[發(fā)明專利]一種交聯(lián)增強(qiáng)間位芳綸及其制備方法

有效

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• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110565374B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 關(guān)振虹;任仲愷;潘士東;李丹;周緒波;楊文華
• 申請（專利權(quán)）人: 煙臺泰和新材料股份有限公司
• 主分類號: D06M13/395
• 分類號: D06M13/395;D06M101/36
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 郭瑤

本發(fā)明提供了一種交聯(lián)增強(qiáng)間位芳綸及其制備方法，該方法以異氰酸酯類為交聯(lián)劑，加入催化劑后在一定溫度條件下處理一段時間后再水洗、烘干及熱定型制備一種高強(qiáng)度間位芳綸；本發(fā)明制備出間位芳綸進(jìn)行交聯(lián)，其纖維之間結(jié)合力增加，具有優(yōu)良的力學(xué)性能及耐高溫性能。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于間位芳綸領(lǐng)域，具體涉及一種交聯(lián)增強(qiáng)間位芳綸及其制備方法。

【背景技術(shù)】

間位芳綸是一種優(yōu)異的耐高溫纖維，其總量居特種纖維第二位。國外生產(chǎn)間位芳綸的企業(yè)主要包括美國杜邦公司、日本帝人公司、韓國熊津公司，美國杜邦率先實(shí)現(xiàn)間位芳綸的商業(yè)化生產(chǎn)，間位芳綸占全球間位芳綸總產(chǎn)量的一半以上。國內(nèi)間位芳綸產(chǎn)品產(chǎn)能不斷增加，產(chǎn)品多樣性不斷豐富，產(chǎn)品品質(zhì)不斷提升，使得國內(nèi)制備的間位芳綸能夠在很多高端領(lǐng)域提高市場占有率以及產(chǎn)品競爭力。

聚間苯二甲酰間苯二胺是排列規(guī)整的鋸齒型大分子，由于其自身性質(zhì)具有阻燃、絕緣、抗輻射、高強(qiáng)度、高模量等優(yōu)異的性能，廣泛應(yīng)用于能源、交通、化工、電子等行業(yè)的安全防護(hù)、環(huán)保過濾、結(jié)構(gòu)增強(qiáng)和電氣絕緣等方面。目前針對間位芳綸的增強(qiáng)技術(shù)，包括化學(xué)方法和物理方法。物理方法包括紫外線、高能輻射及等離子體等改變纖維浸潤性，化學(xué)方法包括刻蝕、引入官能團(tuán)、擴(kuò)散等表面活化和加入單體進(jìn)行表面接枝改善纖維表面組成及結(jié)構(gòu)；但利用上述方法制備間位芳綸過程中，由于間位芳綸表面能較低，缺乏有化學(xué)活性的官能團(tuán)，反應(yīng)活性比較低，纖維橫向結(jié)合力比較弱，橫向強(qiáng)度不高使得間位芳綸在壓縮及剪切力作用下容易產(chǎn)生斷裂，因此制備出的間位芳綸在某些實(shí)際應(yīng)用中強(qiáng)度難以滿足。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種交聯(lián)增強(qiáng)間位芳綸及其制備方法；該制備方法為了解決間位芳綸表面能較低，纖維橫向結(jié)合力比較弱，橫向強(qiáng)度不高使得在壓縮及剪切力作用下容易產(chǎn)生斷裂的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種交聯(lián)增強(qiáng)間位芳綸，結(jié)構(gòu)式為：

其中，80≤n≤150、80≤x≤150、80≤m≤150；

R為中的一種或幾種。

一種交聯(lián)增強(qiáng)間位芳綸的制備方法，制備過程為：將間位芳綸原絲放置于含有催化劑的異氰酸酯類有機(jī)溶液中靜置反應(yīng)，得到交聯(lián)處理后的間位芳綸；將交聯(lián)處理后的間位芳綸經(jīng)過水洗、烘干、熱定型后，制得交聯(lián)增強(qiáng)間位芳綸。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：

優(yōu)選的，所述異氰酸酯類為2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、4，4`-二苯基甲烷二異氰酸酯、萘1,5-二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯和三苯甲烷三異氰酸酯中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述催化劑為辛酸亞錫、辛酸鉛、辛酸鈷、辛酸鐵、二月桂酸二丁基錫、鈦酸四異丁酯和三亞乙基二胺的一種或兩種。

優(yōu)選的，所述有機(jī)溶液中的有機(jī)溶劑為N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亞砜。

優(yōu)選的，含有催化劑的異氰酸酯類有機(jī)溶液中，異氰酸酯類質(zhì)量含量1～10％，催化劑質(zhì)量含量0.5-3％，余量為有機(jī)溶劑。

優(yōu)選的，間位芳綸原絲在含有催化劑的異氰酸酯類有機(jī)溶液中的靜置反應(yīng)溫度為40～150℃，時間為5～60min。

優(yōu)選的，交聯(lián)處理后的間位芳綸經(jīng)過水洗后，烘干溫度為120～180℃，烘干至間位芳綸的含水率小于5％，進(jìn)行熱定型。

優(yōu)選的，熱定型溫度為200～400℃，熱拉伸倍數(shù)為1.5～4倍，熱定型至間位芳綸穩(wěn)定成型。

優(yōu)選的，所述間位芳綸原絲由濕法紡絲制備的間位芳綸經(jīng)過成形、水洗、烘干后制得。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：