[发明专利]一种聚苯硫醚组合物及其纤维

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚苯硫醚组合物及其纤维，尤其涉及一种具有可纺性的聚苯硫醚组合物及其纺制成的纤维。

背景技术

聚苯硫醚是(PPS)一种带有硫原子的高分子化合物，熔点280～290℃，热分解温度在430℃左右，可在230℃下长期使用，具有耐高温、耐辐射、阻燃、高尺寸稳定性、良好的耐熔剂和耐化学腐蚀性、优良介电性能及耐磨损等特性。

因此聚苯硫醚纤维被广泛应用于发电厂酸性废气的过滤系统和各种防护服。

但是，由于PPS结构和性能的特殊性，其熔体流动性较差，可纺性不好，纺丝过程中易出现毛丝和断头。中国专利公开CN1884640A中提到用较低分子量的超支化PPS来改善熔体流动性，但超支化PPS没有商业化产品，该方法很难实现工业化和商业化。

因此，本行业内仍需求改善聚苯硫醚流动性。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种新的可纺性改进的聚苯硫醚组合物、以及由此纺制成的聚苯硫醚纤维，以克服现有技术的缺点和不足。

本发明的发明人经研究发现，在PPS中加入1-5％的聚酯，可大大提高PPS的可纺性、而且其纺制的纤维的力学性能基本没有下降，甚至强度还略有上升。

本发明的第一方面涉及一种聚苯硫醚组合物，它包括：

1-5重量％的聚酯，该聚酯熔点为180℃-290℃；

95-99重量％的线性结构聚苯硫醚，该线性结构聚苯硫醚的主链具有如下重复单体结构单元：

上述各组分含量之和为100重量％，以所述组合物总重量为基准。

在一个优选实施方式中，所述的聚酯为半芳香族聚酯，选自：芳香族二酸与脂肪族二醇经酯化和缩合形成的聚酯、或脂肪族二酸与芳香族二醇经酯化和缩合形成的聚酯。

在另一个优选实施方式中，所述的聚酯选自以下中的一种或多种：聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丙二醇酯，聚对苯二甲酸-1，4环己烷二甲醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸丙二醇酯，或聚萘二甲酸丁二醇酯。

在另一个优选实施方式中，所述的聚酯选自以下中的一种或两种：聚对苯二甲酸乙二醇酯、或聚对苯二甲酸丁二醇酯。

本发明的第二方面涉及一种聚苯硫醚纤维，其由上述的聚苯硫醚组合物纺丝而成。

具体实施方式

PPS常见的结果有两种，一种是线性PPS，另一种是支化PPS。这两种PPS的主链上的重复单体结构单元分别如下所示：

支化结构的PPS在高温下容易进一步交联，不能用于纤维生产，只有线性结构PPS才能纺丝。

适用于本发明的聚酯熔点为180℃-290℃。熔点低于180℃，在PPS干燥和纺丝过程中易出现粘连、降解打滑等现象；熔点高于290℃，本领域技术人员可以判断该聚酯几乎不可能提高PPS的可纺性。

脂肪族聚酯一般熔点较低，而且耐水解性太差，不适合用于改善PPS纺丝。

由芳香族二酸和芳香族二醇得到的全芳香族(俗称聚芳酯)熔点一般大于300℃，如POLYPLASTIC公司的VECTRA，也不适合本发明。无定形的聚芳酯如UNITIKA的U100，虽然玻璃化温度较高，但没有明确的熔点，也不适合本发明。

本发明所述的聚酯优选半芳香族聚酯，即芳香族二酸与脂肪族二醇经酯化和缩聚合而形成的聚酯，或脂肪族二酸与芳香族二醇经酯化和缩聚合而形成的聚酯。

所述的半芳香族聚酯的具体例子包括、而不局限于：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)，聚对苯二甲酸-1，4环己烷二甲醇酯(PCT)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚萘二甲酸丙二醇酯(PTN)，聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)等。

所述的半芳香族聚酯最优选PET、PBT或其组合。

本发明聚酯的添加量必须控制在1-5重量％。添加量小于1重量％，改善可纺性的作用不明显；如果添加量大于5重量％，因聚酯本身的耐热和耐腐蚀性不如PPS，将降低PPS纤维的耐热和耐腐蚀性，而且可纺性急剧下降。

所述聚酯的添加量优选为1-4重量％，更优选2-4重量％。

本发明的组合物的制备采用本行业内常规的方法，即：将聚酯和线性结构聚苯硫醚按照所需比例，直接混合而成。

本发明纤维的纺丝采用本行业内纺制聚苯硫醚纤维的常规方法和装置。其纺丝过程依次包括：纺丝原料(本发明所述聚苯硫醚组合物)预干燥、纺丝、拉伸。