[發明專利]一種高強高模細旦化聚芳酯纖維

在審

• 申請號: 202310049819.6
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN116288790A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 羅培棟;羅艇;施彬彬;宋丹;王燕萍
• 申請（專利權）人: 寧波海格拉新材料科技有限公司
• 主分類號: D01F6/92
• 分類號: D01F6/92;D01F1/10;D01D5/08;D01D10/02
• 代理公司: 余姚德盛專利代理事務所(普通合伙) 33239
• 代理人: 吳曉微

本發明公開了一種高強高模細旦化聚芳酯纖維及其制備方法，所述高強高模細旦化聚芳酯纖維的單絲線密度＜2D，熱處理后束絲斷裂強度27cN/dtex，熱處理后束絲拉伸模量800cN/dtex；所述制備方法包括如下步驟：(1)將高分子量聚芳酯樹脂進行干燥；(2)將高分子量聚芳酯樹脂投入帶有氮氣保護的雙螺桿擠出機下料桶中，向雙螺桿中輸送樹脂，同時投入四種改性硅氧烷；(3)擠出、牽伸、收卷，得細旦化聚芳酯纖維初生絲；(4)將細旦化聚芳酯纖維初生絲進行熱處理，得高強高模細旦化聚芳酯纖維。本發明可實現高強高模細旦化聚芳酯纖維的高效制備，提升了紡絲效率、熱處理效率，節省能源，提高了產品多樣化，提升了產品物理性能，大大提升了產品的競爭力。

本申請為分案申請。母案申請號：202011022132.6，申請日：2020年09月25日，發明名稱：一種高強高模細旦化聚芳酯纖維及其制備方法。

技術領域

本發明涉及有機化學技術領域，具體涉及一種高強高模細旦化聚芳酯纖維。

背景技術

聚芳酯纖維是一種具有高強高模、耐溫高、低吸水性、自阻燃、高耐磨損性、耐化學藥劑、耐輻射、尺寸穩定性強等優異綜合性能的特種纖維，廣泛應用于防彈、防割、防刺、復合增強、線纜繩索等應用領域。纖維的細旦化使其制備的織物結構擁有特定的界面性質，織物中可以形成微穴結構，能夠和其他材料相互滲透等，配合高強高模性能，可提升復合材料的綜合性能。液晶聚芳酯纖維分子結構的剛性鏈結構決定了它無法使用熱牽伸的手段獲得更細的纖維直徑，因此，初生纖維的直徑就是它最終的直徑。而制備更細的液晶聚芳酯纖維一直是國內外的難點問題，市面上流通的Vectran纖維，其單絲線密度為5D，相比其他特種纖維而言，還是偏粗。為了獲得纖度較小的液晶聚芳酯纖維，日本可樂麗公司采用了“海島型”紡絲法，但是此方法工藝比較復雜，成本也高，實用性不強。專利CN200880006177，專利CN201810261002均有提及聚芳酯通過在熔點以上的溫度下從噴絲頭擠出而纖維化，進而通過熱處理提高纖維的物理性能，但均未提及制備高強高模細旦化聚芳酯纖維的方法。

在“海島型”細旦化纖維紡絲的方法中，由于在熔融紡絲的階段需要復雜結構的特殊紡絲噴絲頭、需要用于溶出或分割等的特殊工序等，因此在工業生產中存在成本極高的問題。眾所周知，聚芳酯熔體在熔點以上清亮點以下處于液晶態，而熔體在噴絲孔出口處基本沒有擠出脹大效應，且在噴絲板下10cm左右迅速固化，而用高分子量液晶聚芳酯紡制纖維時由于粘度太大，在進入噴絲孔前其剪切或拉伸作用不夠，粘度很大，只能使用孔徑較大的噴絲板，保證高溫、高壓使高粘度熔體能順利擠出，這就對設備的溫度控制精度和設備耐壓提高了要求，同時此方法也無法有效實現高噴頭拉伸比使纖維紡的更細。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服背景技術的技術缺陷，提供一種高強高模細旦化聚芳酯纖維及其制備方法。發明解決了高分子量聚芳酯樹脂流動性差及紡絲條件苛刻的技術問題，可將高分子量聚芳酯樹脂順利的進行細旦化紡絲，同時不需要對設備提出嚴苛的要求；本發明操作簡單，并且可在不改變原有聚芳酯熔融紡絲及熱處理設備的情況下實施，具有很高的實際應用價值；通過本發明可實現高強高模細旦化聚芳酯纖維的高效制備，提升了紡絲效率、熱處理效率，節省能源，提高了產品多樣化，提升了產品物理性能，大大提升了產品的競爭力。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案如下：

一種高強高模細旦化聚芳酯纖維的制備方法，包括如下步驟：

(1)原料干燥：將原料高分子量聚芳酯樹脂進行干燥，以除去水分；所述高分子量聚芳酯樹脂的分子量30w；

(2)熔融共混：將上述干燥后的高分子量聚芳酯樹脂投入帶有氮氣保護的雙螺桿擠出機下料桶中，在一定的熔融紡絲溫度下，不斷向雙螺桿中輸送樹脂；與此同時，用失重秤喂料系統精密的向雙螺桿中投入一定比例量的改性硅氧烷；所述改性硅氧烷包括聚羥基甲基硅氧烷、聚苯基甲基硅氧烷、羥基聚苯基甲基硅氧烷、聚羥基苯基硅氧烷；各所述改性硅氧烷的投入比例均為所述高分子量聚芳酯樹脂投入量的0.3～10mol％；