CN102268751A - 一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维及其制备方法，其组分和重量份包括聚苯硫醚100重量份、2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪0.2～5重量份以及2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪0.2～5重量份；纤维的纤度为1.2～6.6dtex。本发明通过把聚苯硫醚与2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪和2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪按比例加入螺杆纺丝机中通过熔融纺丝制备初生聚苯硫醚纤维，经过牵伸和处理后纤维的强度与模量得到较大幅度的提高。制备得到的纤维具有优异的抗紫外老化性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗紫外老化聚苯硫醚(PPS)纤维及其制备方法，具体地说是加入了2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪和2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪的一种抗紫外老化聚苯硫醚(PPS)纤维及其制备方法。
背景技术
聚苯硫醚的英文名称Poly(phenylene sulfide)简称PPS，其化学结构
它是美国菲利普石油公司于1968年以Ryton商标投放市场，并于1973年开始工业化生产的一种综合性能优异的热塑性结晶树脂，其熔点高达280～290℃，分解温度大于400℃。PPS工程塑料的突出特点是耐高温、耐腐蚀、耐辐射、不燃、无毒、机械性能和电性能十分优异，制品的尺寸稳定性好，可用多种方法进行成型加工，并可对制品进行二次加工，用途十分广泛。
1985年后日本东丽公司、东洋纺公司、吴羽公司相续进行了PPS纤维的开发。1988年日本吴羽化学开发出第二代线性PPS(Fortron)，东丽(Toray)公司也开发PPS纤维Torcon。国内，四川德阳科技公司目前已生产出PPS纤维产品，注册商标为HATON/华拓。
随着工业的飞速发展，烟气污染问题日逐突出，尤其是发电行业，因我国是以火力发电为主，火力发电占70％，PPS纤维优良的耐高温性、耐化学腐蚀性、绝缘性、阻燃性以及较高的强度与模量，使得PPS纤维能够广泛应用于这一行业的烟气过滤材料中。但是，现在应用于发电行业的PPS纤维在生产出来后，存储、运输过程中，接触紫外线，做成滤布后也会在存储与运输过程中接触紫外线，使得PPS出现老化情况，机械性能明显的降低，这就导致PPS高温滤布的使用年限大大降低，基本上每两年更换一次，而发电行业的大修年限基本上都在3年左右。因此提高PPS纤维的耐紫外老化性能的工作迫在眉睫。
专利CN101187088A所述的改性PPS纤维及其制备方法，只是为了改善纤维成型过程中的流动性与初生纤维的力学性能，没有添加抗紫外剂，因此，它的抗紫外老化性能必然得不到保证。另外，它采用先熔融制备切片、然后再熔融纺丝的方法，粒料经过了两次熔融，其中一些PPS热降解的可能性大大增加。
专利CN1962973A在树脂中添加具有抑制和延缓氧化和降解作用的改性剂，这些改性剂没有吸收紫外线，或者使紫外线红移的作用，因此制备的纤维的抗紫外能力不强。而在PPS纤维使用过程中，PPS长时间曝露于室外，受到了紫外线的辐射必不可少，因此，必须添加抗紫外线剂增强PPS纤维的抗紫外性能。
专利CN101126182A所述的紫外线吸收剂为一些传统的抗紫外线吸收剂苯并三唑，可以用于许多树脂的抗紫外老化，但是，加入到PPS后，由于它的空间结构较小，并不能有效的阻隔PPS上的活泼单元接触紫外光或氧气，发生降解反应。另外，由于苯并三唑上并没有较活泼基团能与PPS键合，因此，对PPS的屏蔽作用就不明显，因此制备的PPS纤维虽有一些抗紫外老化功能，但却与实际使用要求相差甚远。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维及其制备方法，以克服现有PPS纤维耐紫外老化性能不佳的缺陷。
本发明的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维，其组分和重量包括：聚苯硫醚100份、2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪0.2～5份以及2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪0.2～5份；
其中，所述的2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪的分子结构式为
所述的2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪的分子结构式为
如上所述的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维，所述抗紫外老化聚苯硫醚纤维的纤度为1.2～6.6dtex。
