CN110607574A - 一种高色牢度pps纤维及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高色牢度的PPS纤维及其制备方法，其由以下原料经熔融纺丝制备而成，所示原料以质量百分数计为：PPS树脂颗粒：80‑90％；色母粒：5‑10％；硅烷偶联剂：0.2‑2％；紫外光吸收剂：1‑5％；纳米SiO₂：0.5‑1.5％；CaO：0.5‑1％；甲基纤维素0.5‑1.5％；天然纤维：0.3‑0.5％；聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT树脂)：1.2‑2％；聚乙烯：0.5‑1.8％；其制备方法包括色母粒制备、切片制备和PPS纤维丝制备；发明的PPS纤维，其具有较高的色牢度，其牢度4级以上，本发明的PPS纤维中的无机SiO₂、CaO、天然纤维等共同作用，在提高PPS纤维的色牢度的同时，提高PPS纤维的柔韧性、断裂强度和抗收缩性。

Description

一种高色牢度PPS纤维及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子技术领域，具体涉及一种高色牢度PPS纤维及其制备方法。

背景技术

聚苯硫醚(简称PPS)是一种热塑性树脂，具有良好的热稳定性、阻燃性、电绝缘性等，被广泛的应用于防护制品、过滤材料、电绝缘材料等。PPS纤维是由PPS切片通过熔融纺丝、冷却、牵伸定型等制备而成的纤维丝，PPS纤维丝性能优异，在非织造毡、复合面料、纺织面料中都有所应用。

应用于纺织面料、复合面料的PPS纤维，对于此类机PPS纤维，目前主要存在两方面的技术难题，一是PPS难染深色，由于PPS表面不具备活性基团，难与染色剂结合；二是，染色后的PPS的耐光性差，在光照下极易发黄；难染色和机染色后的牢度差，严重的制约了PPS的使用。目前，制备有色PPS的方法主要就有两类，一是在纺丝时，向PPS基体树脂中添加含后染料或颜料的色母粒，色母粒与基体树脂混合后，经纺丝工艺得到有色的PPS；二是先制得PPS纤维丝，再通过染色剂等在PPS的表面附着一层染色剂，以制得有色的PPS；对于PPS染色工艺，其大多数是采用溶液型染色剂，在染色过程中会产生大量的废水等有害物质，影响生态环境，并且染色工艺较为繁琐，PPS纤维丝的生产效率低。对色母法，其直接在PPS基体树脂中添加颗粒色母粒，通过熔融纺丝，一次性制得有色的PPS纤维丝，生产工序简单，环保。

在PPS树脂基体中添加色母粒来制得有色PPS的工艺较为成熟，但就目前采用的生产工艺和色母粒制备出的PPS纤维丝而言，其色牢度较低，耐紫外光牢度通常只能达到2-3级，难以达到4级以上；色牢度低严重制约了PPS纤维丝的应用场景。

专利CN103556297A公开了一种高抗氧化有色PPS长丝的制备方法，通过在树脂基体中混合抗氧化剂，再与色母砂混合，通过熔融纺丝得到有色的PPS纤维，虽然该方法制备的PPS纤维丝的抗氧化性有所提高，但制备出的纤维丝的耐紫外光牢度较低，纤维丝的强度较低。

专利CN103451930A公开了一种聚苯硫醚纤维及其用途，该聚苯硫醚纤维中含有一定量的甲基萘和紫外光吸收剂，甲基萘作为PPS的膨润剂，促进染料和紫外光吸收剂进入到聚苯硫醚分子内部，提高PPS的浓染性和耐光性。但在该申请中，虽然甲基萘可以提高染色性和耐光性，但残留在PPS中的甲基萘容易引起PPS纤维发黄，因此需除去PPS中的甲基萘，以防止纤维发黄，其染色工艺繁琐，对工艺参数的控制要求较高。

专利CN102560734A公开了一种抗氧化增韧改性聚苯硫醚单丝及其制备方法，其在组份中添加抗氧化剂和增韧剂，提高PPS在韧性，降低器脆性，使得该PPS纤维能在滤袋中，提高滤袋的性能，延长滤袋使用寿命，但该专利制备的PPS纤维的染色后的色牢较差，在高温和光照射下容易脱色。

发明内容

本发明的目的在于：解决上述现有技术中的不足，提供一种高色牢度的PPS纤维，该PPS纤维具有4级以上的耐紫外光牢度，并且与现有的PPS纤维相比，其断裂强度和柔韧性均有所提高，在纺织过程中，PPS纤维丝不易断裂。将本申请的PPS纤维用于制备帆布、防护布，其在光照下的使用寿命更长，耐光照性更好。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种高色牢度的PPS纤维，其由以下原料经熔融纺丝制备而成，所示原料以质量百分数计为：

