[发明专利]聚酮纤维及其制造和用途

说明书

描述了熔融纺丝纤维，所述纤维包含热塑性脂肪族聚酮作为第一聚合物以及所选的聚合物型组分作为第二聚合物。所述纤维的独特之处在于优异的机械性能，如良好的弯曲恢复性、非常良好的滑动性能、高耐水解性以及高耐磨性。

本发明涉及由包含所选聚酮的组合物构成的熔融纺丝纤维、其制造以及这些纤维的不同用途。

对于技术应用，由熔融纺丝的聚合物构成的合成纱线是优选的。出于成本原因，长期以来依赖的是已知的标准聚合物，例如聚烯烃，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)，聚酰胺，如聚酰胺6(PA6)、聚酰胺6.6(PA6.6)，或者聚酯，如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，只要由这些聚合物构成的纱线能够满足所希望的要求。

在技术应用中通常希望织物平面结构有低滑动摩擦力。通常还希望有附加的性能，例如一定的染色、对抗由热负载或辐射作用导致的分解的稳定性、尤其机械性能(如提高的冲击强度、较低的断裂伸长率、提高的耐磨性、尺寸稳定性、弯曲强度或弯曲恢复性)。

由脂肪族聚酮构成的纤维以及由脂肪族聚酮与所选其他聚合物的组合构成的纤维是已知的。

EP 0 310 171 A2描述了由这些材料例如由乙烯/丙烯/-CO-三聚物构成的熔融纺丝纤维。这些纤维具有高拉伸强度和E模量，并且建议将其用作轮胎帘布或用于制造纺丝无纺布。后者适合用于制造屋顶下衬(Dachunterspannbahnen)或用作建筑工业织物。

DE 197 57 607 A1公开了聚酰胺/聚酮共混物，所述共混物可以被加工成纱线或纤维。没有公开多组分纤维。

DE 198 53 707 A1公开了经稳定化的脂肪族聚酮，所述聚酮尤其可以作为纤维存在。

从WO 94/20562 A1和WO 99/41437 A1已知脂肪族聚酮，所述聚酮尤其可以作为纤维存在并且可以用抗氧剂稳定化。

CN 106 521 704 A描述了由脂肪族聚酮和聚甲醛构成的混合物，所述混合物尤其可以作为纤维存在并且可以用抗氧剂稳定化。没有公开多组分纤维。

WO 2016/190594 A2和WO 2016/190596 A2公开了由乙烯/丙烯/-CO-三聚物构成的湿纺纤维，所述纤维具有出色的强度值和伸长率值并且此外其独特之处在于高耐水和耐热性以及良好的热导率。建议了不同的用途作为这些纤维的使用领域，例如制造绳索、软管、网、纺丝无纺布、气囊或保护衬垫，以及用作建筑工业织物、用作复合材料中的增强纤维、用作带件、安全网、传送带、鱼线或网球拍线。

在湿纺的情况下，将溶解的聚合物通过纺丝毛细管纺成纱线。尽可能完全地回收溶剂并且使其返回到制造工艺中。但是仍然不能避免少量比例的所使用的溶剂残留在成品纤维中。所希望的是提供无溶剂的纤维。这避免了由于纤维中存在溶剂残留物而引起的任何潜在安全风险；另外，通过熔融纺丝可以实现更高的结晶度，这可以有利地影响纤维的机械性能。

另一方面，通过熔融纺丝的加工通常在比湿纺明显高得多的温度下进行。湿纺可能导致聚合物的加速分解或交联反应，这进而不利地影响所生产的纤维的性能或者可能导致聚合物的交联反应，这可能限制其在挤出工艺中的可加工性。

已经出人意料地发现，通过匹配的加工参数(温度、剪切力、通过量、纺丝延迟(Spinnverzug)、拉伸度、固定化、保持时间)的组合可以控制聚合物的交联度并且由此可以针对性地改善纤维的热机械性能，例如其耐热性、耐水解性、化学耐受性、耐磨性、弯曲强度、弯曲恢复性、模量、蠕变行为和偏置倾向

尺寸稳定性描述了纤维在应力下且在某一温度下显示出长度变化的倾向。尺寸稳定性是由纤维(例如单丝)的拉伸模量和蠕变性能的组合得出的。

已经发现，基于脂肪族聚酮的纤维的尺寸稳定性可以通过适当的添加来实现。在此可以使用所选的聚合物型添加剂，所述添加剂分散在由脂肪族聚酮构成基质中。在此，例如可以由分散相构成原纤维和/或纤维的表面通过分散相改性。