本发明还提供了一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)用三氯均三嗪先通过F-C酰基化反应，然后再通过亲核取代反应制备2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪；其分子结构式为
(2)用三氯均三嗪先通过F-C酰基化反应，然用
与酰基化的产物通过亲核取代反应来制备2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪；其分子结构式为
(3)将干燥后的聚苯硫醚与2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪和2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪共混；按重量份计，聚苯硫醚100份，2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪0.2～5份，2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪0.2～5份；
(4)熔融纺丝，将上述共混物经熔融挤出后冷却，形成初生纤维；
(5)后处理，将所述初生纤维进行牵伸和定型，即得到抗紫外老化聚苯硫醚纤维。
作为优选的技术方案：
其中，如上所述的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维的制备方法，所述的干燥是将聚苯硫醚依次在真空条件下，室温～85℃中干燥1.5～2小时、85～135℃中干燥3～3.5小时、135～138℃中干燥6～6.5小时、135～60℃中干燥1.5～2小时和60℃～室温中干燥1.5～2小时。先把PPS放入真空烘箱中进行干燥，排除水分，对干燥温度与时间进行控制，此种干燥工艺，可以使得PPS表面缓慢预结晶，水分能够充分的去除。然后称取上述比例PPS和化合物，将它们放入高速搅拌机内进行物理共混。
如上所述的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维的制备方法，所述的熔融纺丝是指将步骤(2)的共混物投入到螺杆挤出机中挤出后冷却，形成初生纤维；挤出机的进料区温度设定为260～275℃，预热区温度设定为275～290℃，熔融区温度设定为290～320℃，压缩区温度设定为295～320℃，计量区温度设定为290～315℃，箱体温度为290～320℃；环吹风速0.2～0.7m/s风温为21～32℃；纺丝速度为400～800m/min，纤维集束为30～60万dtex。
如上所述的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维的制备方法，所述的牵伸为三级牵伸，一级牵伸倍率为2.7～3.6，油浴温度为70～95℃；二级牵伸倍率为112～1.35，加热蒸汽温度为120～140℃；三级牵伸倍率为1.05～115，紧张热辊温度为165～210℃；卷曲轮主压为0.01～1.2MPa；卷曲轮背压为0.05～1.0Mpa。
如上所述的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维的制备方法，所述的定型为松弛热定型，其温度一区：130～170℃，二区：150～210℃，三区：160～220℃，四区：150～180℃；松弛热定型时间为15～25min。
如上所述的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维的制备方法，所述的抗紫外老化聚苯硫醚纤维为短纤维，其切断长度为38～110mm。
如上所述的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维的制备方法，所述的2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪的合成过程：将60～65份三氯均三嗪溶于二氯甲烷中，在15min内滴入100～110份的
和50～55份的AlCl3到混合液中，在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应2小时后，倒入冰水冷却，AlCl3与水反应生成Al(OH)3，过滤悬浮液去除氢氧化铝，然后在滤液中加入55～60份的
在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应4小时后，去除溶剂中存在的未参与反应的原料，然后慢慢蒸发去除溶剂就得到2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪，合成方程式如下：
如上所述的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维的制备方法，所述的2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪的合成过程：将60～65份三氯均三嗪溶于二氯甲烷中，在15min内滴入50～55份的
52～56份的
和50～55份的AlCl3到混合液中，在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应3小时后，倒入冰水冷却，AlCl3与水反应生成Al(OH)3，过滤悬浮液去除氢氧化铝，然后在滤液中加入13～16份的