PPS树脂颗粒：80-90％

色母粒：5-10％

硅烷偶联剂：0.2-2％

紫外光吸收剂：1-5％

纳米SiO₂：0.5-1.5％

CaO：0.5-1％

甲基纤维素0.5-1.5％

天然纤维：0.3-0.5％

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT树脂)：1.2-2％

聚乙烯：0.5-1.8％。

其中，所述色母粒包括以下组份，以质量分数计为：

无机颜料：30-40％

PPS树脂颗粒：50-60％

纳米Li₂O：1-2.5％

纳米Na₂O：1.5-3％

PE蜡分散剂：4.5-10％

抗氧化剂：1.5-3％

甲基萘：1-3％

表面活性剂：2-5％。

在本申请中，所述聚乙烯的重均分子量在10-20万,所述PBT树脂的重均分子量在5-10万。

所述颜料为无机颜料,包括无机白色颜料、无机黑色颜料和无机彩色颜料中的一种或多种；所述无机白色颜料包括二氧化钛、氧化锌、硫化锌、锌钡白中的一种或多种；所述无机黑色颜料包括氧化铁、铁锰黑、炭黑中的一种或多种。无机颜料填充在PPS分子中，提高PPS纤维的色牢度。

所述天然纤维包括苎麻纤维、亚麻纤维、竹纤维中的一种或多种。且所述天然纤维中纤维素的含量大于90％。

在本申请的PPS纤维中，组份中的PBT树脂的分子链中含有刚性的苯环和柔性的脂肪族醇重复单元，其分子链与PPS相比，具有一定的柔性；组份中的聚乙烯的重均分子量控制在10-20万，具有较长的柔性分子量的聚乙烯与PBT树脂共同作用，在熔融温度以上时，熔融的柔性高分子链改善PPS分子链的柔性，降低PPS的刚度，提高PPS纤维的柔韧性，防止在拉丝过程中纤维丝断裂。

在本申请中，色母粒为PPS纤维丝提供颜色，组份中的紫外吸收剂起到吸收光的能量，紫外光吸收剂中的基团与PPS树脂中的-S-基团竞争，先吸收紫外线，防止PPS主链中在紫外光下反应，以保护主链，防止PPS纤维发黄，并在本申请中，紫外光吸收剂还先与色母粒中的有机颜料反应，提高PPS纤维的耐光牢度。

在本申请的组份中添加0.5-1.5％的纳米级的SiO₂，纳米级的SiO₂填充在高分子链的孔隙中，提高PPS纤维的耐高温性能，可以在200℃以上长期使用，无机粒子SiO2、CaO、纳米Li₂O、纳米Na₂O分散在高分子链之间，改善PPS的耐高温性能，使得PPS纤维在较高温度下，不易发生变形和收缩，并且PPS的颜色能长时间的保持不变，色牢度高，可长期使用。

所述聚苯硫醚纤维由下述方法制备：

(1)色母粒的制备：

将上述配方中的颜料分为质量均等的两份，将所述表面活性剂分为两份，第一份占总量的三分之一，第二份占总量的三分之二；将PPS树脂粒在球磨机中粉碎，向粉碎后的PPS树脂颗粒中加入一份颜料、PE蜡、甲基萘、第一份表面活性剂和水，混合均匀，制得颗粒状的混合物，再向混合物中加入另一份颜料、纳米Li₂O和纳米Na₂O，混合均匀，静止12-24h，随后在30-40℃下风干，将风干后的混合物、第二表面活性剂和抗氧化剂加入到螺杆挤出造粒机中，造粒，制得色母粒；

(2)制备切片

将上述步骤(1)制备的色母粒、PPS树脂颗粒、硅烷偶联剂和紫外光吸收剂按比例混合，加入到双螺杆挤出机中，在200-240℃下熔融混合，挤出成型，制得PPS切片；将制得的PPS切片在真空度小于10KPa、温度在60-80℃下干燥5-10小时；

(3)PPS纤维丝的制备

将甲基纤维素、纳米SiO2和CaO混合均匀，加入80-90℃的水，制成水溶液，将上述步骤(2)干燥后的PPS切片浸入到所述水溶液中，搅拌均匀，降温至20-25℃，并在真空度小于10KPa，常温下干燥；将天然纤维在碱性水溶液中浸泡30-40min；将处理后的PPS切片与浸泡后的天然纤维、PBT树脂和聚乙烯混合均匀，加入到双螺杆挤出喷丝机中，加热温度为200-250℃；喷丝成型，经冷却干燥、缠绕、牵引成型，制得PPS纤维丝。

