/mol，例如：2*10⁶g/mol、3*10⁶g/mol、4*10⁶g/mol、5*10⁶g/mol、6*10⁶g/mol，等；优选(4-5)*10⁶g/mol。所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂164、抗氧剂DNP、抗氧剂DLTP或抗氧剂TNP中的一种或两种以上的组合。

在103中：

将所述纺丝混合液经溶胀、挤出后形成熔融状态，再冷却形成冻胶丝。所述溶胀采用在溶胀釜中升温到100-140℃，例如：100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃，等。在这个温度下保温1-3h。作为优选的实施例，述溶胀采用在溶胀釜中升温到110℃后保温2h。溶胀的目的是使溶剂最大限度的渗透和扩散到聚合物内部，溶剂的渗入可减弱大分子链之间的强相互作用力，这种溶剂化作用越充分，则越容易进入溶解阶段。又因为结晶性聚合物处于热力学稳定的相态，分子链排列紧密规整，分子链间相互作用力大，溶剂分子几乎不能进入晶区，所以要使结晶性聚合物溶解就必须先吸收足够的能量，使分子链运动足以破坏晶格，打破分子链的规整排列。所以UHMWPE需要在高温100℃以上发生溶胀，当温度更高时才发生溶解，100-140℃时，白油更容易进入UHMWPE内，110℃时效果最佳。所述挤出采用双螺杆挤出机，所述挤出温度为110℃阶梯式升温至243℃。优选地，所述双螺杆挤出机长径比为68，由进料段、升温段、溶解段、匀混段构成。溶胀后的UHMWPE分子链上仍保持着一定数量的瞬间缠结点，阶梯式温度挤出，使大分子以整体线团形式向溶液中分散，解除这些缠结点，增强了溶剂对UHMWPE的溶剂化作用。所述冷却采用水凝冷却。

在104中:

所述由冻胶丝制得复合纤维的步骤中，所述冻胶丝经初级拉伸、萃取、干燥、超倍热牵伸得到复合纤维。所述超倍热牵伸采用3级超倍热牵伸，牵伸温度为140-146℃,例如：140℃、141℃、142℃、143℃、145℃、146℃，等。所述萃取采用连续多级密闭超声波萃取机和碳氢萃取高倍拉伸装置，萃取温度为40℃。所述萃取采用多级多槽、定量补液排液的工艺，以控制冻胶丝萃取后的含油量，增设超声波发生器进行充分萃取，配备水循环模温控制器，精确控制萃取液的温度，温差≤±1℃，萃取率≥99％。

本发明的另一个实施例中提供了一种防切割的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法200，参见图11所示，包括：

201：玻璃纤维预处理；

202：将玻璃纤维倒入第一白油混匀，得到玻璃纤维预混液；

203：将所述玻璃纤维预混液、抗氧剂和UHMWPE粉混合于第二白油中混合，得到纺丝混合液；

204：将所述纺丝混合液经溶胀、挤出后形成熔融状态，再冷却形成冻胶丝；和

205：由冻胶丝制得复合纤维。

本实施例公开的方法200与上述防切割的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法100其本相同，区别在于多了一道玻璃纤维预处理的工序，即在玻璃纤维预混液的制备之前，事先用偶联剂对玻璃纤维预处理。下面针对该增设工序201进行展开说明。

在201中，具体处理方法为：将偶联剂溶于无水乙醇中，再加入玻璃纤维混合均匀，浸渍、烘干，经研磨，100目过滤，即可。所述偶联剂的加入量占玻璃纤维总质量的0.01％-20％，例如：0.01％、0.02％、0.05％、0.07％、0.1％、0.2％、0.3％、0.5％、0.6％、0.9％、1％、2％、3％、4％、5％、7％、8％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％，等；作为本实施例的一个优选方案，所述偶联剂的加入量占玻璃纤维总质量的0.1％-10％，例如：0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.5％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％，等。所述玻璃纤维在偶联剂乙醇液中的浸渍时间为10min-5h，例如：10min、20min、30min、40min、50min、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h，等。作为本实施例的一种优选方案，所述玻璃纤维在偶联剂乙醇液中的浸渍时间为30min-2h，例如：30min、40min、45min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、120min，等。所述烘干温度为50℃-180℃，例如：50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃，等；作为本实施例的一种优选方案，所述烘干温度为80℃-130℃例如：80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃，等。所述烘干时间为1h-6h，例如：1h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、5h、6h，等。作为本实施例的一种优选方案，所述烘干时间为2h-3h。