在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应3小时后，去除溶剂中未参与反应的原料，然后慢慢蒸发去除溶剂就得到2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪，其合成方程式如下：
有益效果
本发明的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维：
(1)化合物2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪分子结构上有3个苯环能够使紫外线红移；取代苯邻位的羟基与三嗪环上的氮原子形成分子内氢键，该螯形环的键合或开环对紫外线的吸收有很大作用；另外，取代芳环对位引入的叔丁基可使化合物不发黄。
(2)化合物2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪也引入了苯环，提高了三嗪化合物的紫外吸收功能；引入可聚合的吖丙啶环基团，可以和不同单体聚合成高聚物，使该紫外吸收剂的耐光稳定性大大提高；另外，此三元环活性较大，可以开环与
发生键合作用，对PPS纤维上的活泼基团起屏蔽作用。
(3)加入适量的抗紫外光剂，在PPS纤维的成型过程中，起到了结晶晶核的作用，因此，相对于未加入的抗紫外线剂的PPS纤维，纤维的强度、模量并不会降低，反而还会有所提高。
(4)2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪的空间结构较大，且有3个苯环，对紫外线有吸收与阻隔的作用，2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪有较为活泼的吖丙啶环与PPS发生键合作用，因此，此二者一起加入PPS中作为抗紫外线剂，有优异的协同作用。
本发明的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维的制备方法，具有以下优点：
(1)在PPS纺丝过程中直接加入抗紫外剂：2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪和2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪，无需经过二次熔融造粒过程，降低了PPS纤维制备过程中降解的可能性，并且节约了大量的成本。
(2)PPS纺丝过程中加入的两种抗紫外线剂在螺杆挤出机中充分混合，紫外线剂在PPS纤维中能够分散均匀，因此成型后的PPS纤维性能稳定。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维，其组分和重量包括：聚苯硫醚100份、2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪0.2～5份以及2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪0.2～5份；
其中，所述的2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪的分子结构式为
所述的2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪的分子结构式为
如上所述的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维，所述抗紫外老化聚苯硫醚纤维的纤度为1.2～6.6dtex。
实施例1
(1)将60份三氯均三嗪溶于二氯甲烷中，在15min内滴入100份的
和50份的AlCl3到混合液中，在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应2小时后，倒入冰水冷却，AlCl3与水反应生成Al(OH)3，过滤悬浮液去除氢氧化铝，然后在滤液中加入55份的
在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应4小时后，去除溶剂中未参与反应的原料，然后慢慢蒸发去除溶剂就得到2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪；
其分子结构式为
(2)将60份三氯均三嗪溶于二氯甲烷中，在15min内滴入50份的
52份的
和50份的AlCl3到混合液中，在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应3小时后，倒入冰水冷却，AlCl3与水反应生成Al(OH)3，过滤悬浮液去除氢氧化铝，，然后在滤液中加入13份的
在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应3小时后，去除溶剂中未参与反应的原料，然后慢慢蒸发去除溶剂就得到2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪；其分子结构式为