在本申请中的色母粒的制备过程中,先将PPS树脂颗粒粉碎,再与颜料、表面活性剂、甲基萘等混合,通过细化PPS粒径,增大PPS树脂与颜料的混合程度,并在预先混合的过程中,加入甲基萘,甲基萘分子进入到PPS分子链中,并打断PPS分子之间的氢键,使得颜料分子填充到PPS中,提高PPS与颜料分子的结合度,进而提高PPS的色牢度。

在第一次预混合过程中,大部分颜料附着在PPS颗粒的表面,并在第一表面活性剂和水的作用在,PPS与颜料形成颗粒物；在第二次混合过程中,再加入颜料、纳米Li₂O和纳米Na₂O,纳米Li₂O和纳米Na₂O进一步的附着在颗粒的表面,形成包覆结构,由于在混合过程中,将颜料分为两份,并且颜料的总量少于PPS树脂颗粒的总量,因此在第一次混合的过程中,PPS将颜料包覆在内部,在第二次混合的过程中,颜料、纳米Li₂O和纳米Na₂O包覆在颗粒的外部,使得颜料和PPS树脂大致形成内外包覆结构。在双螺杆中造粒时，包覆结构的颗粒物再与表面活性剂、抗氧化剂混合，PPS在熔融时，颗粒状的混合物形成熔融点，颗粒内部的颜料和外部的颜料与熔融的PPS混合、包裹，并在螺杆的作用下，颜料分子充分的填充到PPS分子链中，进而提高PPS纤维的色牢度。

在制备PPS纤维时，主要成分的纤维素在该温度下吸收热量，纤维素分子在热动力的作用下，分子链上的原子之间的键长被拉长，基团发生旋转，使得纤维素的分子链发生弯曲，经碱溶液浸泡后的天然纤维的发生溶胀，在熔融过程中，部分PPS分子渗透到纤维素分子中，打断纤维素分子之间的氢键，并且且PPS分子中的S原子和纤维素分子形成氢键，改善PPS分子链的刚度，聚乙烯、PBT树脂和纤维素共同作用，改善PPS分子的柔韧性；并且苎麻、亚麻等天然纤维具有较好的韧性，由于在该温度下，纤维素的分子只是轻微断裂，因此还保持了天然纤维的韧性和强度，天然纤维和聚乙烯共同作用聚苯硫醚分子，提高了PPS纤维的柔韧性和强度。

其中，将天然纤维粉碎至0.5-1mm，便于天然纤维与其他物料混合，使得在熔融的过程中，纤维素与PPS、聚乙烯、PBT树脂的分散更均匀，结合性跟强。

具体的，在制备PPS纤维丝的过程中，双螺杆挤出机分4个加热区，沿物料的流动方向，依次为：一区加热温度控制在200-210，二区热温度控制在210-220，三区加热温度控制在220-230，三区的加热温度控制在230-240，四区加热温度控制在240-250，纺丝喷嘴的温度控制在250，双螺杆主机转速控制在300-420rpm。

一种高强度PPS纤维面料,包括上述PPS纤维和玻璃纤维,所述PPS纤维与所述玻璃纤维的质量比为(3-8):1。

其制备方法为：将PPS纤维和玻璃纤维丝按照上述比例加捻混合，制备成纤维线，将得到的纤维线经纺织后，制得高强度的PPS纤维面料。

一种PPS纤维防火布,包括上述PPS纤维、涤纶纤维和聚酯纤维,所述PPS纤维、所述涤纶纤维和所述聚酯纤维的质量比为(2-5):(1-3):1。

一种PPS纤维过滤网,由上述的PPS纤维制备而成。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的PPS纤维，其具有较高的色牢度，其牢度4级以上，本发明的PPS纤维中的无机SiO₂、CaO、天然纤维等共同作用，在提高机PPS纤维的色牢度的同时，提高PPS纤维的柔韧性、断裂强度和抗收缩性；本发明通过色母粒进行着色，其生产工艺简单，无需对PPS纤维进行二次染色，在生产过程中，不会产生废水，对环境无污染。

具体实施方式

按照对比例1-6和实施例1-6中所示各组分的配比，制备PPS纤维；具体的，对比例1-6：对比例1不添加SiO₂，对比例2不添加CaO，对比例3不添加甲基纤维素和PBT树脂，对比例4不添加天然纤维，对比例5中不添加PBT树脂和聚乙烯，对比例6不添加SiO₂和CaO。

