[发明专利]一种超疏水性聚四氟乙烯纤维长丝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超疏水性聚四氟乙烯纤维长丝及其制备方法，所述四氟乙烯纤维长丝由聚四氟乙烯分散树脂、疏水改性纳米二氧化硅和蒙脱土制得；所述的改性纳米二氧化硅的用量为聚四氟乙烯分散树脂质量的3%~6%，所述的蒙脱土的用量为聚四氟乙烯分散树脂质量的2%~3%；助挤剂的用量为聚四氟乙烯分散树脂质量的24%~30%。本发明所述的超疏水性聚四氟乙烯纤维长丝接触角为150^°~160^°，具有超疏水的性能且膨胀系数小；具有较强的耐磨性能和使用寿命，可满足工业缝纫线的使用要求；适用于大规模的工业生产；并且原料的价格便宜、来源广泛、节约了生产成本，使得所述的超疏水性聚四氟乙烯纤维长丝具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及聚四氟乙烯长纤维及其制备领域，具体涉及一种超疏水性聚四氟乙烯长纤维及其制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯纤维又称氟纶或特氟纶。是由聚四氟乙烯为原料，经纺丝或制成薄膜后切割或原纤化而制得的一种聚烯烃纤维。具有较好的延伸率、化学稳定性和优良的耐腐蚀性。聚四氟乙烯纤维的实际使用温度范围为-180~260℃，具有较好的耐气候性和抗挠曲性。但是，聚四氟乙烯纤维还未达到超疏水性，导热性能差，耐磨性能也不好，膨胀系数较大同时易产生静电。

为了能够使得聚四氟乙烯纤维具有更加优异的使用性能，申请号为201610512829.9的发明公开了一种聚四氟乙烯纤维，包括如下重量份数的各组分：聚四氟乙烯80~90份，玻璃纤维15~23份，炭纤维20~24份，三氧化二铝2~6份，石墨14~18份，二氧化硅8~12份，二硫化钼3~6份，聚苯硫醚8~10份，乙基三甲氧基硅烷6~9份，铜粉3~6份。该发明提供的聚四氟乙烯纤维，通过对聚四氟乙烯进行改性以及辅以特种填料，使得得到的聚四氟乙烯纤维的强度为20~30cN/dtex，线膨胀系数为(2.13~3.38)×10^-5K^-1，显著地提高了硬度，增加了导热性能；且由于降低了线性膨胀系数，进而也降低了聚四氟乙烯纤维在250℃内的体积变化程度，也提高了聚四氟乙烯纤维的尺寸稳定性。但是，该发明所述一种聚四氟乙烯纤维的组分成分较为复杂，制备方法较为繁琐，多种成分的添加显著提高了聚四氟乙烯纤维的生产成本。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种具有超疏水性能、较高的拉伸强度且生产成本低的聚四氟乙烯纤维长丝。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种超疏水性聚四氟乙烯纤维长丝，所述四氟乙烯纤维长丝由聚四氟乙烯分散树脂、疏水改性纳米二氧化硅和蒙脱土制得；所述的改性纳米二氧化硅的用量为聚四氟乙烯分散树脂质量的3%~6%，所述的蒙脱土的用量为聚四氟乙烯分散树脂质量的 2%~3%；助挤剂的用量为聚四氟乙烯分散树脂质量的24%~30%。

优选地，所述的聚四氟乙烯纤维长丝的单丝细度为200~500D，单丝拉伸强度为3.2~4.0 cN/dtex。

优选地，所述的疏水改性纳米二氧化硅是由溶胶-凝胶法制得的。

优选地，所述的聚四氟乙烯分散树脂的分子量为10⁸~10⁹，所述的疏水改性纳米二氧化硅粒径为100~300 nm，所述的蒙脱土的规格为1400~1500目。

优选地，所述的聚四氟乙烯纤维长丝的膨胀系数为(2.20~3.97)×10^-5K^-1；接触角为150°~160°。

本发明的另一个目的是提供一种上述超疏水性聚四氟乙烯纤维长丝的制备方法，包括步骤：

S1混料：按照比例称取聚四氟乙烯分散树脂、疏水改性纳米二氧化硅、蒙脱土和助挤剂，将疏水改性纳米二氧化硅和蒙脱土加入助挤剂中分散均匀得到第一混合物，然后将所述的第一混合物加入到聚四氟乙烯分散树脂中充分混合，得到第二混合物；

S2熟化：将步骤S1所述的第二混合物在40~60℃下处理15~20h；