CN106398214A - 一种熔喷用聚苯硫醚树脂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种熔喷用聚苯硫醚树脂的制备方法,其特征在于具体方法是:将质量分数为88.5‑97.5%的聚苯硫醚、质量分数为1.5‑7%的流动改性剂、质量分数为0.5‑3%的抗氧剂和质量分数为0.5‑1.5%的抗静电剂混合搅拌3min‑1h,再加入设备中熔融塑化挤出,得到用聚苯硫醚树脂。该方法制备的树脂具有优良的可加工性,既可以抑制聚苯硫醚分解,又能防止聚苯硫醚氧化和交联;利用该树脂制备的非织造材料具有良好的韧性、耐高温性、抗氧化性和尺寸稳定性。

Description

一种熔喷用聚苯硫醚树脂的制备方法
技术领域
本发明涉及化学合成领域,具体是一种熔喷用聚苯硫醚树脂的制备方法。
背景技术
聚苯硫醚(PPS)是一种结晶热塑性特种工程塑料,其综合性能优越。由聚苯硫醚制成的熔喷非织造布具有优良的耐高温、耐化学腐蚀性能及优良的过滤性能,被广泛应用于工业燃煤锅炉、发电厂的袋式除尘器的滤材以及化工过滤、保温材料等其他领域。但是,聚苯硫醚树脂用于熔喷工艺加工存在着许多困难:熔喷工艺的加工温度比其他熔纺工艺的加工温度要高40-70℃,在加工过程中,伴随有聚苯硫醚的聚合、交联和分解以及碳的形成。熔融的聚苯硫醚树脂在从喷丝孔挤出的过程中,由于聚苯硫醚树脂在熔融状态下流动性差,导致聚苯硫醚树脂的可加工性能变差,极易堵塞喷丝孔,给后续非织造布生产加工造成极大困难。
美国专利US6110589介绍了一种聚苯硫醚熔喷纤维及非织造布的制造方法。该方法通过在聚苯硫醚中加入适量的聚丙烯来改善聚苯硫醚的可纺性,聚丙烯的添加量为1-40%。结果表明,在聚苯硫醚中加入5%聚丙烯时能显著提高PPS的流动可纺性,喷丝孔清洁且无堵塞现象。聚丙烯的加入虽然改善了聚苯硫醚的加工性能,但导致聚苯硫醚非织造布的耐温性和尺寸稳定性等大大降低。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明拟解决的技术问题是,提供一种熔喷用聚苯硫醚树脂的制备方法。该方法制备的树脂具有优良的可加工性,既可以抑制聚苯硫醚分解,又能防止聚苯硫醚氧化和交联;利用该树脂制备的非织造材料具有良好的韧性、耐高温性、抗氧化性和尺寸稳定性。
本发明解决所述技术问题的技术方案是,提供一种熔喷用聚苯硫醚树脂的制备方法,其特征在于具体方法是:将质量分数为88.5-97.5%的聚苯硫醚、质量分数为1.5-7%的流动改性剂、质量分数为0.5-3%的抗氧剂和质量分数为0.5-1.5%的抗静电剂混合搅拌3min-1h,再加入设备中熔融塑化挤出,得到用聚苯硫醚树脂;
所述流动改性剂是硅酮粉、乙撑双油酸酰胺、氯化联苯、丙烯腈-丁二烯共聚物、邻苯二甲酸丁酯或聚乙二醇中的至少一种。
所述设备是双螺杆挤出机;熔融塑化挤出过程在双螺杆挤出机中进行的;双螺杆挤出机的各段温度范围:第一区280-320℃、第二区310-340℃、第三区310-340℃、第四区310-340℃、第五区310-330℃和第六区310-330℃。
所述抗氧剂是2,2'-硫代双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、抗氧剂B-1036、抗氧剂KY-1330、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、四-(2,4-二叔丁基苯基)-4,4' -联苯基双亚磷酸酯、芳胺类抗氧剂445、亚磷酸酯类抗氧剂627、烷基对苯二酚或纳米陶晶抗氧剂中的至少一种。
所述抗静电剂是月桂酰胺丙基三甲基铵硫酸甲酯盐、三羟乙基甲基季铵硫酸甲酯盐或N,N-双(2-羟乙基)-N-(3'-十二烷氧基-2'-羟基丙基)甲铵硫酸甲酯盐中的至少一种。
