[发明专利]阻燃组合物、纤维、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本公开涉及一种阻燃组合物，其包含基质和添加剂。所述基质和添加剂独立地选自超高分子量聚乙烯(UHMPE)和聚磷腈(PPZ)，其中，当基质为UHMPE时，添加剂为PPZ，而当基质为PPZ时，添加剂为UHMPE。本公开还涉及一种通过熔体纺丝方法制备连续的阻燃纤维的方法，本公开的阻燃纤维表现出优异的阻燃性质和各种其它改进的性质。本公开还涉及阻燃纤维在各种应用中的用途。

背景技术

因其在生产高性能纤维中的实用性，具有较高分子量的柔性聚合物的各种纺丝技术如凝胶纺丝和熔体纺丝已在过去的三十年里吸引了许多注意。聚乙烯、聚丙烯和聚(乙烯醇)纤维为可使用凝胶纺丝加工方法生产的典型的高性能纤维。在这些凝胶纺丝纤维中，超高分子量聚乙烯(UHMPE)纤维已吸引了最多的注意，因为它们的强度超过碳和芳族聚酰胺纤维的强度。另外，因其在生产高性能纤维中的实用性，聚磷腈(PPZ)的电纺丝已在过去的三十年里吸引了许多注意。

US 8,057,897公开了可熔体纺丝的UHMPE和HDPE的组合物。所述组合物包含某些准球形颗粒。还公开了一种由此类组合物熔体纺丝的方法和所产生的熔体长丝纤维。共混物的流动性质通过毛细管流变表征。US 6,599,982公开了非氟化可熔体加工的聚乙烯的改进的挤出加工能力，所述聚乙烯的挤出加工能力通过引入包含至少两种具有不同门尼粘度的单峰分散的含氟弹性体的过程助剂而改善。

US 4,281,070公开了具有改进的熔体特性的UHMPE模塑粉，所述模塑粉可用常规的熔体成形设备如螺杆挤出机和注塑机加工。所述模塑粉由70至95重量％的UHMPE、5至30重量％的中间分子量聚乙烯和0.1至10％的细粉碎成核剂组成。US 4,413,110公开了UHMPE在相对非挥发性溶剂中的溶液，所述溶液被挤出通过孔并冷却以形成不定长度的凝胶。凝胶经拉伸形成不同的纤维。

US 4,545,950公开了UHMPE与熔点为40℃至120℃的石蜡一起的挤出。熔融混合物在180℃至300℃的温度下熔体挤出通过模头。经拉伸的成型制品基本上没有拉伸不均匀性。US 5,474,845公开了一种高强度聚乙烯纤维，其通过高密度聚乙烯经喷丝头熔体纺丝、冷却从喷丝头出来的纤维并在50℃至150℃下拉伸所得纤维来制备。所述熔体纺丝中采用的聚乙烯为重均分子量M_w介于125000-175000g/mol之间、多分散性低于5并且密度高于955g/dm³的乙烯均聚物。牵伸步骤中的拉伸度为至少400％。

US 7,935,283公开了为超高分子量聚乙烯与高密度聚乙烯(HPDE)的紧密共混物的组合物，其可熔体纺丝。所述组合物包含某些准球形颗粒。

美国专利第5,104,602号公开了从金属氧化物如钛或锆氧化物与醚磷腈的共混物通过电纺丝形成的纤维。所述溶液然后被形成为纤维并在室温下或使用适度的加热固化。所述复合物也可被掺杂以低晶格能的盐以形成导电纤维。

美国专利第5,190,819号公开了由金属氧化物、醚磷腈和盐的共混物制备导电纤维。所形成的连续纤维通过在室温下挤出或使用适度的加热来固化。该发明对于抗静电纤维任选地含有盐。

美国专利第7,235,295号公开了聚合物纳米纤维，其可用于广泛的医学和其它应用中。纳米纤维由可生物降解和不可降解的聚磷腈及它们与有机、无机/有机金属聚合物和此外与纳米尺寸颗粒如羟基磷灰石的共混物形成。

美国专利申请2012/0029150公开了一种由两种前体形成纤维的方法，其将具有芯和至少一个已知具有快反应性的官能团的每种前体混合。然后将混合的前体在热的作用下反应性地挤出以在聚磷腈纤维生产过程中交联。

美国专利第4,405,738号公开了掺入阻燃量的环三(或四)磷腈的聚酯聚合物和共聚酯聚合物。这些磷腈可在酯交换开始时、在例如缩聚和常规的熔体纺丝之前或如果期望，在缩聚之后但熔体纺丝之前，加入。

Saxena等人在Journal of Applied Polymer Science,DOI:10.1002/app.32912,(2010),Material and Design 31,1148-1155(2010)、J,Nanoscience&Nanotechnology,9(2009)1-10和J.renif.Plast.Comp.(2892)(2009)15中公开了聚磷腈的合成及其对各种聚合物共混物的影响。