(3)把聚苯硫醚进行干燥，干燥过程：真空条件下，室温～85℃中干燥1.5小时、85～135℃中干燥3小时、135～138℃中干燥6小时、135～60℃中干燥1.5小时和60℃～室温中干燥1.5小时。然后将干燥后的聚苯硫醚与2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪和2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪共混；按重量份计，聚苯硫醚100份，2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪0.2份，2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪5份；
(4)熔融纺丝：将共混物投入到螺杆挤出机中挤出后冷却，形成初生纤维；挤出机的进料区温度设定为260℃，预热区温度设定为275℃，熔融区温度设定为290℃，压缩区温度设定为295℃，计量区温度设定为290℃，箱体温度为290℃；环吹风速0.2m/s风温为21℃；纺丝速度为400m/min，纤维集束为52万dtex。
(5)后处理：将初生纤维进行牵伸，牵伸为三级牵伸，一级牵伸倍率为2.7，油浴温度为70℃；二级牵伸倍率为112，加热蒸汽温度为120℃；三级牵伸倍率为1.05，紧张热辊温度为165℃；卷曲轮主压为0.01MPa；卷曲轮背压为0.05Mpa。
然后再进行松弛热定型，其温度一区：130℃，二区：150℃，三区：160℃，四区：150℃；松弛热定型时间为15min。即得到抗紫外老化聚苯硫醚纤维。
(6)将纤维切成38mm的短纤，然后参照国标GBT16422.1与16422.3对纤维进行紫外光老化试验，将试样在60℃下辐照8h，然后在50℃温度下无辐照冷凝曝露4h。表一为纤维光照前后力学性能变化的数据，由于加入的抗紫外线剂对PPS纤维起到结晶成核剂的作用，因此加入抗紫外线后，PPS纤维的强度变化不大，不会降低反而有少量的提高。从力学性能变化可以看出，加入抗紫外线剂的纤维的强度、模量保持率明显比纯纤维高。
表一PPS纤维光照前后力学性能变化数据
实施例2
(1)将65份三氯均三嗪溶于二氯甲烷中，在15min内滴入110份的
和55份的AlCl3到混合液中，在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应2小时后，倒入冰水冷却，AlCl3与水反应生成Al(OH)3，过滤悬浮液去除氢氧化铝，然后在滤液中加入60份的
在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应4小时后，去除溶剂中未参与反应的原料，然后慢慢蒸发去除溶剂就得到2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪；
其分子结构式为
(2)将65份三氯均三嗪溶于二氯甲烷中，在15min内滴入55份的
56份的
和55份的AlCl3到混合液中，在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应3小时后，倒入冰水冷却，AlCl3与水反应生成Al(OH)3，过滤悬浮液去除氢氧化铝，然后在滤液中加入16份的
在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应3小时后，去除溶剂中未参与反应的原料，然后慢慢蒸发去除溶剂就得到2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪；其分子结构式为
(3)把聚苯硫醚进行干燥，干燥过程：真空条件下，室温～85℃中干燥1.5小时、85～135℃中干燥3小时、135～138℃中干燥6小时、135～60℃中干燥1.5小时和60℃～室温中干燥1.5小时。然后将干燥后的聚苯硫醚与2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪和2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪共混；按重量份计，聚苯硫醚100份，2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪0.2份，2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪0.2份；
(4)熔融纺丝：将共混物投入到螺杆挤出机中挤出后冷却，形成初生纤维；挤出机的进料区温度设定为275℃，预热区温度设定为290℃，熔融区温度设定为320℃，压缩区温度设定为320℃，计量区温度设定为315℃，箱体温度为320℃；环吹风速0.7m/s风温为32℃；纺丝速度为800m/min，纤维集束为56万dtex。
(5)后处理：将初生纤维进行牵伸，牵伸为三级牵伸，一级牵伸倍率为3.6，油浴温度为95℃；二级牵伸倍率为1.35，加热蒸汽温度为140℃；三级牵伸倍率为1.15，紧张热辊温度为210℃；卷曲轮主压为1.2MPa；卷曲轮背压为1Mpa。
然后再进行松弛热定型，其温度一区：170℃，二区：210℃，三区：220℃，四区：180℃；松弛热定型时间为25min。即得到抗紫外老化聚苯硫醚纤维。
(6)将纤维切成110mm的短纤，然后参照国标GBT16422.1与16422.3对纤维进行紫外光老化试验，将试样在60℃下辐照8h，然后在50℃温度下无辐照冷凝曝露4h。表二为纤维光照前后力学性能变化的数据，由于加入的抗紫外线剂对PPS纤维起到结晶成核剂的作用，因此加入抗氧化剂后，PPS纤维的强度变化不大，不会降低反而有少量的提高。从力学性能变化可以看出，加入抗紫外线剂的纤维的强度、模量保持率明显比纯纤维高。由于此配方中的抗紫外线剂加入的不多，因此效果没有实施例1明显