根据本实施方式中的一个方面，所述偶联剂为硅烷偶联剂中的一种或两种以上的混合。所述硅烷偶联剂中采用A-150、A-151、A-171、KH-550、KH-560、KH-570、KH-580、KH-590、KH-902或KH-792中的一种或两种以上的混合。所述A-150、A-151、A-171、KH-550、KH-560、KH-570、KH-580、KH-590、KH-902或KH-792是硅烷偶联剂的牌号，不同牌号偶联剂的性能是不一样的，这些牌号为国际公认的牌号。

硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物，其通式为RSiX3，式中R代表与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性官能团，如氧基、乙烯基、环氧基、酰胺基、氨丙基等；X代表能够水解的烷氧基，如卤素、烷氧基、酰氧基等。在进行偶联时，首先X基形成硅醇，然后与无机粉体颗粒表面上的羟基反应，形成氢键并缩合成-SiO-M共价键(M表示无机粉体颗粒表面)。同时，硅烷各分子的硅醇又相互缔合齐聚形成网状结构的膜覆盖在粉体颗粒表面，使无机粉体表面有机化。所述偶联剂A-150即乙烯基三氯硅烷，无色液体，溶于有机溶剂，易水解、醇解。分子式为CH₂＝CHSiCl₃，分子量161.5，沸点90.6℃，密度1.265g/cm³，适用于玻璃纤维表面处理剂和增强塑料层压品的处理剂。所述偶联剂A-151即乙烯基三乙氧基硅烷，分子式为CH₂＝CHSi(OCH₂CH₃)₃。可溶于有机溶剂，不溶于pH＝7的水，适用于聚合物类聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯等，以及玻璃纤维、塑料、玻璃、电缆、陶瓷等。所述偶联剂A-171即乙烯基三甲氧基硅烷，分子式为CH₂＝CHSi(OCH₃)₃。无色透明液体，密度为0.95-0.99g/cm³，折光率1.38-1.40，沸点为123℃，兼有偶联剂和交联剂的作用，适合的聚合物类型有聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯等，常用于玻璃纤维、塑料、玻璃、电缆、陶瓷、橡胶等。所述偶联剂KH-550即γ-氨丙基三乙氧基硅烷，密度为0.942g/ml，熔点-70℃，沸点217℃，折射率1.42-1.422，闪点96℃。应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、PBT、聚酰胺、碳酸酯等热塑性和热固性树脂，能大幅度提高增强塑料的干湿态抗弯强度，抗压强度，剪切强度等物理力学性能和湿态电气性能，并改善填料在聚合物中润湿性和分散性。所述偶联剂KH-560为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，多用于多硫化物和聚氨酯的嵌缝胶和密封胶，用于环氧树脂的胶黏剂、填充型或增强型热固性树脂、玻璃纤维或玻璃增强的热塑性树脂等。所述偶联剂KH-570为甲基丙烯酰氧基硅烷，外观为无色或微黄透明液体，溶于丙酮、苯、乙醚、四氯化碳，与水反应。沸点为255℃，密度为1.04g/ml，折光率为1.429，闪点88℃。主要用于不饱和聚酯树脂，也可用于聚丁烯、聚乙烯和三元乙丙橡胶。所述偶联剂KH-580为γ―巯丙基三乙氧基硅烷，略带特殊气味的无色透明液体，易溶于乙醇、丙酮、苯、甲苯等多种溶剂。不溶于水，但与水或潮气接触易发生水解。沸点82.5℃，比重1.000(20℃)，闪点87℃，分子量238。所述偶联剂KH-590即γ-巯丙基三甲氧基硅烷，又名3-巯丙基三甲氧基硅烷，分子量为196.3399，密度1.057g/ml，沸点213-215℃，折射率1.441-1.443，闪点88℃，常用作玻璃纤维处理剂、交联剂。所述偶联剂KH-792即N-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷，分子式为NH₂(CH₂)₂NH(CH₂)₃Si(OCH₃)₃，分子量为222，密度1.010-1.030g/ml，沸点259℃，折射率1.4425-1.4460，闪点138℃，可溶于有机溶剂。所述偶联剂KH-902即γ―氨丙基甲基二乙氧基硅烷，分子式为NH₂(CH₂)₃SiCH₃(OC₂H₅)₂，分子量为191.34，密度0.9160±0.0050g/ml，沸点85-88℃/1.07KPa，折射率1.4270±0.0050，适应大多数有机及无机材料。

