[发明专利]一种抗氧改性聚苯硫醚纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗氧改性聚苯硫醚(PPS)纤维的制备方法，特别是一种在聚苯硫醚纤维后加工过程中连续的对聚苯硫醚(PPS)纤维进行抗氧处理的方法，属于高性能纤维技术领域。

背景技术

聚苯硫醚(PPS)树脂是分子主链中带有苯硫基的热塑性树脂，由PPS树脂制成的PPS纤维是一种新型的高性能纤维，具有优良的耐热性能、耐化学性、阻燃性能及良好的力学性能、尺寸稳定性及纺织加工性，因此，PPS纤维在产业用纺织品领域得到了广泛的应用。如用PPS短纤维加工成特种功能过滤材料，被广泛地应用到燃煤电厂烟道气除尘和城市垃圾焚烧厂尾气过滤等高温烟气除尘过滤上，取得了很大的成功。但由于PPS分子结构中的硫是以二价存在的，容易失去电子而与氧结合，导致降解、大分子断裂，因此，PPS的耐氧化性尤其是耐热氧化性能较差。当作为高温烟道气除尘过滤使用时，烟道中的氧含量会加速PPS的氧化，造成滤袋使用寿命下降，运行成本增加。

为了提高PPS的抗氧化性能，专利申请号为：200610134654.9，专利名称为：一种抗氧聚苯硫醚纤维的制造方法，通过在PPS树脂中添加具有抑制和延缓氧化和降解作用的改性剂，有效地抑制和延缓纤维被高温氧化和降解，提高工业烟气过滤材料使用寿命，降低生产成本。专利申请号为：200910111461.5，专利名称为：纳米粒子改性聚苯硫醚滤料的制造方法，是将一定比例的纳米粒子和抗氧剂，制成抗氧化纳米乳液；然后将此抗氧化纳米乳液浸泡或喷涂在PPS纤维滤料上，并经真空鼓风设备中进行干燥处理。此方法可使得加工后的PPS滤料具有抗氧化耐高温的性能，延长使用时间。

上述几种改善抗氧改性的方法，总体效果不佳，而且对已制成滤料的表面进行浸泡或喷涂的方法，其均匀性得不到保证，同样影响其处理效果。

发明的内容

本发明的目的在于提供了一种抗氧改性聚苯硫醚(PPS)纤维的制备方法，具有工序简单、成本低、抗氧改性效果好等特点，由该聚苯硫醚(PPS)短纤制成的高温过滤袋，使用寿命可大大提高。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种抗氧改性聚苯硫醚(PPS)纤维的制备方法，包括如下步骤：1）制备抗氧乳液：将纳米粒子使用偶联剂进行有机偶联剂处理，然后将经过处理的纳米粒子、抗氧剂、乙醇和水混合后，制得抗氧乳液；2）制备抗氧改性聚苯硫醚纤维：将高分子量聚苯硫醚树脂干燥后，经螺杆挤压机熔融、纺丝挤出、冷却上油，制得聚苯硫醚初生纤维，再将制得的聚苯硫醚初生纤维经多级牵伸、紧张热定型工序后，采用步骤1）制得的抗氧乳液连续浸渍处理，并经过卷曲、干燥松驰热定型、切断工序，制得抗氧改性聚苯硫醚(PPS)短纤维。

所述的步骤1）中纳米粒子与偶联剂的质量比为20:1；

所述的纳米粒子、抗氧剂、乙醇和水的质量比为10～20：2～5：30～50：100；所述的纳米粒子、抗氧剂、乙醇和水混合时间为1～4小时。

所述的纳米粒子采用纳米蒙脱土、纳米二氧化钛中的一种；所述的抗氧剂采用抗氧剂4426、复合抗氧剂B215、复合抗氧剂C206中的一种；所述的偶联剂采用钛酸酯偶联剂、硅氧烷偶联剂中的一种。

所述的纳米粒子为具有层状结构的纳米蒙脱土；所述的抗氧剂为抗氧剂4426；所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂。

所述的步骤2）中螺杆挤压各区的温度为290～320℃；所述的纺丝工序中纺丝箱体温度为315～330℃、环吹风风压300～400Pa、纺丝速度900～1100m/min；所述的多级牵伸倍数为3.0～4.0倍；所述的紧张热定型温度为200～220℃；干燥松驰热定型温度为180～200℃。

所述的多级牵伸为二级牵伸。

所述的高分子量聚苯硫醚树脂干燥后含水率小于50ppm。

本发明的有益效果是：本发明所提供的一种抗氧改性聚苯硫醚纤维的制备方法，以线形高分子量聚苯硫醚（PPS）树脂为原料，采用熔融纺丝法制备PPS短纤维的过程中，在卷曲工序前，将聚苯硫醚（PPS）纤维束浸入含有纳米粒子和抗氧剂的复合乳液中，并通过卷曲工序的挤压、松驰热定型中的干燥，使PPS纤维表面均匀的被抗氧剂包覆，实现连续表面抗氧处理。本发明显著特征和优点是：通过对现有PPS短纤维加工设备的改造，可实现连续、高效的纤维表面抗氧浸渍处理。通过本发明制得的产品，具有工序简单、成本低、抗氧改性效果好等特点，由该PPS短纤维织成的高温度过滤袋，使用寿命可大大提高。

具体实施方式

实施例1