表二PPS纤维光照前后力学性能变化数据
实施例3
(1)将62份三氯均三嗪溶于二氯甲烷中，在15min内滴入106份的
和52份的AlCl3到混合液中，在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应2小时后，倒入冰水冷却，AlCl3与水反应生成Al(OH)3，过滤悬浮液去除氢氧化铝，然后在滤液中加入56份的
在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应4小时后，去除溶剂中未参与反应的原料，然后慢慢蒸发去除溶剂就得到2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪；
其分子结构式为
(2)将62份三氯均三嗪溶于二氯甲烷中，在15min内滴入51份的53份的
和51份的AlCl3到混合液中，在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应3小时后，倒入冰水冷却，AlCl3与水反应生成Al(OH)3，过滤悬浮液去除氢氧化铝，然后在滤液中加入14份的在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应3小时后，去除溶剂中未参与反应的原料，然后慢慢蒸发去除溶剂就得到2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪；其分子结构式为
(3)把聚苯硫醚进行干燥，干燥过程：真空条件下，室温～85℃中干燥1.8小时、85～135℃中干燥3.3小时、135～138℃中干燥6.2小时、135～60℃中干燥1.8小时和60℃～室温中干燥1.8小时。然后将干燥后的聚苯硫醚与2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪和2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪共混；按重量份计，聚苯硫醚100份，2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪5份，2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪0.2份；
(4)熔融纺丝：将共混物投入到螺杆挤出机中挤出后冷却，形成初生纤维；挤出机的进料区温度设定为271℃，预热区温度设定为288℃，熔融区温度设定为304℃，压缩区温度设定为310℃，计量区温度设定为311℃，箱体温度为318℃；环吹风速0.5m/s风温为27℃；纺丝速度为650m/min，纤维集束为46万dtex。
(5)后处理：将初生纤维进行牵伸，牵伸为三级牵伸，一级牵伸倍率为3.2，油浴温度为88℃；二级牵伸倍率为1.28，加热蒸汽温度为133℃；三级牵伸倍率为1.13，紧张热辊温度为187℃；卷曲轮主压为0.9MPa；卷曲轮背压为0.73Mpa。
然后再进行松弛热定型，其温度一区：156℃，二区：178℃，三区：187℃，四区：164℃；松弛热定型时间为20min。即得到抗紫外老化聚苯硫醚纤维。
(6)将纤维切成68mm的短纤，然后参照国标GBT16422.1与16422.3对纤维进行紫外光老化试验，将试样在60℃下辐照8h，然后在50℃温度下无辐照冷凝曝露4h。表三为纤维光照前后力学性能变化的数据，由于加入的抗紫外线剂对PPS纤维起到结晶成核剂的作用，因此加入抗紫外线剂后，PPS纤维的强度变化不大，不会降低反而有少量的提高。从力学性能变化可以看出，加入抗紫外线剂的纤维的强度、模量保持率明显比纯纤维高。
表三PPS纤维光照前后力学性能变化数据
实施例4
(1)将53份三氯均三嗪溶于二氯甲烷中，在15min内滴入104份的
和51份的AlCl3到混合液中，在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应2小时后，倒入冰水冷却，AlCl3与水反应生成Al(OH)3，过滤悬浮液去除氢氧化铝，然后在滤液中加入56份的
在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应4小时后，去除溶剂中未参与反应的原料，然后慢慢蒸发去除溶剂就得到2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪；
其分子结构式为
(2)将63份三氯均三嗪溶于二氯甲烷中，在15min内滴入52份的
55份的
和53份的AlCl3到混合液中，在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应3小时后，倒入冰水冷却，AlCl3与水反应生成Al(OH)3，过滤悬浮液去除氢氧化铝，然后在滤液中加入15份的
在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应3小时后，去除溶剂中未参与反应的原料，然后慢慢蒸发去除溶剂就得到2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪；其分子结构式为
