專利名稱：一種在聚苯硫醚纖維表面涂敷芳綸樹脂保護層的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于特種纖維的生產(chǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高性能聚苯硫醚具有優(yōu)異得耐化學(xué)藥品性和高溫下的熱穩(wěn)定性，并具有阻燃、絕緣、耐輻射和良好的機械性能。為擴大該材料的使用范圍，各國的研究者們一直在尋找使之纖維化使用的新方法。PPS纖維耐化學(xué)穩(wěn)定性好，它在極其惡劣的條件下仍能保持其原有的性能，具有突出的化學(xué)穩(wěn)定性，僅次于聚四氟乙烯纖維。在高溫下，放置在不同的無機試劑中一周后能保持原有的抗拉強度。它還具有很好的耐有機溶劑的性能，除了 93°C的甲苯對它的強度略有影響外，在四氯化碳、氯仿等有機溶劑中，即使在沸點下放置一周后其強度仍不會發(fā)生變 化，溫度為93°C的甲酸、醋酸對它的強度也沒有影響。由聚苯硫醚纖維制成的非織造布過濾織物在93°C的50%硫酸中具有良好的耐蝕性，強度保持率無顯著影響。在93°C、10%氫氧化鈉溶液中放置二周后，其強度也沒有明顯的變化。PPS纖維熱穩(wěn)定性優(yōu)良，它具有出色的耐高溫性，熔點達285°C，高于目前工業(yè)化生產(chǎn)的其他熔紡纖維，因此尺寸穩(wěn)定。其極限氧指數(shù)可達35% — 45%，在正常的大氣條件下不會燃燒。聚苯硫醚纖維的耐熱性還表現(xiàn)在它在200°C時的強度保持率為60%，25(TC時約為40%。在250°C以下時，其斷裂伸長基本保持不變。若將其復(fù)絲置于200°C的高溫爐中，54天后斷裂強度基本保持不變，斷裂伸長降至初始斷裂伸長的50% ;在260°C下經(jīng)48小時后，仍能保持纖維初始強度的60%，斷裂伸長降至初始斷裂伸長的50%。出此之外，PPS纖維具有優(yōu)良的紡織加工性能，可以加工成各種規(guī)格、各種形狀的纖維制品。但是在某些極端場合，對纖維的高溫強度保持率有更高的要求，例如在溫度較高時會出現(xiàn)因聚苯硫醚纖維玻璃化和達到聚苯硫醚熔點會造成過濾材料軟化,從而使過濾材料發(fā)生空隙堵塞而降低生產(chǎn)效率。美國專利US =6280880中介紹用氮氣和氧氣作為載體，然后在其中加入1_5%的氟氣，然后在30-38%的氫氧化鉀溶液中處理聚苯硫醚纖維或聚苯硫醚砜纖維，得到纖維表面含氟為O. 01-0. 2%的經(jīng)過處理后的纖維。用該方法處理纖維后只是提高了纖維的耐化學(xué)品的能力，并不會提聞纖維的氧指數(shù)和耐聞溫的能力。美國專利US :5030509中介紹了對聚丙烯晴纖維進行表面涂層的處理方法，經(jīng)過對該種纖維進行表面涂層處理后，提高纖維的氧指數(shù)和耐高溫的能力。在中國專利申請?zhí)柎aNO :200710049708. 6中介紹一種聚苯硫醚纖維表面覆蓋硅涂層的工藝方法，雖然該工藝可以說是完全能夠達到聚苯硫醚纖維表面涂敷處理效果的，但是在纖維的處理過程中發(fā)現(xiàn)有一定的纖維因處理工藝造成斷絲，從而使纖維只能作為短纖維使用，作為長纖維的話，在使用時會使纖維的強度達不到標準。為此，本發(fā)明的目的是研究一種在聚苯硫醚纖維表面涂敷芳綸1414樹脂保護層的工藝方法，解決聚苯硫醚纖維在較高溫度下會出現(xiàn)的問題，如其機械性能降低，同時纖維耐高溫、耐化學(xué)品能力得到提高，可以在較長(200小時以上，甚至更長的時間)的時間內(nèi)保持在溫度為200-240°C的環(huán)境中，其聚苯硫醚纖維力學(xué)性能基本保持不變，同時還不會出現(xiàn)斷絲的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