本发明另一种实施方式中，提供了一种防切割的超高分子量聚乙烯纤维，该防切割的超高分子量聚乙烯纤维按照上述两种方法实施例提供的方法制备而成。

本发明将玻璃纤维对UHMWPE进行填充改性，不仅可以在解决超高分子量聚乙烯的粘弹性高的情况下玻璃纤维分散性差的难题，而且在保证纱线的柔性基础上，有效提高了UHMWPE纤维的耐切割性能。进一步地，本发明采用经偶联剂处理过的玻璃纤维对UHMWPE进行填充改性，经偶联剂处理过的玻璃纤维耐磨性能优异，与UHMWPE及油性溶剂有很好的相容性，改善了玻璃纤维在UHMWPE纤维中均匀分散的问题。

与未处理玻璃纤维相比，偶联剂改性后的玻璃纤维其亲油、疏水性能有了显著的增强(见附图1、2、3、4)。

对玻璃纤维进行偶联剂表面改性，改善了纤维与基体间的润湿性，形成一个力学上的微缓冲区，提高界面之间的相容性，能显著改善玻璃纤维在白油中的分散，避免了玻璃纤维团聚，以及后续纺丝过程中出现断丝及粗细不均的现象，参见附图5、6所示，为本发明防切割的超高分子量聚乙烯纤维制备过程中纺丝分散液的光学显微镜图，其中的细丝为改性后的玻璃纤维，玻璃纤维在分散液中分散非常的均匀。另外，使用超低温离子研磨方法制备纤维截面，参见附图7-9，截面中看到超高分子量聚乙烯基材中包裹了玻璃纤维。有的玻璃纤维立于截面，多数玻璃纤维贴于截面。基体与玻璃纤维界面结合牢固，没有出现缝隙或断裂或玻璃纤维易脱落的问题。

玻璃纤维经改性处理后，由于偶联剂具有稳定的亲有机基团的长链分子(酯酰基、长链烷基等)，偶联剂能扩散和溶解于聚合物的界面处，与聚合物发生缠结和反应并与聚合物基体具有很好的相容性。从其结构看，偶联剂具有在玻璃纤维表面与树脂间形成化学键的功能，在树脂基复合材料中起架桥作用，用偶联剂处理后能改善玻璃纤维与聚乙烯之间的润湿性，提高界面之间的界面结合强度，从而显著提高复合材料的综合性能，并能够延长复合材料的使用寿命，降低玻璃纤维自身的吸水性。

另外，本发明采用的新工艺并不改变传统的冻胶纺丝工艺，制备工艺简单，生产成本方面仅仅增加了玻璃纤维亲油改性的过程，性价比较高。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

参见图12所示，一种防切割的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法。

1)玻璃纤维预处理

将0.5g硅烷偶联剂KH-570溶于无水乙醇中，再加入5kg玻璃纤维(直径为5-7um，长度为50-400um，平均长度为60um)混合均匀(偶联剂占玻璃纤维含量的0.01％)，浸渍30min后于120℃烘干2h，经研磨，100目过滤，以备用。

取上述处理过的玻璃纤维，倒入15kg白油中预混，再用乳化机高速搅拌15min，转速3500rpm。

2)纺丝混合液的制备

将1)中预混料在高速搅拌条件下加入装有1485.2kg白油的溶胀釜中(PE:白油＝6:94)，边搅拌边加入94.8kg UHMWPE粉(分子量500万，玻璃纤维占UHMWPE纤维的5％)，再加入0.2kg抗氧剂(抗氧剂占UHMWPE纤维的0.2％)，搅拌20min后制成纺丝混合液。

3)复合纤维的制备

将釜内温度升至110℃进行溶胀，保温1h后，经过储料釜、喂料釜、双螺杆挤出机混合成熔融状态，再经计量泵(28rpm)控制流量从喷丝组件挤出，然后经10℃水浴骤冷得到冻胶丝。室温静置平衡24h后的冻胶丝经初级拉伸、萃取、干燥、3级超倍热牵伸，温度为140-146℃，即制得复合纤维。

实施例2：

1)玻璃纤维预混液的制备

将0.6g硅烷偶联剂KH-550溶于无水乙醇中，再加入0.6kg玻璃纤维(直径为3-10um，长度为10-600um，平均长度为75um)混合均匀(偶联剂占玻璃纤维含量的0.1％)，浸渍10min后于60℃烘干2h，经研磨，100目过滤，以备用。