(3)把聚苯硫醚进行干燥，干燥过程：真空条件下，室温～85℃中干燥1.7小时、85～135℃中干燥3.1小时、135～138℃中干燥6.2小时、135～60℃中干燥1.7小时和60℃～室温中干燥1.6小时。然后将干燥后的聚苯硫醚与2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪和2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪共混；按重量份计，聚苯硫醚100份，2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪5份，2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪5份；
(4)熔融纺丝：将共混物投入到螺杆挤出机中挤出后冷却，形成初生纤维；挤出机的进料区温度设定为269℃，预热区温度设定为282℃，熔融区温度设定为314℃，压缩区温度设定为316℃，计量区温度设定为315℃，箱体温度为318℃；环吹风速0.5m/s风温为29℃；纺丝速度为700m/min，纤维集束为49万dtex。
(5)后处理：将初生纤维进行牵伸，牵伸为三级牵伸，一级牵伸倍率为2.9，油浴温度为91℃；二级牵伸倍率为1.27，加热蒸汽温度为129℃；三级牵伸倍率为1.09，紧张热辊温度为169℃；卷曲轮主压为1.1MPa；卷曲轮背压为0.8Mpa。
然后再进行松弛热定型，其温度一区：163℃，二区：166℃，三区：178℃，四区：159℃；松弛热定型时间为15min。即得到抗紫外老化聚苯硫醚纤维。
(6)将纤维切成79mm的短纤，然后参照国标GBT16422.1与16422.3对纤维进行紫外光老化试验，将试样在60℃下辐照8h，然后在50℃温度下无辐照冷凝曝露4h。表四为纤维光照前后力学性能变化的数据，由于加入的抗紫外线剂对PPS纤维起到结晶成核剂的作用，因此加入抗氧化剂后，PPS纤维的强度变化不大，不会降低反而有少量的提高。从力学性能变化可以看出，加入抗紫外线剂的纤维的强度、模量保持率明显比纯纤维高。
表四PPS纤维光照前后力学性能变化数据
实施例5
(1)将52份三氯均三嗪溶于二氯甲烷中，在15min内滴入106份的和51份的AlCl3到混合液中，在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应2小时后，倒入冰水冷却，AlCl3与水反应生成Al(OH)3，过滤悬浮液去除氢氧化铝，然后在滤液中加入56份的
在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应4小时后，去除溶剂中未参与反应的原料，然后慢慢蒸发去除溶剂就得到2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪；
其分子结构式为
(2)将63份三氯均三嗪溶于二氯甲烷中，在15min内滴入51份的
55份的和51份的AlCl3到混合液中，在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应3小时后，倒入冰水冷却，AlCl3与水反应生成Al(OH)3，过滤悬浮液去除氢氧化铝，然后在滤液中加入15份的在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应3小时后，去除溶剂中未参与反应的原料，然后慢慢蒸发去除溶剂就得到2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪；其分子结构式为
(3)把聚苯硫醚进行干燥，干燥过程：真空条件下，室温～85℃中干燥1.9小时、85～135℃中干燥3.4小时、135～138℃中干燥6.4小时、135～60℃中干燥1.9小时和60℃～室温中干燥1.9小时。然后将干燥后的聚苯硫醚与2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪和2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪共混；按重量份计，聚苯硫醚100份，2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪3份，2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪2.5份；
(4)熔融纺丝：将共混物投入到螺杆挤出机中挤出后冷却，形成初生纤维；挤出机的进料区温度设定为271℃，预热区温度设定为278℃，熔融区温度设定为291℃，压缩区温度设定为299℃，计量区温度设定为310℃，箱体温度为315℃；环吹风速0.6m/s风温为27℃；纺丝速度为650m/min，纤维集束为46万dtex。
(5)后处理：将初生纤维进行牵伸，牵伸为三级牵伸，一级牵伸倍率为3.1，油浴温度为88℃；二级牵伸倍率为119，加热蒸汽温度为136℃；三级牵伸倍率为1.11，紧张热辊温度为179℃；卷曲轮主压为0.07MPa；卷曲轮背压为0.17Mpa。
然后再进行松弛热定型，其温度一区：154℃，二区：173℃，三区：198℃，四区：179℃；松弛热定型时间为17min。即得到抗紫外老化聚苯硫醚纤维。
