一种氮化硼改性的聚苯硫醚纤维的制备方法及其产品与流程

本发明属于特种纤维制造，特别是涉及一种氮化硼改性的聚苯硫醚纤维的制备方法及其产品。

背景技术：

1、聚苯硫醚纤维(polyphenylene sulfide fibre，pps纤维)是一种新型特种塑料纤维，国外商品名称赖顿(ryton)。由聚苯硫醚树脂(pps)采用常规的熔融纺丝方法，然后在高温下进行后拉伸、卷曲和切断制得。其短纤维强度大，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(ptfe)纤维；有较好的纺织加工性能。制品主要用于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，其织布可以制作高级消防服装。

2、但是，pps纤维在使用过程中，因其由pps大分子结构所致，这使得温度高于180℃，纤维就会出现严重的氧化现象，使得除尘袋强度损失达30％～55％，不能满足除尘袋的使用条件，大大降低除尘袋效果与寿命。

3、氮化硼具有优异的抗化学腐蚀能力，抗氧化能力，可以提高pps纤维抗氧化性能。因此，探索氮化硼硅掺杂的pps纤维，提高pps纤维的抗氧化能力，以获取在除尘袋方面性能更加实用的pps纤维，就具有十分重要的研究价值。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种氮化硼改性的聚苯硫醚纤维的制备方法及其产品，本发明以纤维级聚苯硫醚树脂和氮化硼为原料，通过熔融-拉伸工艺获得改性后的聚苯硫醚纤维，增强了聚苯硫醚纤维的抗氧化能力。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明目的之一是提供一种氮化硼改性的聚苯硫醚纤维的制备方法，包括如下步骤：

4、(1)将氮化硼粉末与硅烷偶联剂在高速混合机中，在15000～30000r/min下混合20～30min，得到改性氮化硼；将所述改性氮化硼与聚苯硫醚树脂在高速离心机中，在20000～30000r/min下混合20～30min，经干燥得到改性树脂；

5、(2)将所述改性树脂在300～330℃下进行熔融纺丝，然后在160～210℃温度下进行热定型，之后经过150～190℃的缓冷区，再经过冷却风，风温为40～60℃进行固化，得到成型纤维；

6、(3)将所述成型纤维上油后进行卷绕，之后进行两级牵伸和定型，然后将纤维经调幅架调节控制经蒸汽预热箱进入卷曲机，卷曲温度为120～240℃，出卷曲机的纤维在输送摆丝机作用下均匀铺至松驰热定型机链板上，松弛热定型温度为120～160℃，经强制风冷却后得到成品。

7、进一步地，步骤(1)所述硅烷偶联剂用量为氮化硼粉末质量的0.7～2.1％，所述氮化硼粉末为市售产品，目数为10000～12000目；所述改性氮化硼用量为聚苯硫醚树脂质量的1～3％。

8、进一步地，所述聚苯硫醚树脂为线性树脂，熔融指数为100～300g/10min；

9、所述硅烷偶联剂为市售产品，分子式为rsix3，其中r代表氨基、乙烯基、环氧基及甲基丙乙烯酰氧基等基团，x代表能够水解的基团，如卤素、烷氧基、酰氧基等。

10、进一步地，步骤(1)所述干燥为真空干燥，所述真空干燥的条件为：温度为70～160℃，真空度为-0.06～-0.1mpa，时间为12～14h。

11、进一步地，步骤(2)所述熔融纺丝是将改性树脂以213.3～600g/min的流量由计量泵送入喷丝板中，喷丝板孔径为0.2～0.5mm，喷丝板孔数为1600孔，纺丝速度为600～1000m/min。

12、进一步地，步骤(3)所述卷绕的速度为600～1000m/min。

13、进一步地，步骤(3)所述两级牵伸和定型的条件为：一道牵伸倍数为1.5～2，牵伸速度150～200m/min，油浴温度为80～120℃，二道牵伸倍数为1～1.5，牵伸速度为100～150m/min，过热蒸汽温度为120～200℃，得到线密度为2.2～2.22dtex的纤维。

14、本发明目的之二是提供一种所述的制备方法制得的氮化硼改性的聚苯硫醚纤维。

15、以上步骤中无可选步骤和替代手段。

16、本发明的有益效果：

17、本发明以纤维级聚苯硫醚树脂和氮化硼为原料，通过熔融-拉伸工艺获得改性后的聚苯硫醚纤维，未有苛刻的反应条件。氮化硼具有优异的抗化学腐蚀能力，抗氧化能力。利用其独特的优势，增强了聚苯硫醚纤维的抗氧化能力。

技术特征：

1.一种氮化硼改性的聚苯硫醚纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述硅烷偶联剂用量为氮化硼粉末质量的0.7～2.1％，所述氮化硼粉末的目数为10000～12000目；所述改性氮化硼用量为聚苯硫醚树脂质量的1～3％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述干燥为真空干燥，所述真空干燥的条件为：温度为70～160℃，真空度为-0.06～-0.1mpa，时间为12～14h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述熔融纺丝是将改性树脂以213.3～600g/min的流量由计量泵送入喷丝板中，喷丝板孔径为0.2～0.5mm，喷丝板孔数为1600孔，纺丝速度为600～1000m/min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述卷绕的速度为600～1000m/min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述两级牵伸和定型的条件为：一道牵伸倍数为1.5～2，牵伸速度150～200m/min，油浴温度为80～120℃，二道牵伸倍数为1～1.5，牵伸速度为100～150m/min，过热蒸汽温度为120～200℃，得到线密度为2.2～2.22dtex的纤维。

7.一种如权利要求1～6任一项所述的制备方法制得的氮化硼改性的聚苯硫醚纤维。

技术总结
本发明公开了一种氮化硼改性的聚苯硫醚纤维的制备方法及其产品，属于特种纤维制造技术领域。本发明先用硅烷偶联剂对氮化硼粉末改性，然后将改性氮化硼与聚苯硫醚树脂混合，得到改性树脂，之后进行熔融纺丝，经热定型、缓冷区、冷却风固化，得到成型纤维；将成型纤维上油后进行卷绕，之后进行两级牵伸和定型，然后将纤维经蒸汽预热箱进入卷曲机，再将纤维进行松弛热定型，冷却后得到成品。本发明以纤维级聚苯硫醚树脂和氮化硼为原料，通过熔融‑拉伸工艺获得改性后的聚苯硫醚纤维，未有苛刻的反应条件。氮化硼具有优异的抗化学腐蚀能力，抗氧化能力。利用其独特的优势，增强了聚苯硫醚纤维的抗氧化能力。

技术研发人员：杨青山,任冰涛,高建平,李曰斌
受保护的技术使用者：山东明化新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14