取上述处理过的玻璃纤维，倒入12kg白油中预混，再用乳化机高速搅拌60min，转速3000rpm。

2)纺丝混合液的制备

将1)中预混料在高速搅拌条件下加入装有4690.13kg白油的溶胀釜中(PE:白油＝6:94)，边搅拌边加入299.37kg UHMWPE粉(分子量200万，玻璃纤维占UHMWPE纤维的0.2％)，再加入0.03kg抗氧剂(抗氧剂占UHMWPE纤维的0.01％)，搅拌10min后制成纺丝混合液。

3)复合纤维的制备

将釜内温度升至100℃进行溶胀，保温3h后，经过储料釜、喂料釜、双螺杆挤出机混合成熔融状态，再经计量泵(28rpm)控制流量从喷丝组件挤出，然后经10℃水浴骤冷得到冻胶丝。室温静置平衡24h后的冻胶丝经初级拉伸、萃取、干燥、3级超倍热牵伸，温度为140-146℃，即制得复合纤维。

实施例3：

1)玻璃纤维预混液的制备

将0.18kg硅烷偶联剂KH-560溶于无水乙醇中，再加入6kg玻璃纤维(直径为3-7um，长度为10-400um，平均长度为50um)混合均匀(偶联剂占玻璃纤维含量的3％)，浸渍2h后于180℃烘干1h，经研磨，100目过滤，以备用。

取上述处理过的玻璃纤维，倒入20kg白油中预混，再用乳化机高速搅拌5min，转速10000rpm。

2)纺丝混合液的制备

将1)中预混料在高速搅拌条件下加入装有836.6kg白油的溶胀釜中(PE:白油＝6:94)，边搅拌边加入53.4kg UHMWPE粉(分子量300万，玻璃纤维占UHMWPE纤维的10％)，再加入0.6kg抗氧剂(抗氧剂占UHMWPE纤维的1％)，搅拌15min后制成纺丝混合液。

3)复合纤维的制备

将釜内温度升至140℃进行溶胀，保温1h后，经过储料釜、喂料釜、双螺杆挤出机混合成熔融状态，再经计量泵(28rpm)控制流量从喷丝组件挤出，然后经10℃水浴骤冷得到冻胶丝。室温静置平衡24h后的冻胶丝经初级拉伸、萃取、干燥、3级超倍热牵伸，温度为140-146℃，即制得复合纤维。

实施例4：

1)玻璃纤维预混液的制备

将0.1kg硅烷偶联剂KH-560溶于无水乙醇中，再加入0.5kg玻璃纤维(直径为7-10um，长度为10-600um，平均长度为100um)混合均匀(偶联剂占玻璃纤维含量的20％)，浸渍3h后于130℃烘干2h，经研磨，100目过滤，以备用。

取上述处理过的玻璃纤维，倒入5kg白油中预混，再用乳化机高速搅拌10min，转速8000rpm。

2)纺丝混合液的制备

将1)中预混料在高速搅拌条件下加入装有774.72kg白油的溶胀釜中(PE:白油＝6:94)，边搅拌边加入49.45kg UHMWPE粉(分子量300万，玻璃纤维占UHMWPE纤维的1％)，再加入0.05kg抗氧剂(抗氧剂占UHMWPE纤维的0.1％)，搅拌25min后制成纺丝混合液。

3)复合纤维的制备

将釜内温度升至120℃进行溶胀，保温2h后，经过储料釜、喂料釜、双螺杆挤出机混合成熔融状态，再经计量泵(28rpm)控制流量从喷丝组件挤出，然后经10℃水浴骤冷得到冻胶丝。室温静置平衡24h后的冻胶丝经初级拉伸、萃取、干燥、3级超倍热牵伸，温度为140-146℃，即制得复合纤维。

实施例5：

1)玻璃纤维预混液的制备

将0.6kg硅烷偶联剂KH-560溶于无水乙醇中，再加入6kg玻璃纤维(直径为3-5um，长度为10-400um，平均长度为30um)混合均匀(偶联剂占玻璃纤维含量的10％)，浸渍1h后于100℃烘干2h，经研磨，100目过滤，以备用。

取上述处理过的玻璃纤维，倒入30kg白油中预混，再用乳化机高速搅拌30min，转速5000rpm。

2)纺丝混合液的制备

将1)中预混料在高速搅拌条件下加入装有1464.83kg白油的溶胀釜中(PE:白油＝6:94)，边搅拌边加入93.5kg UHMWPE粉(分子量300万，玻璃纤维占UHMWPE纤维的6％)，再加入0.5kg抗氧剂(抗氧剂占UHMWPE纤维的0.5％)，搅拌30min后制成纺丝混合液。

