[发明专利]一种耐氧化性聚苯硫醚纤维

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐氧化性聚苯硫醚纤维。

背景技术

聚苯硫醚纤维(PPS纤维)是一种功能性特种纤维。一般由聚苯硫醚树脂(PPS树脂)采用常规的熔融纺丝方法，然后在高温下进行后拉伸、卷曲和切断后制得。PPS纤维具有优异的热稳定性和阻燃性，氧指数值34～35，200℃时强度保持率为60％，断裂伸长无变化；耐化学性仅次于聚四氟乙烯纤维；有较好的纺织加工性能。目前PPS纤维主要用于制备高温烟道气和特殊热介质的过滤，造纸工业的干燥带以及电缆包胶层和防火织物等。

然而现今PPS纤维的主要问题是耐氧化性能和耐光性能较弱，而PPS的使用环境通常是较高温度和氧气存在的条件下，因此耐氧化的PPS纤维的改进是亟待解决的问题。

中国公开专利CN101537280A中涉及的抗氧化聚苯硫醚滤料的制作，采用纳米粒子和抗氧化剂分散乳液涂敷在聚苯硫醚滤料表面来实现聚苯硫醚纤维的耐氧化性，该种方法虽可行，但是生产工艺复杂，且在PPS滤料使用过程中，有除尘机脉冲气流清灰，使得涂敷的颗粒容易脱落，达不到长期抗氧化性的效果，且涂敷在表面的乳液使得滤料的过滤效率降低，且使用纳米粒子制成分散乳液增加了成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低、生产工艺简单、耐氧化性优异的聚苯硫醚纤维。

本发明采用亚磷酸酯类抗氧剂、受阻类抗氧剂和硫代丙酸酯系抗氧化剂组合而成抗氧化剂，使得添加上述抗氧化剂后的聚苯硫醚纤维在220℃下48周后断裂强度达到1.80～2.20cN/dtex。

本发明的技术解决方案是：一种耐氧化性聚苯硫醚纤维，该聚苯硫醚纤维中含有相对于纤维总量0.1wt％～3.0wt％的亚磷酸酯类抗氧剂A、0.1wt％～2.5wt％的受阻酚类抗氧剂B和0.1wt％～2.0wt％的硫代丙酸酯系抗氧化剂C，余量为聚苯硫醚树脂；在220℃下48周后，该聚苯硫醚纤维的断裂强度达到1.80～2.20cN/dtex。上述亚磷酸酯类抗氧剂A具有式1所示结构式：

式1，

其中，R₁、R₂、R₃分别为氢元素或碳原子数为1～5的烷基。

上述亚磷酸酯类抗氧剂A优选具有式6所示结构式，其化学名为3，9-二(2，4-二枯基苯氧基)-2，4，8，10-四氧杂-3，9-二磷杂螺[5.5]十一烷，商品名为S-9228，CAS号为154862-43-8，

式6。

上述亚磷酸酯类抗氧剂A具有2所示结构式：

式2，

式2所示结构式的化学名为四(2，4-二叔丁基酚)-4，4’-联苯基二亚磷酸酯，商品名为THP-EPQ，CAS号为119345-01-6。

本发明的聚苯硫醚纤维中亚磷酸酯类抗氧剂A的添加量相对于纤维总量为0.1wt％～3.0wt％，优选0.5wt％～2.0wt％，如果亚磷酸酯类抗氧剂A的添加量少于0.1wt％的话，聚苯硫醚纤维的抗氧化性效果没有改善；如果亚磷酸酯类抗氧剂A的添加量多于3.0wt％的话，在纺丝过程中，在侧吹风作用下出现断丝、飘丝的现象，且增加了成本。

上述受阻酚类抗氧化剂B具有式3所示结构式：

式3，

其中，R₄为烷基，R₅为烷基，R₆为C连接的基团，R₇为氢或烷基。本发明中所涉及的受阻酚类抗氧化剂由于其特殊的结构，可以更好的发挥捕捉自由基的作用，使其不再参与氧化循环。

上述受阻酚类抗氧化剂B优选具有式4所示结构式或具有式5所示结构式。式4的化学名称为1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸，商品名为抗氧剂3114，CAS号为27676-62-6，分子量M为784.1；式5的化学名为三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯，商品名为XH-245，CAS号为36443-68-2。

式4，

式5。

本发明的聚苯硫醚纤维中受阻酚类抗氧剂B的添加量相对于纤维总量为0.1wt％～2.5wt％，优选0.5wt％～1.5wt％，如果受阻酚类抗氧剂B的添加量少于0.1wt％的话，达不到抗氧化性的作用；如果受阻酚类抗氧剂B的添加量多于2.5wt％的话，纺丝过程中，喷丝板吐出的纤维在侧吹风作用下出现断丝，飘丝的现象。