[發明專利]一種抗紫外聚苯硫醚長絲及其制備方法

有效

• 申請號: 201210179688.5
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN102677218A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 朱美芳;胡澤旭;張須臻;孟思;孫賓;江曉澤
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D01F6/94
• 分類號: D01F6/94;D01F1/10;D01D1/04;D01D5/08;D01D5/12;D01D10/02
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬于納米功能改性聚苯硫醚長絲及其制備領域，特別涉及一種抗紫外聚苯硫醚長絲及其制備方法。

背景技術

聚苯硫醚纖維是近年來新開發的高性能纖維之一，以其優異的耐腐蝕、耐高溫性能在軍工、電子電氣、工業領域中有廣泛的應用前景。聚苯硫醚長絲主要應用于工業上燃煤鍋爐袋濾室的過濾織物。但是，因為工業用聚苯硫醚作為高溫粉塵濾袋等應用時，處于避光環境，因此聚苯硫醚長絲的紫外光穩定性并沒有得到充分的研究。關于聚苯硫醚光穩定性的研究文獻很少，且主要研究其在薄膜上的老化情況。因此，為了擴大聚苯硫醚長絲的應用領域，迫切需要提高其紫外光穩定性。

聚苯硫醚長絲在光照情況下顏色會由淺黃色變成深黃色，且隨著光照時間或光照強度的增加，顏色會變得越深，長絲的力學強度急劇下降，由韌性斷裂轉變為脆性斷裂。這導致目前聚苯硫醚長絲僅能在避光環境的領域應用。

在太陽光照射下，紫外波段的光子會攻擊聚苯硫醚分子鏈中的硫醚鍵，導致聚苯硫醚發生交聯降解，嚴重降低了聚苯硫醚的力學性能。國內外關于提高聚苯硫醚纖維的研究報道不多，且提高聚苯硫醚長絲的紫外光穩定性效果有限。專利CN101126182A所述的無機紫外光吸收劑TiO₂粒徑單一，對于紫外光的吸收波段較窄，并不能有效提高聚苯硫醚長絲的紫外光穩定性。專利CN102268751A所述的三嗪類紫外光吸收劑能夠有效地提高聚苯硫醚的紫外光穩定性，但是在聚苯硫醚長絲的加工過程中生成的小分子硫化物，容易影響其光吸收效果；此外，在長期使用過程中，這些紫外光吸收劑損耗嚴重，難以達到高效長久的紫外光穩定效果。上述專利制備的聚苯硫醚長絲，在模擬太陽光照射條件下，色度變化程度ΔE為15.67，纖維力學性能保持率為94.02%。但是，長時間的使用導致有機光穩定劑的嚴重損失，聚苯硫醚纖維的抗紫外性能急劇下降；加入的無機光穩定劑又不能達到較高的紫外光穩定性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種抗紫外聚苯硫醚長絲及其制備方法，該抗紫外聚苯硫醚長絲的紫外光穩定性能和光穩定性能持續時間都有顯著的提高，該制備方法操作簡單，成本低。

本發明的一種抗紫外聚苯硫醚長絲，該聚苯硫醚長絲按質量分數包括：90-99.9%的聚苯硫醚樹脂和0.01-10%光穩定劑；所述的光穩定劑為由2,2'-亞甲基二(6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、鈦酸酯偶聯劑和納米二氧化鈦組成的復配體系，其中2,2'-亞甲基二(6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、鈦酸酯偶聯劑和納米二氧化鈦的質量分數分別為25-49.5%、0.5-1%、50-74.5%。

所述的納米二氧化鈦具有不同粒徑分布，各粒徑（d）分布段的納米TiO₂為10nm≤d﹤20nm、20nm≤d≤30nm、50nm≤d≤60nm或80nm≤d≤90nm，各種粒徑的納米二氧化鈦含量：10-15wt%（10nm≤d﹤20nm），5-15wt%（20nm≤d≤30nm），50-70wt%（50nm≤d≤60nm），5-30wt%（80nm≤d≤90nm）。

所述的聚苯硫醚樹脂為線性聚苯硫醚樹脂，相對分子質量為5萬。

所述的2,2'-亞甲基二(6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚為粉末狀產品，由Ciba?Specialty?Chemicals生產，純度為99%。

所述的二氧化鈦可采用宣城新材料有限公司的產品，粒徑為10-20nm，20-30nm，50-60nm，80-90nm，晶型為金紅石型；

所述的鈦酸酯偶聯劑為單烷氧基焦磷酸酯型偶聯劑，美國Kenrich?Petrochemicals?Inc.產，型號為KR-38S。

本發明的一種抗紫外聚苯硫醚長絲的制備方法，包括如下步驟：

（1）將鈦酸酯偶聯劑和乙醇水溶液混合，攪拌并超聲振蕩20-60min，然后按照0.5-1g/mL的比例加入納米TiO₂粒子，攪拌并超聲振蕩20-60min，然后在80℃下恒溫回流4-5小時，再于60℃干燥后，最后球磨得到鈦酸酯偶聯劑處理后的納米TiO₂粒子；