3)复合纤维的制备

将釜内温度升至130℃进行溶胀，保温3h后，经过储料釜、喂料釜、双螺杆挤出机混合成熔融状态，再经计量泵(28rpm)控制流量从喷丝组件挤出，然后经10℃水浴骤冷得到冻胶丝。室温静置平衡24h后的冻胶丝经初级拉伸、萃取、干燥、3级超倍热牵伸，温度为140-146℃，即制得复合纤维。

实施例6：

1)玻璃纤维预混液的制备

将0.05kg硅烷偶联剂KH-550溶于无水乙醇中，再加入5kg玻璃纤维(直径为5-7um，长度为50-400um，平均长度为60um)混合均匀(偶联剂占玻璃纤维含量的1％)，浸渍5h后于50℃低温烘干6h，经研磨，100目过滤，以备用。

取上述处理过的玻璃纤维，倒入15kg白油中预混，再用乳化机高速搅拌20min，转速3500rpm。

2)纺丝混合液的制备

将1)中预混料在高速搅拌条件下加入装有1485.2kg白油的溶胀釜中(PE:白油＝6:94)，边搅拌边加入94.8kg UHMWPE粉(分子量400万，玻璃纤维占UHMWPE纤维的5％)，再加入0.2kg抗氧剂(抗氧剂占UHMWPE纤维的0.2％)，搅拌20min后制成纺丝混合液。

3)复合纤维的制备

将釜内温度升至110℃进行溶胀，保温2h后，经过储料釜、喂料釜、双螺杆挤出机混合成熔融状态，再经计量泵(28rpm)控制流量从喷丝组件挤出，然后经10℃水浴骤冷得到冻胶丝。室温静置平衡24h后的冻胶丝经初级拉伸、萃取、干燥、3级超倍热牵伸，温度为140-146℃，即制得复合纤维。

实施例7：

1)玻璃纤维预混液的制备

将0.05kg硅烷偶联剂KH-570溶于无水乙醇中，再加入2.5kg玻璃纤维(直径为3-7um，长度为10-600um，平均长度为70um)混合均匀(偶联剂占玻璃纤维含量的2％)，浸渍3h后于80℃烘干4h，经研磨，100目过滤，以备用。

取上述处理过的玻璃纤维，倒入10kg白油中预混，再用乳化机高速搅拌45min，转速4000rpm。

2)纺丝混合液的制备

将1)中预混料在高速搅拌条件下加入装有742.6kg白油的溶胀釜中(PE:白油＝6:94)，边搅拌边加入47.4kg UHMWPE粉(分子量600万，玻璃纤维占UHMWPE纤维的5％)，再加入0.1kg抗氧剂(抗氧剂占UHMWPE纤维的0.2％)，搅拌15min后制成纺丝混合液。

3)复合纤维的制备

将釜内温度升至130℃进行溶胀，保温1h后，经过储料釜、喂料釜、双螺杆挤出机混合成熔融状态，再经计量泵(28rpm)控制流量从喷丝组件挤出，然后经10℃水浴骤冷得到冻胶丝。室温静置平衡24h后的冻胶丝经初级拉伸、萃取、干燥、3级超倍热牵伸，温度为140-146℃，即制得复合纤维。

实施例8：

参见图13所示，一种防切割的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法。

1)玻璃纤维预处理

将5kg玻璃纤维(直径为5-7um，长度为50-400um，平均长度为60um)倒入15kg白油中预混，再用乳化机高速搅拌15min，转速3500rpm。

2)纺丝混合液的制备

3)复合纤维的制备

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种防切割的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，包括：

将玻璃纤维倒入第一白油混匀，得到玻璃纤维预混液；

由冻胶丝制得复合纤维。

2.根据权利要求1所述的防切割的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，所述玻璃纤维预混液的制备中，所述玻璃纤维预混液中含有玻璃纤维5-30wt％，优选10-25wt％，最佳25wt％；

进一步优选地，所述玻璃纤维预混液的具体制备方法为:先将玻璃纤维倒入第一白油中预混，再用乳化机高速搅拌至形成均匀的浆料；

优选地，所述高速搅拌的搅拌速度为3000-10000rpm，优选3500rpm，所述高速搅拌的搅拌时间为5-60min，优选为10-30min，最佳为15min。