一種在聚苯硫醚纖維表面涂敷芳綸1414樹脂保護層的工藝方法，采用硫化鈉與對二氯苯為原料，在加入助劑和催化劑的溶液中合成生產(chǎn)聚苯硫醚樹脂；將所述樹脂采用熔融紡絲紡織成纖維原絲；纖維原絲進行熱牽伸處理成成品纖維；所述聚苯硫醚成品纖維在濃度為10-12% wt溫度為25°C的芳綸1414(聚對苯二甲酰對苯二胺)濃硫酸溶液中浸潰15-20分鐘預(yù)涂敷后，再輸入溫度為80-100°C的去離子水溶液中反復(fù)洗滌3-6次，然后再輸入常壓空氣條件下，溫度為140-150°C的長為4800mm、寬為480mm、高為120mm的熱甬道中干燥處理30-40min后，得到含有厚度為5_10微米芳綸1414樹脂保護層的聚苯硫醚纖維產(chǎn)品O在聚苯硫醚纖維表面涂敷芳綸1414樹脂保護層的工藝方法中涂敷可以采用連續(xù)溶液浸潰和間斷溶液浸潰等方式進行預(yù)涂敷處理·在聚苯硫醚纖維表面涂敷芳綸1414樹脂保護層的工藝方法中芳綸1414(聚對苯二甲酰對苯二胺)濃硫酸溶液制備時，濃硫酸的濃度為99. 98% wt，芳綸1414為樹脂直徑為O. 5-1. Omm的粉末。是將所需的芳綸1414粉末緩慢的加入99. 98%的濃硫酸溶液中，并在不斷攪拌的條件下，使芳綸1414樹脂粉末充分溶解，同時，必須保證該溶液的溫度保持在25°C使其含芳綸414的濃硫酸溶液呈現(xiàn)透明均一穩(wěn)定的溶液，該溶液便于聚苯硫醚纖維預(yù)浸，而且，還保證聚苯硫醚纖維在芳綸1414(聚對苯二甲酰對苯二胺)濃硫酸溶液中浸潰后，其各種性能特征不受影響。本發(fā)明的熱處理干燥器是平板形的電加熱器，根據(jù)涂層的需要可以串聯(lián)多臺加熱器。以保證聚苯硫醚纖維在加熱器里的處理時間。經(jīng)過這樣處理后的聚苯硫醚纖維經(jīng)過檢驗其耐高溫的程度提高了很多，在200-240°C的高溫下，使用200小時后，其纖維強度保持率在90%左右，其氧指數(shù)可達50或更高。本發(fā)明所述的聚芳酰胺濃硫酸溶液，包括芳二胺成分結(jié)構(gòu)，如聚對苯二甲酰對苯二胺。聚苯硫醚纖維浸潰后，洗滌中和出去酸性溶劑，然后再140-160°C的溫度下熱干燥處理纖維，就會在聚苯硫醚纖維表面形成一層高致密度的膜。本發(fā)明采用連續(xù)浸潰或間斷浸潰的方法，使有能力構(gòu)成膜的物質(zhì)構(gòu)成一種十分致密的芳綸1414保護膜，隨后在聚苯硫醚纖維進行熱處理，或在其之后的應(yīng)用之中，都不會對聚苯硫醚纖維造成任何損傷，因為這層保護膜是在聚苯硫醚纖維預(yù)浸潰處理后，在一定溫度的去離子水中洗滌的條件下產(chǎn)生的，同時這層保護膜，因為芳綸1414的濃硫酸溶液始終均一透明的溶液，聚苯硫醚纖維經(jīng)過浸潰處理后，芳綸1414樹脂在聚苯硫醚纖維的表面形成一層十分致密的保護膜，這不僅提高了聚苯硫醚纖維的使用壽命，而且還提高聚苯硫醚纖維的抗氧化、抗化學(xué)品、以及耐高溫的能力。本發(fā)明得到的聚苯硫醚纖維的檢測方法與一般纖維的檢測方法一致。聚苯硫醚纖維表面的涂層厚度的檢測是用單根纖維來測量的。


附圖I :是聚苯硫醚纖維連續(xù)浸潰工藝流程；附圖2 :是聚苯硫醚纖維浸潰洗滌后的熱干燥處理工藝流程；附圖3 :是經(jīng)過處理后聚苯硫醚纖維的性能特征數(shù)據(jù)表。圖I表示的是聚苯硫醚纖維從船形槽的前端(或左端)壓輥牽引進入船形槽，在經(jīng)過船形槽的五根壓輥，使纖維能夠很好地浸潰在溶液中，然后從船形槽的后端(或右端)出槽，再經(jīng)過后端的壓輥，輸送到去離子水洗滌處理工序，最后輸入到熱干燥處理工藝工序。圖2表示的是經(jīng)過浸潰溶液的聚苯硫醚纖維輸入加熱的長方體形電爐或平板電 加熱器進行熱干燥處理。
具體實施例方式實施例I :聚苯硫醚成品纖維在濃度為10% wt溫度為25°C的芳纟侖1414(聚對苯二甲酰對苯二胺)濃硫酸溶液中浸潰20分鐘后，輸入溫度為80°C的去離子水溶液中反復(fù)洗滌6次，然后輸入常壓空氣條件下，溫度為150°C的長為4800mm、寬為480mm、高為120mm的熱甬道中干燥處理40min后，得到含有厚度為10微米芳綸1414樹脂保護層的聚苯硫醚纖維產(chǎn)品。因此涂敷處理前后聚苯硫醚的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)在附圖3的表中表示出來。實施例2 聚苯硫醚成品纖維在濃度為12% wt溫度為25°C的芳纟侖1414 (聚對苯二甲酰對苯二胺)濃硫酸溶液中浸潰15分鐘后，輸入溫度為100°C的去離子水溶液中反復(fù)洗滌3次，然后輸入常壓空氣條件下，溫度為140°C的長為4800mm、寬為480mm、高為120mm的熱甬道中干燥處理30min后，得到含有厚度為5微米芳綸1414樹脂保護層的聚苯硫醚纖維產(chǎn)品。