与现有技术相比,本发明有益效果在于:本发明采用添加流动改性剂、抗氧剂和抗静电剂对聚苯硫醚进行共混改性。其中添加流动改性剂可以促进聚苯硫醚长链分子的解缠,并在其大分子之间起到润滑作用,改善聚苯硫醚大分子链间的能量传递,使其链段相对滑动变得更加容易,从而改善聚苯硫醚流动性。流动改性剂可作为成核剂促进结晶,随着流动改性剂添加量的增加,聚苯硫醚熔体粘度下降越多,流动性越好。因此制备出的熔喷用聚苯硫醚树脂具有熔体流动性高、结晶性好、热稳定性好的优点,满足了熔喷工艺对原料的要求,为后续熔喷聚苯硫醚非织造布的制备提供了有利条件,使制备出的聚苯硫醚熔喷无纺布更规整,过滤效果更好,且添加流动改性剂不会影响后续制备的聚苯硫醚无纺布的断裂强度。加入抗氧化剂能抑制高温加工过程中的聚苯硫醚氧化脱硫、氧化交联和氧化成砜,保持聚苯硫醚结构不变,保持聚苯硫醚良好的耐高温、抗吸湿和抗蠕变性能。加入抗静电剂,改善聚苯硫醚非织造布的后整理性能,减少毛羽产生。
具体实施方式
下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明,不限制本申请权利要求的保护范围。
一种熔喷用聚苯硫醚树脂的制备方法,其特征在于具体方法是:将质量分数为88.5-97.5%的聚苯硫醚、质量分数为1.5-7%的流动改性剂、质量分数为0.5-3%的抗氧剂和质量分数为0.5-1.5%的抗静电剂混合搅拌3min-1h,再加入设备中熔融塑化挤出,得到用聚苯硫醚树脂。
所述设备是双螺杆挤出机;所述熔融塑化挤出过程在双螺杆挤出机中进行;双螺杆挤出机的各段温度范围:第一区280-320℃;第二区310-340℃;第三区310-340℃;第四区310-340℃;第五区310-330℃;第六区310-330℃。
所述流动改性剂是硅酮粉、乙撑双油酸酰胺、氯化联苯、丙烯腈-丁二烯共聚物、邻苯二甲酸丁酯或聚乙二醇中的至少一种;
所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、芳香胺类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂等抗氧剂中的至少一种;具体是2,2'-硫代双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、抗氧剂B-1036、抗氧剂KY-1330、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(S9228)、四-(2,4-二叔丁基苯基 )-4,4' -联苯基双亚磷酸酯、芳胺类抗氧剂445、亚磷酸酯类抗氧剂627、烷基对苯二酚或纳米陶晶抗氧剂中的至少一种;
所述抗静电剂为阳离子抗静电剂、阴离子抗静电剂或非离子型抗静剂中的至少一种;具体是月桂酰胺丙基三甲基铵硫酸甲酯盐、三羟乙基甲基季铵硫酸甲酯盐或N,N-双(2-羟乙基)-N-(3'-十二烷氧基-2'-羟基丙基)甲铵硫酸甲酯盐中的至少一种。
实施例1
将聚苯硫醚、流动改性剂硅酮粉、抗氧剂S9228和抗静电剂月桂酰胺丙基三甲基铵硫酸甲酯盐按质量比95.5:1:2:1.5混合搅拌5min,再加入双螺杆挤出机中充分熔融塑化挤出造粒,挤出机的各段温度分别为280℃、310℃、320℃、330℃、330℃和320℃。
将所制备的熔喷用聚苯硫醚树脂在315℃下熔喷制备非织造材料,非织造材料的熔程为275-288℃,玻璃化温度92-93℃,氧化诱导温度曲线483-485℃,非织造布具有良好的韧性和抗静电性。
实施例2
将聚苯硫醚、流动改性剂乙撑双油酸酰胺、抗氧化剂B-1036和抗静电剂三羟乙基甲基季铵硫酸甲酯盐按质量比94.5:3:1:1.5混合搅拌5min,再加入双螺杆挤出机中充分熔融塑化挤出造粒,挤出机的各段温度分别为280℃、310℃、320℃、330℃、330℃和320℃。
将所制备的熔喷用聚苯硫醚树脂在315℃下熔喷非织造材料,非织造材料的熔程为274-286℃,玻璃化温度91-93℃,氧化诱导温度曲线482-485℃,非织造布具有良好的韧性和抗静电性。
实施例3
将聚苯硫醚、流动改性剂丙烯腈-丁二烯共聚物、抗氧剂四-(2,4-二叔丁基苯基 )-4,4'-联苯基双亚磷酸酯和抗静电剂N,N-双(2-羟乙基)-N-(3'-十二烷氧基-2'-羟基丙基)甲铵硫酸甲酯盐按质量比92.5:2:4:1.5混合搅拌5min,再加入双螺杆挤出机中充分熔融塑化挤出造粒,挤出机的各段温度分别为280℃、310℃、320℃、330℃、330℃和320℃。