3.根据权利要求1所述的防切割的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，所述玻璃纤维预混液的制备中，所述玻璃纤维的直径是3-10um，优选5-7um；和/或，所述玻璃纤维的平均长度是30-100um，优选50-70um；和/或，所述玻璃纤维的长度范围是10-600um，优选50-400um。

4.根据权利要求1所述的防切割的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，在玻璃纤维预混液的制备之前，事先用偶联剂对玻璃纤维预处理；具体处理方法为：将偶联剂溶于无水乙醇中，再加入玻璃纤维混合均匀，浸渍、烘干，经研磨，100目过滤；

和/或，所述偶联剂的加入量占玻璃纤维总质量的0.01-20％，优选0.1％-10％；

和/或，所述玻璃纤维在偶联剂乙醇液中的浸渍时间为10min-5h，优选30min-2h；

和/或，所述烘干温度为50℃-180℃，优选80℃-130℃；烘干时间为1h-6h，优选2h-3h；

和/或，所述偶联剂为硅烷偶联剂中的一种或两种以上的混合；所述硅烷偶联剂中优选采用A-150、A-151、A-171、KH-550、KH-560、KH-570、KH-580、KH-590、KH-902或KH-792中的一种或两种以上的组合。

5.根据权利要求1所述的防切割的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，执行将所述玻璃纤维预混液、抗氧剂和UHMWPE粉混合于第二白油中混合的具体方法为：在高速搅拌下，先向第二白油中加入所述玻璃纤维预混液，再一边搅拌一边加入UHMWPE粉和抗氧剂，再继续搅拌10-30min，即可得到纺丝混合液。

6.根据权利要求1所述的防切割的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，将所述玻璃纤维预混液、抗氧剂和UHMWPE粉混合于第二白油中混合的步骤中，UHMWPE粉：第二白油的质量比为6:94；

和/或，所述玻璃纤维是所述防切割的超高分子量聚乙烯纤维的0.2wt％～10wt％，优选1wt％～6wt％；

和/或,所述抗氧剂加入量是所述防切割的超高分子量聚乙烯纤维的0.01wt％～1wt％，优选0.1wt％～0.5wt％。

7.根据权利要求1所述的防切割的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，所述UHMWPE的粘均分子量为(2-6)*10⁶g/mol，优选(4-5)*10⁶g/mol；

和/或，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂164、抗氧剂DNP、抗氧剂DLTP或抗氧剂TNP中的一种或两种以上的组合。

8.根据权利要求1所述的防切割的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，所述将所述纺丝混合液经溶胀、挤出后形成熔融状态，再冷却形成冻胶丝的步骤中，所述溶胀采用在溶胀釜中升温到100-140℃，保温1-3h；优选升温到110℃，保温2h；

和/或，所述挤出采用双螺杆挤出机，所述挤出温度为110℃阶梯式升温至243℃，优选地，所述双螺杆挤出机长径比为68，由进料段、升温段、溶解段、匀混段构成；

和/或，所述冷却采用水凝冷却。

9.根据权利要求1所述的防切割的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，所述由冻胶丝制得复合纤维的步骤中，所述冻胶丝经初级拉伸、萃取、干燥、超倍热牵伸得到复合纤维。

10.根据权利要求9所述的防切割的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，所述超倍热牵伸采用3级超倍热牵伸，牵伸温度为140-146℃；

所述萃取采用连续多级密闭超声波萃取机和碳氢萃取高倍拉伸装置，萃取温度为40℃；优选地，所述萃取采用多级多槽、定量补液排液的工艺，以控制冻胶丝萃取后的含油量，增设超声波发生器进行充分萃取，配备水循环模温控制器，精确控制萃取液的温度，温差≤±1℃，萃取率≥99％。

11.一种防切割的超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于，所述纤维中混有玻璃纤维，玻璃纤维的含量为0.2wt％-10wt％；

优选地，所述玻璃纤维的直径是3-10um，优选5-7um；和/或，所述玻璃纤维的平均长度是30um-100um，优选50-70um；和/或，所述玻璃纤维的长度范围是10-600um，优选50-400um；

优选地，所述UHMWPE的粘均分子量为(2-6)*10⁶g/mol，优选(4-5)*10⁶g/mol。

12.根据权利要求11所述的防切割的超高分子量聚乙烯纤维，按照权利要求1-10所述方法制备而成。