[發(fā)明專利]聚烯烴纖維

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380014892.4
• 申請(qǐng)日: 2013-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN104204066B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬丁·皮耶特·瓦拉斯布魯姆;彼得·吉斯曼;艾沃特·弗洛倫蒂諾斯·弗洛里蒙德斯·德·丹斯楚迪爾;魯洛夫·馬里薩恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 帝斯曼知識(shí)產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司
• 主分類號(hào): C08L23/06
• 分類號(hào): C08L23/06;C08K3/34
• 代理公司: 北京東方億思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11258
• 代理人: 肖善強(qiáng)

1.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性、尤其具有令人滿意的UV穩(wěn)定性的凝膠紡絲聚烯烴(PO)纖維；還涉及其用途，例如在繩、漁線和網(wǎng)中的用途；以及涉及制備這種纖維的方法。

2.背景技術(shù)

通常認(rèn)為，凝膠紡絲PO纖維、尤其凝膠紡絲高性能聚乙烯(HPPE)纖維在各種環(huán)境中是相對(duì)穩(wěn)定的，尤其是當(dāng)暴露于UV光時(shí)。然而，在某些情況下，凝膠紡絲PO纖維表現(xiàn)出韌度方面的損耗，這會(huì)導(dǎo)致壽命降低。當(dāng)這種纖維用于繩、漁線或漁網(wǎng)、建筑結(jié)構(gòu)中時(shí)，或者用于貨網(wǎng)、綁帶以及海運(yùn)和航空中使用的束繩(restraints)中時(shí)，尤其會(huì)發(fā)生這些情況。

穩(wěn)定凝膠紡絲PO纖維的一種方式可從EP 0343863中知曉，其中公開了通過將如下組合物紡絲來(lái)生產(chǎn)纖維的方法，所述組合物以特定比例包含超高分子量聚烯烴(UHMWPO)、稀釋劑和酚類穩(wěn)定劑。盡管沒有任何實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)，但是根據(jù)該文件，由其制得的凝膠紡絲UHMWPO纖維在模塑時(shí)具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性并且具有長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性。除了酚類穩(wěn)定劑外，用于紡絲這種纖維的組合物還可以包含有機(jī)亞磷酸酯穩(wěn)定劑、有機(jī)硫醚穩(wěn)定劑、受阻胺穩(wěn)定劑和/或高級(jí)脂肪酸的金屬鹽。在EP0343863中所公開的用于制備所述凝膠紡絲UHMWPO纖維的方法中，將含有一種或多種上述穩(wěn)定劑的UHMWPO與適用于UHMWPO的稀釋劑的溶液經(jīng)過噴絲頭來(lái)紡絲，以獲得UHMWPO長(zhǎng)絲，隨后使這種絲經(jīng)受提取過程，其中在第二稀釋劑作用下提取所述稀釋劑。

然而據(jù)觀察，盡管用于制造纖維的組合物包含相對(duì)大量的穩(wěn)定劑，例如基于100重量份的UHMWPO和稀釋劑的總量0.005至5重量份，但是在進(jìn)行EP 0 343 863中所公開的方法之后，留在纖維中的穩(wěn)定劑的量顯著降低。在大多數(shù)情況下，據(jù)觀察，留在凝膠紡絲UHMWPO纖維中的穩(wěn)定劑(如果有的話)的量如此之低以致于所述纖維表現(xiàn)出極小的穩(wěn)定性。

因此，需要最佳穩(wěn)定化的凝膠紡絲PO纖維。因此，本發(fā)明的目的可以是提供這種纖維以及制備其的方法，以及包含其的產(chǎn)品。

3.發(fā)明概述

本發(fā)明提供了凝膠紡絲纖維，所述凝膠紡紗纖維包含形成纖維體(fiber body)的聚烯烴聚合物，其中穩(wěn)定劑存在于纖維體內(nèi)部，其特征在于基于100重量份的形成該纖維體的聚烯烴聚合物的量，該穩(wěn)定劑的量為0.001至10重量份，并且其中該穩(wěn)定劑為碳黑。

據(jù)發(fā)明人所知，凝膠紡絲PO纖維諸如根據(jù)本發(fā)明的凝膠紡絲PO纖維到目前為止從未被生產(chǎn)過。盡管之前報(bào)道了含穩(wěn)定劑的已知的凝膠紡絲PO纖維，但其中所存在的穩(wěn)定劑的量過低因而沒有效果，尤其是在延長(zhǎng)的時(shí)間段沒有效果。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明人第一次注意到，盡管使用了含有大量穩(wěn)定劑的組合物，但在制造過程結(jié)束時(shí)所述量中極少一部分仍然在纖維中。

還驚奇地發(fā)現(xiàn)，通過本發(fā)明使在纖維體中摻入碳黑是有效的。此外，碳黑以最優(yōu)方式保護(hù)纖維以防降解、尤其UV-光降解，同時(shí)對(duì)其機(jī)械性質(zhì)諸如拉伸強(qiáng)度具有可接受的影響。

在本發(fā)明的上下文中，“纖維”被理解為具有無(wú)限長(zhǎng)度的細(xì)長(zhǎng)體，其長(zhǎng)度尺寸比它們的橫向尺寸諸如寬度和厚度大得多。術(shù)語(yǔ)“纖維”還包括單絲、帶材、長(zhǎng)條或條帶等等，并且可以具有規(guī)則的或不規(guī)則的橫截面。纖維可以具有連續(xù)的長(zhǎng)度(本領(lǐng)域中稱為長(zhǎng)絲，filament)或不連續(xù)的長(zhǎng)度(本領(lǐng)域中稱為短切纖維)。根據(jù)本發(fā)明的紗線是含有多條纖維的細(xì)長(zhǎng)體。

本文中“凝膠紡絲纖維”被理解為通過將含有聚合物和用于該聚合物的溶劑的溶液紡絲而制得的纖維。溶液的紡絲可以通過使該溶液擠出經(jīng)過含有一個(gè)或多個(gè)孔的噴絲頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。除非另有說(shuō)明，可互換地使用術(shù)語(yǔ)“纖維”和“凝膠紡絲纖維”來(lái)描述本發(fā)明。特別優(yōu)選的是凝膠紡絲纖維，其是由含聚烯烴和用于聚烯烴的溶劑的溶液紡絲獲得的，所述溶劑可以通過蒸發(fā)從纖維中提取出來(lái)，例如環(huán)烷，諸如十氫化萘、四氫化萘或甲基環(huán)己烷。據(jù)觀察，對(duì)于這種纖維來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)了更優(yōu)的穩(wěn)定劑摻加。

優(yōu)選地，本發(fā)明的凝膠紡絲纖維是高性能凝膠紡絲纖維，即具有至少1.5N/tex、優(yōu)選地至少2.0N/tex、更優(yōu)選地至少2.5N/tex或者至少3.0N/tex的韌度的纖維。盡管對(duì)纖維韌度上限沒有限定，但典型地可以制造具有至多約5至6N/tex韌度的纖維。一般來(lái)說(shuō)，這種高強(qiáng)度凝膠紡絲纖維也具有高的拉伸模量，例如至少50N/tex、優(yōu)選地至少75N/tex、更優(yōu)選地100N/tex、最優(yōu)選地至少125N/tex。纖維的拉伸強(qiáng)度(也簡(jiǎn)稱為強(qiáng)度)、韌度和模量可以通過已知的方法來(lái)測(cè)定，如基于ASTM D885M的那些方法。