[發明專利]一種表面涂覆型抗氧聚苯硫醚纖維的制備方法

無效

• 申請號: 201210001057.4
• 申請日: 2012-01-04
• 公開（公告）號: CN102560718A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 陳新拓;李炎;張志剛;戴厚益;高勇;張海陶;楊雪梅;王鑫
• 申請（專利權）人: 四川華通特種工程塑料研究中心有限公司
• 主分類號: D01F6/76
• 分類號: D01F6/76;D06M11/79;D06M11/77;D06M11/46;D06M11/80;D06M13/292
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 曹志霞;李贊堅

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，確切地說是指一種表面涂覆型抗氧聚苯硫醚纖維的制備方法。

背景技術

聚苯硫醚(PPS)纖維，具有良好的熱穩定性、耐化學腐蝕性、阻燃性及良好的加工性能，200℃以下無溶劑可溶。其織物材料可長期暴露在高溫和酸/堿性環境之中，特別適合于作為袋式濾塵器的濾袋材料使用，在濕態酸性環境、接觸溫度達190℃的條件下可長期使用。因此，是在燃煤發電、鋼鐵、水泥等行業采用袋式除塵替代電除塵、大幅度降低煙塵排放的優選材料，是現有耐高溫纖維中最適合于制作濾袋的纖維材料。

PPS纖維具有出色的耐高溫性，熔點達285℃，其極限氧指數(LOI)達到35-45，通常大氣條件下不會燃燒。但聚苯硫醚分子鏈上的硫醚鍵對纖維的性能影響很大，會導致纖維力學性能、耐久性、抗氧化性等變差，硫醚鍵上的硫容易發生深度氧化反應，特別是在高溫和酸性富氧環境下，往往導致熱氧化降解或氧化交聯，影響使用壽命。目前的聚苯硫醚纖維過濾材料在實際使用中仍不能滿足苛刻的工況條件。

發明內容

針對上述缺陷，本發明解決的技術問題在于提供一種表面涂覆型抗氧聚苯硫醚纖維的制備方法，聚苯硫醚纖維表面涂覆上一層具有一定厚度的抗氧化保護層，不僅能提高纖維的抗氧化性，而且能延長其使用壽命。

為了解決以上的技術問題，本發明提供的表面涂覆型抗氧聚苯硫醚纖維的制備方法，包括如下步驟：

1)聚苯硫醚經紡絲、拉伸和熱定型等工藝得到聚苯硫醚纖維；

2)聚苯硫醚纖維用聚苯硫醚纖維表面處理液涂覆后，在溫度為室溫-150℃常壓空氣或抽真空條件下干燥至恒重，得到表面涂層厚度為1-5μm抗氧化保護層的聚苯硫醚纖維產品；

所述聚苯硫醚纖維表面處理液包含溶劑、抗氧劑、成膜劑、偶聯劑和無機填料粒子，其中各組分的重量含量如下：

抗氧劑：0.1％-5％

成膜劑：1％-20％

偶聯劑：0.1％-10％

無機填料粒子：1％-20％

溶劑：45％-97.8％。

優選地，步驟1)中，采用硫化鈉和對二氯苯為原料在N-甲基吡咯烷酮為溶劑的體系中聚合得到聚苯硫醚，或者采用對二氯苯、硫化鈉為原料，用六磷胺作溶劑，無水磷酸鈉作助劑聚合得到聚苯硫醚。

優選地，步驟2)中，溶劑包括有機溶劑和/或無機溶劑，其中，有機溶劑為芳香烴類、脂肪烴類、脂環烴類、鹵化烴類、醇類、醚類、酯類、酮類、二醇衍生物、以及乙腈、吡啶、苯酚，無機溶劑為水，選用以上的一種或幾種作為溶劑。

優選地，步驟2)中，抗氧劑包括芳香胺類抗氧劑、2，6-三級丁基-4-甲基苯酚、雙(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、硫代二丙酸雙酯、雙十二碳醇酯、雙十四碳醇酯和雙十八碳醇酯、亞磷酸三辛酯、亞磷酸三癸酯、亞磷酸三(十二碳醇)酯和亞磷酸三(十六碳醇)酯，選用以上的一種或幾種作為抗氧劑。

優選地，步驟2)中，成膜劑包括可溶解的天然聚合物和/或化學合成聚合物，具體為天然植物淀粉、蛋白成膜劑、丙烯酸樹脂成膜劑、丁二烯樹脂成膜劑、聚氨酯成膜劑、硝酸纖維成膜劑，聚乙烯吡咯烷酮成膜劑、羥甲基纖維素、纖維素醋酸丁酯、丙烯酸樹脂改性酪蛋白成膜劑、丙烯酸樹脂聚氨酯共聚樹脂、聚乙烯、丙烯酸酯改性丁二烯樹脂、聚氨酯改性硝酸纖維成膜劑，選用一種或多種成膜劑溶解在特定溶劑中。

優選地，步驟2)中，偶聯劑包括有機鉻絡合物類、鈦酸酯類、鋁酸化合物類和硅烷類，具體為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，選用上述中的一種或幾種作為偶聯劑。

優選地，步驟2)中，無機填料粒子為陶瓷粉末和/或天然礦物粉末，粒徑1-2000納米，具體為氧化硅、氧化鈦、碳化硅、碳化硼、氮化硼、氮化硅、硅酸鋁、高嶺土、蒙脫土或莫來石，無機填料粒子選自上述中的一種或多種。

優選地，步驟2)中表面處理液涂覆采用浸漬或噴涂的方法。

優選地，浸漬聚苯硫醚纖維的表面處理液的濃度為2.2-5.5％。

優選地，聚苯硫醚纖維在表面處理液中浸漬20-120分鐘。

與現有技術相比，本發明提供的表面涂覆型抗氧聚苯硫醚纖維的制備方法，制得的聚苯硫醚纖維表面形成的抗氧化保護層可有效延長纖維在高溫富氧條件下的使用時間，可進一步提高纖維的阻燃、耐酸性、耐氧化以及耐高溫等性能。

附圖說明