[發明專利]制造聚醚酮酮纖維的方法

有效

• 申請號: 201780068128.3
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN110249083B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: H·伯斯圖爾;B·蓋本;W·奈恩黑斯;J·喬納瑙;P·布西
• 申請（專利權）人: 帝人芳綸有限公司
• 主分類號: D01F6/66
• 分類號: D01F6/66;D01D5/06;D02J13/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 徐國棟;林柏楠

本發明涉及一種制造包含聚醚酮酮的纖維的方法，包括以下步驟：將聚醚酮酮和濃度為至少90重量％的硫酸混合得到紡絲原液，并使紡絲原液通過噴絲頭進入凝固浴，其中聚醚酮酮溶于硫酸至12?22重量％的濃度。本發明還涉及可通過所述方法獲得的纖維和基于纖維的重量具有0.001至5重量％的硫含量的聚醚酮酮纖維，特別是具有低結晶度或高結晶度的纖維。本發明還涉及混紡紗和復合材料。

本發明涉及制造包含聚醚酮酮的纖維的方法，包含聚醚酮酮的纖維，所述纖維的復絲紗和包含所述纖維或復絲紗的混紡紗和復合材料。

制造聚醚酮酮纖維的方法和聚醚酮酮纖維是已知的。

在本領域中，聚醚酮酮(PEKK)通常通過熔融紡絲工藝加工成纖維，因此不使用溶劑。

US2011/0311811和US2011/0287255描述了PEKK和納米管的復合纖維。通過熔融紡絲生產纖維，其中將PEKK加熱至高于300℃并擠出。

US5300122涉及有色PEKK纖維。這些纖維也通過熔融紡絲生產，隨后用染料處理。

EP0392558公開了由芳族聚酰胺和可熱固化聚合物的聚合物共混物制成的成型制品。然而，這些制品主要包含芳族聚酰胺聚合物和僅少量PEKK。

US2012/0015577A1描述了通過在擠出機溫度為315至330℃下由PEKK熔融擠出制造的非織造織物。

由于PEKK具有非常高的熔點，因此PEKK的熔融紡絲工藝需要在高于300℃的溫度下加熱聚合物。該過程是能量密集的并且可能導致聚合物的降解。因此，通過熔融紡絲生產的PEKK纖維的機械性能不是最佳的。

本發明的一個目的是提供一種方法，該方法避免PEKK聚合物通過加熱而降解，并產生具有改進機械性能的纖維。更具體地說，希望獲得具有高斷裂伸長率和高韌性的PEKK纖維或具有非常高韌度的纖維。此外，還希望制造包含具有較低線密度并因此具有較低絲直徑的絲的PEKK紗。

這些任務通過制造包含聚醚酮酮的纖維的方法解決，包括以下步驟：

將聚醚酮酮和濃度為至少90重量％的硫酸混合得到紡絲原液，并使紡絲原液通過噴絲頭進入凝固浴，其中聚醚酮酮溶于硫酸至12-22重量％的濃度。

在本申請的上下文中，聚醚酮酮(PEKK)定義為包含由式I和式II表示的重復單元的聚合物：

-A-C(＝O)-B-C(＝O)- I

-A-C(＝O)-D-C(＝O)- II，

其中A為-Ph-O-Ph-基團，其中Ph為亞苯基，優選對亞苯基，B為1,4-亞苯基(也稱為對亞苯基)，D為1,3-亞苯基(也稱為間亞苯基)。-B-C(＝O)-基團也稱為對苯二甲酸部分(T)，-D-C(＝O)-基團也稱為間苯二甲酸部分(I)。

PEKK聚合物中式I單元:式II單元的比率通常稱為T/I比。可以根據需要容易地改變T/I比以獲得一定的纖維性能。例如，可以選擇T/I比以提供更低或更高的結晶度。

聚醚酮酮是本領域公知的，可以使用任何合適的聚合技術制造，包括以下專利中描述的方法；US 3,065,205；US 3,441,538；US 3,516,966；US 4,704,448；US 4,816,556；和US 6,177,518。可以使用聚醚酮酮的混合物。

特別地，通過改變用于制造PEKK的不同單體的相對量，可以根據需要調節T/I比。例如，PEKK可以通過使對苯二甲酰氯和間苯二甲酰氯的混合物與二苯醚反應來合成。相對于間苯二甲酰氯的量增加對苯二甲酰氯的量將增加T/I比。在本發明的另一個實施方案中，使用含有具有不同T/I比的聚醚酮酮的聚醚酮酮混合物。例如，T/I比為80:20的PEKK可與T/I比為60:40的PEKK混合，選擇相對比例以提供具有纖維所需性能平衡的PEKK混合物。