[發明專利]硅藻土載銅為填料的耐熱型聚苯硫醚長絲及其制備和應用

有效

• 申請號: 201210179721.4
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN102677219A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 朱美芳;孟思;張須臻;胡澤旭;陳龍;周哲
• 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;D01D5/096;D01D5/16;D01D10/02;B01D46/02;A41D13/00;A41D31/00;C08J5/04
• 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

本發明屬于耐熱型長絲及其制備和應用領域，特別涉及一種硅藻土載銅為填料的耐熱型聚苯硫醚長絲及其制備和應用。?

背景技術

聚苯硫醚(PPS)是以苯環在對位上連接硫原子而形成的剛性主鏈，結構上由于有大π鍵的存在，所以性能極其穩定。聚苯硫醚具有優良的耐熱、耐腐蝕性能；PPS本身具有阻燃自熄性，具有極好的粘合性能，吸濕性小。PPS尺寸穩定性好、無毒、具有良好的加工成型性，廣泛應用于電子電器、機械、汽車、化工防腐、航空航天及軍事工業等領域，被稱為六大工程塑料之一，也是“八大”宇航材料之一，并且相對于其他工程材料與宇航材料，其良好的加工性能使得它具有較好的熔融可紡性，發展前景十分廣闊。相對于其他熱塑性塑料，聚苯硫醚具有非常突出的耐熱性。未改性聚苯硫醚的正常使用溫度在130～180℃范圍內，瞬時使用溫度200～220℃，時間不超過10min。然而為了在航空航天，交通運輸，高溫煙氣除塵濾袋等領域中得到更廣泛的應用，我們需要進一步提高其耐熱性。尤其是對于PPS長絲制成的除塵濾布，在保證可紡性的同時，提高耐熱性來延長濾袋壽命成為PPS除塵濾袋迫切需要攻克的難關。?

袋式除塵器是一種高效的煙塵凈化設備，其除塵效率可達99.99%。袋式除塵技術對高濃度的煙塵有較好的適應性，可處理的煙塵濃度達1000g/m³以上，其核心部件為除塵濾袋。袋式除塵器的性能很大程度上取決于濾袋的性能。濾袋應滿足耐高溫、耐腐蝕性好；抗折、耐磨、機械強度高；清灰后能保持一定的永久性容塵，以保持較高的過濾效率；均勻容塵狀態下透氣性好，壓力損失小；使用壽命長，成本低等要求。PPS纖維能滿足上述除塵濾袋所需要求，但由于其在長期高溫爐氣下工作，其使用壽命還有待提高，另外，在一些特殊行業的高溫除塵，PPS纖維的使用溫度還達不到要求。為了進一步延長PPS纖維在高溫下的使用壽命及拓寬高溫除塵的使用領域，需要研制更加耐高溫的PPS纖維。?

目前，改善PPS耐熱性的方法有四種：1.優化加工過程；2.與其他耐高溫聚合物復合；3.加入助劑；4.添加無機填料。?

添加納米無機填料是改善PPS最常見并最有成效的方法，這種方法適用于工業生產并可以保持其可紡性。它主要是依靠無機填料的本身的熱性能及無機填料與PPS分子鏈的相互作用使得PPS復合材料的耐熱性能進一步改善。?

“耐熱聚苯硫醚纖維性能的研究”（盛向前，張蕊萍，牛梅，楊晗，戴晉明，高立斌，自啟榮.產業用紡織品，2011，2：0023-0027）一文指出PPS在高溫下降解會產生自由基?與PPS鏈進一步交聯降解，從而降低PPS制品的性能。使用SiO₂進行PPS纖維改性，SiO₂的Si原子能與—S·發生配位作用抑制PPS主鏈降解，使得制品長期長期使用溫度提高到240℃。另外，“Fabrication,thermal?and?electrical?properties?of?polyphenylene?sulphide/copper”（R.K.Goyal，K.R.Kambale，S.S.Nene，B.S.Selukar，S.Arbuj，U.P.Mulik.Materials?Chemistry?and?Physics，2011，128：114–120）一文提到含量為60%的納米銅粉能提高PPS的20%熱失重溫度約60℃。?

硅藻土由無定形的SiO₂組成，并含有少量Fe₂O₃、CaO、MgO、Al₂O₃及有機雜質。硅藻土通常呈淺黃色或淺灰色，質軟，多孔而輕，工業上常用來作為保溫材料、過濾材料、填料、研磨材料、水玻璃原料、脫色劑及硅藻土助濾劑，催化劑載體等。硅藻土一般是由統稱為硅藻的單細胞藻類死亡以后的硅酸鹽遺骸形成的，其本質是含水的非晶質SiO₂。顯微鏡下可觀察到天然硅藻土的特殊多孔性構造，這種微孔結構是硅藻土具有特征理化性質的原因（其結構圖見圖1）。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種硅藻土載銅為填料的耐熱型聚苯硫醚長絲及其制備和應用，該耐熱型聚苯硫醚長絲具有一定可紡性，耐熱性能優異，并有一定的導電性能，其綜合性能遠優于SiO₂等填料改性的PPS長絲產品。?