[发明专利]聚芳硫醚造粒物、制备方法及其成型品

说明书

一种聚芳硫醚造粒物、制备方法及其成型品，所述造粒物的表面具有多孔结构，在至少部分多孔结构表面吸附有功能性助剂，所述造粒物包括聚芳硫醚的颗粒和/或切片。

技术领域

本发明属于高分子材料制备或加工领域，具体而言属于聚芳硫醚的材料的制备或加工方法，进一步涉及聚芳硫醚制品尤其是纤维制品及其制备方法。

背景技术

聚芳硫醚，以聚苯硫醚为代表(英文简写为PPS)，是一种高性能热塑性树脂，具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点。在电子、汽车、机械及化工领域均有广泛应用。通过聚芳硫醚纺丝等技术，已经获得了表现优异的聚芳硫醚纤维，其具有良好的耐热性，主要用作高温过滤织物，耐受温度可达190℃。该纤维还具有优良的耐化学试剂和水解性，以及阻燃性能。可用作阻燃织物、家庭装饰织物、烟道气过滤材料等。

随着人们环保意识的增强和环保要求的不断提高，高温烟道过滤器所用的高温滤布不断地向耐高温，耐高腐蚀，耐久性，低运行阻力，低能耗及功能化方向发展。聚芳硫醚尤其是聚苯硫醚(PPS)纤维是一种性能优异的特种纤维，该纤维由于其自身的诸多优点可以做成无纺布并被广泛的用于高温烟道气的过滤等领域。

为了满足各种使用上的需要，需要向聚芳硫醚纤维中添加各种添加剂，以使得聚芳硫醚纤维在生产过程中获得充分的稳定性，在使用过程中能够方便的形成各种成型品，以及使得这样的成型品具有更长的使用寿命。

通常来说，聚芳硫醚树脂具有较高的熔体粘度，在使用各种功能性助剂的情况下，即使在使用螺杆挤出机的强烈剪切的条件下，将功能性助剂均匀混合于熔体中也仍然存在一定的困难。同时，由于热加工到聚芳硫醚熔融或半熔融状态，导致体系温度较高，虽然能够带来熔体的流动或部分流动性，但仍然有可能对于添加剂稳定性以及混合效果产生减损。

本领域已经尝试了各种在聚芳硫醚树脂中使用功能性助剂的方法。以抗氧化性为例，本领域公知的是，聚芳硫醚的抗氧化性能较差，这是由于常规聚芳硫醚大分子中的硫原子含有两对孤对电子，导致苯环和硫原子化学活性较强，一方面硫原子容易受到空气中的氧原子进攻，发生氧化，交联等反应，另一方面苯环也容易发生氧化交联。这就导致了PPS纤维在高温有氧工况下活性较强，容易氧化，交联，纤维强度损失大，容易造成PPS纤维滤袋的综合性能和使用寿命降低。

为了增加聚芳硫醚纤维的抗氧化效果，添加抗氧剂就成为了增加抗氧性能的一个直观选择。例如，在参考文献1和参考文献2中，纳米粒子抗氧剂先与PPS原料进行共混，后挤出形成抗氧PPS母粒，之后进行熔融纺丝制得抗氧PPS纤维；在参考文献3中，抗氧剂先与树脂混合，之后树脂被浸渍喷涂到纤维上形成抗氧的复合材料；在参考文献4和参考文献5中，纤维或者滤料通过抗氧乳液进行浸渍，使其带有抗氧性；而在参考文献6中，则对聚芳硫醚分子链进行了改动，使其部分形成聚芳硫醚砜的结构，并部分交联，提高了抗氧性能。

另外，在抗静电性方面，参考文献7公开了一种防水防油抗静电聚芳硫醚过滤材料的制备方法，其使用聚芳硫醚纤维纱和不锈钢纤维纱制成基布并形成过滤材料，进一步使用防水防油整理液浸渍所述过滤材料，然后依次进行低温干燥处理和高温烘焙处理，得所述防水防油抗静电聚芳硫醚过滤材料。

然而，上述操作尽管改进了聚芳硫醚制成纤维(或以纤维形成的其他制品)后的一些性能，例如抗氧性能、抗静电性等，但是也带来了许多问题：对于参考文献1和参考文献2那样的以共混的方式将功能性助剂引入到聚芳硫醚体系中的工艺，在将抗氧剂等功能性助剂加入聚芳硫醚混合后挤出制粒时，由于是间歇操作，抗氧剂与聚芳硫醚粉料之间不易混合均匀，尽管在挤出机中经历了螺杆的剪切作用，但仍然不能保证功能性助剂且批次与批次之间的稳定性会下降。而诸如参考文献3-5中，在形成纤维或织物之后浸渍抗氧剂，抗氧剂大多吸附于纤维或织物的表面，一旦表面有所破损，则抗氧的效果则大大的降低，并且参考文献7中的整理剂的浸渍处理也存在出现类似问题的担忧。在参考文献6那样的情况下，若重新对分子进行设计，则会大幅增加成本，且在后续生产过程中增加交联的工艺，费用将急剧上升，产品的竞争力下降。