(6)将纤维切成103mm的短纤，然后参照国标GBT16422.1与16422.3对纤维进行紫外光老化试验，将试样在60℃下辐照8h，然后在50℃温度下无辐照冷凝曝露4h。表五为纤维光照前后力学性能变化的数据，由于加入的抗紫外线剂对PPS纤维起到结晶成核剂的作用，因此加入抗氧化剂后，PPS纤维的强度变化不大，不会降低反而有少量的提高。从力学性能变化可以看出，加入抗紫外线剂的纤维的强度、模量保持率明显比纯纤维高。
表五PPS纤维光照前后力学性能变化数据
实施例6
(1)将55份三氯均三嗪溶于二氯甲烷中，在15min内滴入103份的
和53份的AlCl3到混合液中，在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应2小时后，倒入冰水冷却，AlCl3与水反应生成Al(OH)3，过滤悬浮液去除氢氧化铝，然后在滤液中加入56份的
在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应4小时后，去除溶剂中未参与反应的原料，然后慢慢蒸发去除溶剂就得到2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪；
其分子结构式为
(2)将64份三氯均三嗪溶于二氯甲烷中，在15min内滴入52份的
55份的
和51份的AlCl3到混合液中，在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应3小时后，倒入冰水冷却，AlCl3与水反应生成Al(OH)3，过滤悬浮液去除氢氧化铝，然后在滤液中加入15份的
在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应3小时后，去除溶剂中未参与反应的原料，然后慢慢蒸发去除溶剂就得到2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪；其分子结构式为
(3)把聚苯硫醚进行干燥，干燥过程：真空条件下，室温～85℃中干燥1.6小时、85～135℃中干燥3.1小时、135～138℃中干燥6.2小时、135～60℃中干燥1.8小时和60℃～室温中干燥1.6小时。然后将干燥后的聚苯硫醚与2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪和2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪共混；按重量份计，聚苯硫醚100份，2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪2.5份，2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪3.5份；
(4)熔融纺丝：将共混物投入到螺杆挤出机中挤出后冷却，形成初生纤维；挤出机的进料区温度设定为264℃，预热区温度设定为282℃，熔融区温度设定为297℃，压缩区温度设定为310℃，计量区温度设定为315℃，箱体温度为317℃；环吹风速0.5m/s风温为25℃；纺丝速度为750m/min，纤维集束为43万dtex。
(5)后处理：将初生纤维进行牵伸，牵伸为三级牵伸，一级牵伸倍率为3.3，油浴温度为91℃；二级牵伸倍率为1.23，加热蒸汽温度为125℃；三级牵伸倍率为1.09，紧张热辊温度为180℃；卷曲轮主压为0.45MPa；卷曲轮背压为0.79Mpa。
然后再进行松弛热定型，其温度一区：148℃，二区：179℃，三区：208℃，四区：176℃；松弛热定型时间为15min。即得到抗紫外老化聚苯硫醚纤维。
(6)将纤维切成60mm的短纤，然后参照国标GBT16422.1与16422.3对纤维进行紫外光老化试验，将试样在60℃下辐照8h，然后在50℃温度下无辐照冷凝曝露4h。表五为纤维光照前后力学性能变化的数据，由于加入的抗紫外线剂对PPS纤维起到结晶成核剂的作用，因此加入抗氧化剂后，PPS纤维的强度变化不大，不会降低反而有少量的提高。从力学性能变化可以看出，加入抗紫外线剂的纤维的强度、模量保持率明显比纯纤维高。
表六PPS纤维光照前后力学性能变化数据
Claims (10)
1.一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维，其特征是：所述的抗紫外老化聚苯硫醚纤维，其组分和重量比例包括：聚苯硫醚100重量份、2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪0.2～5重量份以及2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪0.2～5重量份；
其中，所述的2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪的分子结构式为
所述的2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪的分子结构式为
2.根据权利要求1所述的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维，其特征在于，所述抗紫外老化聚苯硫醚纤维的纤度为1.2～6.6dtex。
3.根据权利要求1所述的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维的制备方法，其特征是包括以下步骤：