将所制备的熔喷用聚苯硫醚树脂在315℃下熔喷非织造材料,非织造材料的熔程为272-283℃,玻璃化温度93-95℃,氧化诱导温度曲线486-489℃,非织造布具有良好的韧性和抗静电性。
实施例4
将聚苯硫醚、流动改性剂邻苯二甲酸丁酯、抗氧剂芳胺类抗氧剂445和亚磷酸酯类抗氧剂627(质量比1:1)、抗静电剂月桂酰胺丙基三甲基铵硫酸甲酯盐按质量比90.5:6:2:1.5混合搅拌5min,再加入双螺杆挤出机中充分熔融塑化挤出造粒,挤出机的各段温度分别为280℃、310℃、320℃、330℃、330℃、320℃。
将所制备的熔喷用聚苯硫醚树脂在315℃下熔喷非织造材料,非织造材料的熔程为271-282℃,玻璃化温度92-93℃,氧化诱导温度曲线485-490℃,非织造布具有良好的韧性和抗静电性。
实施例5
将聚苯硫醚、流动改性剂PEG-6000、抗氧剂十六烷基对苯二酚和抗静电剂N,N-双(2-羟乙基)-N-(3'-十二烷氧基-2'-羟基丙基)甲铵硫酸甲酯盐按质量比88.5:7:3:1.5混合搅拌5min,再加入双螺杆挤出机中充分熔融塑化挤出造粒,挤出机的各段温度分别为280℃、310℃、320℃、330℃、330℃和320℃。
将所制备的熔喷用聚苯硫醚树脂在315℃下熔喷非织造材料,非织造材料的熔程为270-281℃,玻璃化温度92-93℃,氧化诱导温度曲线486-491℃,非织造布具有良好的韧性和抗静电性。
实施例6
将聚苯硫醚、流动改性剂氯化联苯、抗氧剂纳米陶晶抗氧剂和抗静电剂三羟乙基甲基季铵硫酸甲酯盐按质量比97.5:1:1:0.5混合搅拌5min,再加入双螺杆挤出机中充分熔融塑化挤出造粒,挤出机的各段温度分别为280℃、310℃、320℃、330℃、330℃和320℃。
将所制备的熔喷用聚苯硫醚树脂在315℃下熔喷非织造材料,非织造材料的熔程为278-292℃,玻璃化温度93-94℃,氧化诱导温度曲线484-488℃,非织造布具有良好的韧性和抗静电性。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (4)

1.一种熔喷用聚苯硫醚树脂的制备方法,其特征在于具体方法是:将质量分数为88.5-97.5%的聚苯硫醚、质量分数为1.5-7%的流动改性剂、质量分数为0.5-3%的抗氧剂和质量分数为0.5-1.5%的抗静电剂混合搅拌3min-1h,再加入设备中熔融塑化挤出,得到用聚苯硫醚树脂;
所述流动改性剂是硅酮粉、乙撑双油酸酰胺、氯化联苯、丙烯腈-丁二烯共聚物、邻苯二甲酸丁酯或聚乙二醇中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的熔喷用聚苯硫醚树脂的制备方法,其特征在于所述设备是双螺杆挤出机;熔融塑化挤出过程在双螺杆挤出机中进行的;双螺杆挤出机的各段温度范围:第一区280-320℃、第二区310-340℃、第三区310-340℃、第四区310-340℃、第五区310-330℃和第六区310-330℃。
3.根据权利要求1所述的熔喷用聚苯硫醚树脂的制备方法,其特征在于所述抗氧剂是2,2'-硫代双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、抗氧剂B-1036、抗氧剂KY-1330、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、四-(2,4-二叔丁基苯基 )-4,4' -联苯基双亚磷酸酯、芳胺类抗氧剂445、亚磷酸酯类抗氧剂627、烷基对苯二酚或纳米陶晶抗氧剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的熔喷用聚苯硫醚树脂的制备方法,其特征在于所述抗静电剂是月桂酰胺丙基三甲基铵硫酸甲酯盐、三羟乙基甲基季铵硫酸甲酯盐或N,N-双(2-羟乙基)-N-(3'-十二烷氧基-2'-羟基丙基)甲铵硫酸甲酯盐中的至少一种。
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