因此涂抹處理如后聚本硫釀的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)在附圖3的表中表不出來。實施例3 聚苯硫醚成品纖維在濃度為11% wt溫度為25°C的芳纟侖1414(聚對苯二甲酰對苯二胺)濃硫酸溶液中浸潰18分鐘后，輸入溫度為90°C的去離子水溶液中反復(fù)洗滌4次，然后輸入常壓空氣條件下，溫度為145°C的長為4800mm、寬為480mm、高為120mm的熱甬道中干燥處理33min后，得到含有厚度為6微米芳綸1414樹脂保護層的聚苯硫醚纖維產(chǎn)品。實施例4 聚苯硫醚成品纖維在濃度為10% wt溫度為25°C的芳纟侖1414(聚對苯二甲酰對苯二胺)濃硫酸溶液中浸潰19分鐘后，輸入溫度為95°C的去離子水溶液中反復(fù)洗滌5次，然后輸入常壓空氣條件下，溫度為146°C的長為4800mm、寬為480mm、高為120mm的熱甬道中干燥處理38min后，得到含有厚度為8微米芳綸1414樹脂保護層的聚苯硫醚纖維產(chǎn)品。因此涂抹處理前后聚苯硫醚的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)在附圖3的表中表示出來。因此涂抹處理前后聚苯硫醚的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)在附圖3的表中表示出來。以上是利用聚苯硫醚纖維長絲來處理的，如果處理短纖維時，以上溶液的配制方法和濃度不會有任何變化，但是，浸潰工藝流程中不再采用連續(xù)工藝流程，只能采用間歇的方式將聚苯硫醚短纖維浸泡在配制好的溶液中，同樣采用相同的洗滌和干燥工藝，但熱干 燥處理只能采用平板式電加熱器來干燥處理纖維。其結(jié)果也和處理長絲的性能特征差不多。
權(quán)利要求
1.一種在聚苯硫醚纖維表面涂敷芳綸樹脂保護層的工藝方法，采用硫化鈉與對二氯苯為原料，在加入助劑和催化劑的溶液中合成生產(chǎn)聚苯硫醚樹脂；將所述樹脂采用熔融紡絲紡織成纖維原絲；纖維原絲進行熱牽伸處理成成品纖維；所述聚苯硫醚成品纖維在濃度為10-12% wt溫度為25°C的芳綸1414濃硫酸溶液中預(yù)浸潰涂敷后，再輸入溫度為80_100°C的去離子水溶液中反復(fù)洗滌3-6次，然后再輸入常壓空氣條件下，溫度為140-150°C的長為4800mm、寬為480mm、高為120mm的熱甬道中干燥處理30_40min后，得到含有厚度為5-10微米芳綸1414樹脂保護層的聚苯硫醚纖維產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述之一種在聚苯硫醚纖維表面涂敷芳綸樹脂保護層的工藝方法，其特征在于，所述涂敷可以采用連續(xù)溶液浸潰和間斷溶液浸潰等方式進行預(yù)涂敷處理；聚苯硫醚纖維在成膜物質(zhì)溶液中浸潰15-20分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述之一種在聚苯硫醚纖維表面涂敷芳綸樹脂保護層的工藝方法，其特征在于，所述芳綸1414濃硫酸溶液制備時，濃硫酸的濃度為99. 98% wt，芳綸1414為樹脂直徑為O. 5-1. Omm的粉末。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在聚苯硫醚纖維表面涂敷芳綸樹脂保護層的工藝方法，采用硫化鈉與對二氯苯為原料，在加入助劑和催化劑的溶液中合成生產(chǎn)聚苯硫醚樹脂；將所述樹脂采用熔融紡絲紡織成纖維原絲；纖維原絲進行熱牽伸處理成成品纖維；所述聚苯硫醚成品纖維在濃度為10-12％wt溫度為25℃的芳綸1414濃硫酸溶液中預(yù)浸漬涂敷后，再經(jīng)后處理最后得到含有厚度為5-10微米芳綸1414樹脂保護層的聚苯硫醚纖維產(chǎn)品。該聚苯硫醚復(fù)合纖維尤其適合作為專業(yè)用于火力發(fā)電、垃圾焚燒爐、化工過濾等專業(yè)過濾材料。
文檔編號D21H13/12GK102888779SQ2011101998
公開日2013年1月23日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者徐偉, 譚建勇, 王鑫 申請人:四川得陽科技股份有限公司