[发明专利]一种聚对苯撑苯并二噁唑纤维纺丝油剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚对苯撑苯并二噁唑纤维纺丝油剂及其制备方法。该纺丝油剂的复配原料质量百分比组成为：抗静电剂5～15％、平滑剂35～50％、乳化剂25～40％和调整剂5～10％，各组份质量之和为100％。该制备方法是先将平滑剂和调整剂加入反应釜中，加热至115～125℃，搅拌均匀冷却至75～85℃，再将乳化剂和抗静电剂加入反应釜中，搅拌均匀后冷却至40～60℃，过滤即得。本发明得到的聚对苯撑苯并二噁唑纤维纺丝油剂油剂性能优异，适用于PBO的纺丝生产，能赋予纤维适宜的抗静电性、平滑性、耐磨性、可洗性等性能，完全满足上游生产和下游制造工艺的需求。

技术领域

本发明涉及合成纤维加工中的助剂制造领域，具体是一种聚对苯撑苯并二噁唑纤维纺丝油剂及其制备方法。

背景技术

聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)是一种直线型聚芳杂环液晶聚合物分子。PBO最初是由美国空军实验室于上个世纪80年代作为一种耐高温性能的复合材料而开发的增强材料，其纤维的强度、模量、耐热性和抗燃性，特别是PBO纤维的强度超过钢纤维，甚至于可凌驾碳纤维之上，是21世纪超级纤维，但由于一直受到合成工艺的限制，不能合成大分子量的PBO聚合物，其优越的性能也不能体现出来。随着技术的不断进步，直到1998年10月才开始正式商业生产。然而作为特殊用途的高性能纤维，PBO作为军需品只有在欧美和日本销售，对我国禁销，价格也很昂贵，因此我国一直在进行PBO的自主研发。

PBO纤维的开发需要配套的专用油剂，这对于PBO纤维的生产和应用非常重要。该类纤维采用液晶相浓溶液的干喷湿织法，这就需要油剂浓度在15wt％～20wt％之间的纺丝原液，然后在90℃～200℃的温度下进行干喷湿纺，这需要油剂具有很好的耐热性，不能在加热过程中分解失效，也不能由于受热而发生颜色改变导致纤维发黄变色。然后纤维经过5mm～250mm的空气层后，到达低温凝固水浴，分子取向结构被保留下来，再经过水洗、干燥以及对初生丝在300～650℃进行热牵引处理，以定型纤维结构和消除纤维之间的空隙，提高纤维的模量，这就要求油剂不仅耐热性能好，还要有极好的可洗性，能够在后续的工序中脱去，此外，PBO在加工工程中，还要经过梳棉、并条、粗纱、细纱等工序，要求油剂具有良好的抗静电性、摩擦特性、温湿度适应性以及较好的含有均匀性等。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种聚对苯撑苯并二噁唑纤维纺丝油剂及其制备方法。

本发明解决所述纺丝油剂技术问题的技术方案是，提供一种聚对苯撑苯并二噁唑纤维纺丝油剂，其特征在于，该纺丝油剂的复配原料质量百分比组成为：抗静电剂5～15％、平滑剂35～50％、乳化剂25～40％和调整剂5～10％，各组份质量之和为100％。

本发明解决所述制备方法技术问题的技术方案是，提供一种聚对苯撑苯并二噁唑纤维纺丝油剂的制备方法，其特征在于，先将平滑剂和调整剂加入反应釜中，加热至115～125℃，搅拌均匀冷却至75～85℃，再将乳化剂和抗静电剂加入反应釜中，搅拌均匀后冷却至40～60℃，过滤即得。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明得到的聚对苯撑苯并二噁唑纤维纺丝油剂油剂性能优异，适用于PBO的纺丝生产，能赋予纤维适宜的抗静电性、平滑性、耐磨性、可洗性等性能，完全满足上游生产和下游制造工艺的需求。

2.本发明得到的纺丝油剂耐磨性良好，经实际应用，企业现场效果反馈，在不使用含耐磨组分油剂情况下，纺丝生产线会产生大量白色粉末，加入耐磨剂后会消失。

3.通过剩余含油量可测定可洗性指标，加入普通纺丝油剂得到的纤维含油量在5％水平，而加入本纺丝油剂后纤维的含油量在3％左右，水洗后可降到0.5％以下，证明本发明得到的纺丝油剂可洗性良好。

4.本发明制备方法简单，操作方便，适于工业化推广。

具体实施方式