(1)用三氯均三嗪先通过F-C酰基化反应，然后再通过亲核取代反应制备2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪；其分子结构式为
(2)用三氯均三嗪先通过F-C酰基化反应，然用与酰基化的产物通过亲核取代反应来制备2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪；其分子结构式为
(3)将干燥后的聚苯硫醚与2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪和2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪共混；按重量份计，聚苯硫醚100份，2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪0.2～5份，2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪0.2～5份；
(4)熔融纺丝，将上述共混物经熔融挤出后冷却，形成初生纤维；
(5)后处理，将所述初生纤维进行牵伸和定型，即得到抗紫外老化聚苯硫醚纤维。
4.根据权利要求3所述的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维的制备方法，其特征在于，所述的干燥是将聚苯硫醚在真空条件下，依次在室温～85℃中干燥1.5～2小时、85～135℃中干燥3～3.5小时、135～138℃中干燥6～6.5小时、135～60℃中干燥1.5～2小时和60℃～室温中干燥1.5～2小时。
5.根据权利要求3所述的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维的制备方法，其特征在于，所述的熔融纺丝是指将步骤(2)的共混物投入到螺杆挤出机中挤出后冷却，形成初生纤维；挤出机的进料区温度设定为260～275℃，预热区温度设定为275～290℃，熔融区温度设定为290～320℃，压缩区温度设定为295～320℃，计量区温度设定为290～315℃，箱体温度为290～320℃；环吹风速0.2～0.7m/s风温为21～32℃；纺丝速度为400～800m/min，纤维集束为30～60万dtex。
6.根据权利要求3所述的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维的制备方法，其特征在于，所述的牵伸为三级牵伸，一级牵伸倍率为2.7～3.6，油浴温度为70～95℃；二级牵伸倍率为112～1.35，加热蒸汽温度为120～140℃；三级牵伸倍率为1.05～115，紧张热辊温度为165～210℃；卷曲轮主压为0.01～1.2MPa；卷曲轮背压为0.05～1.0Mpa。
7.根据权利要求3所述的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维的制备方法，其特征在于，所述的定型为松弛热定型，其温度一区：130～170℃，二区：150～210℃，三区：160～220℃，四区：150～180℃；松弛热定型时间为15～25min。
8.根据权利要求3所述的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维的制备方法，其特征在于，所述的抗紫外老化聚苯硫醚纤维为短纤维，其切断长度为38～110mm。
9.根据权利要求3所述的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)的合成过程：将60～65份三氯均三嗪溶于二氯甲烷中，在15min内滴入100～110份的
和50～55份的AlCl3到混合液中，在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应2小时后，倒入冰水冷却，AlCl3与水反应生成Al(OH)3，过滤悬浮液去除氢氧化铝，然后在滤液中加入55～60份的
在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应4小时后，去除溶剂中存在的未参与反应的原料，然后慢慢蒸发去除溶剂就得到2-(3-N，N-二乙基苯基)氨基-4，6二(4-叔丁基-2-羟基苯基)均三嗪；所述的份都是指重量份。
10.根据权利要求3所述的一种抗紫外老化聚苯硫醚纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)的合成过程：将60～65份三氯均三嗪溶于二氯甲烷中，在15min内滴入50～55份的
52～56份的
和50～55份的AlCl3到混合液中，在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应3小时后，倒入冰水冷却，AlCl3与水反应生成Al(OH)3，过滤悬浮液去除氢氧化铝，然后在滤液中加入13～16份的
在N2的保护下持续搅拌，保持温度在25℃左右，反应3小时后，去除溶剂中未参与反应的原料，然后慢慢蒸发去除溶剂就得到2-吖丙啶-4-(2，2-二甲基-4-叔丁基)苯-6-(4-叔丁基-2-羟基)苯三嗪；所述的份都是指重量份。
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