实施例1-6的PPS纤维的制备方法如下所示：

表1对比例1-6中各组分的质量分数

对比例1

对比例2

对比例3

对比例4

对比例5

对比例6

PPS树脂颗粒

80％

87％

90％

82％

83％

81％

色母粒

10％

6.20％

5％

6％

7.10％

8％

硅烷偶联剂

2％

0.50％

0.20％

0.80％

1.20％

1.80％

紫外光吸收剂

2.10％

1.20％

0.80％

5％

2％

3％

纳米SiO<sub>2</sub>

0

2％

0.50％

0.90％

5％

0

CaO

0.60％

0

0.50％

2％

0.70％

0

甲基纤维素

1.40％

0.70％

0

1.50％

0.50％

1.10％

天然纤维

0.40％

0.30％

1％

0

0.50％

2.60％

PBT树脂

3％

1.30％

0

1.80％

0

2％

聚乙烯

0.50％

0.80％

2％

0

0

0.50％

实施例1-6中PPS的各组份的质量分数如下表2所示；

表2实施例1-6中各组分的质量分数

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

实施例6

PPS树脂颗粒

80％

87％

90％

82％

83％

81％

色母粒

10％

6.2％

5％

6％

7.1％

8％

硅烷偶联剂

2％

0.5％

0.2％

0.8％

1.2％

1.8％

紫外光吸收剂

2.1％

1.2％

1％

5％

2.5％

3％

纳米SiO<sub>2</sub>

0.6％

1.2％

0.5％

0.5％

1.5％

1.4％

CaO

0.6％

0.8％

0.5％

0.5％

0.7％

0.9％

甲基纤维素

1.4％

0.7％

0.6％

1.5％

0.5％

1.1％

天然纤维

0.4％

0.3％

0.4％

0.4％

0.5％

0.3％

PBT树脂

2％

1.3％

1.2％

1.8％

1.2％

2％

聚乙烯

0.9％

0.8％

0.6％

1.5％

1.8％

0.5％

具体的，在上实施例1-6和对比例1-6中，所用到的硅烷偶联剂为南天经天纬化工有限公司生产的KH-551型硅烷偶联剂，所用到的紫外光吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。天然纤维为苎麻生产出的精干麻，其中，PBT树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯。在本申请中，天然纤维还可以用亚麻、竹纤维或者他们的混合物代替。

上述实施例1-6的PPS纤维丝的制备方法为，

(1)制备色母粒

将无机颜料分为质量均等的两份,将所述表面活性剂分为两份,第一份占总量的三分之一,第二份占总量的三分之二；

将PPS树脂粒在球磨机中粉碎,向粉碎后的PPS树脂颗粒中加入一份颜料、PE蜡、甲基萘、第一份表面活性剂和水,混合均匀,制得颗粒状的混合物,再向混合物中加入另一份颜料、纳米Li₂O和纳米Na₂O,混合均匀,静止12h,随后在40℃下风干,去除混合物的水以及溶剂，随后将风干后的混合物、第二表面活性剂和抗氧化剂加入到螺杆挤出造粒机中,造粒,制得色母粒；其中，所用到的无机颜料包括20％的二氧化钛、10％的氧化锌、10％的铁锰黑、10％的铬绿、20％的钴蓝、20％的氧化铁红和10％的氧化铁黄。

(2)制备切片

将上述步骤制备的色母粒、PPS树脂颗粒、硅烷偶联剂和紫外光吸收剂按比例混合,加入到双螺杆挤出机中,在200-240℃下熔融混合,挤出成型,制得PPS切片；将制得的PPS切片在真空度小于10KPa、温度在80℃下干燥8小时；

(3)PPS纤维丝的制备

将甲基纤维素、纳米SiO₂和CaO混合均匀,加入85℃的水,制成水溶液,将上述干燥后的PPS切片浸入到所述水溶液中,搅拌均匀,降温至25℃,并在真空度小于10Kpa、常温下干燥，去除混合物的水和溶剂；将天然纤维在质量分数为20的NaOH的水溶液中浸泡40min；

将处理后的PPS切片与浸泡后的天然纤维、PBT树脂和聚乙烯混合均匀,加入到双螺杆挤出喷丝机中,加热温度为200-250℃；喷丝成型,经冷却干燥、缠绕、牵引成型,制得PPS纤维丝。

按照上述实施例1-6中列举的组分，由上述制备方法指的PPS纤维。

对比例1-6的PPS纤维丝的制备方法如下所示：

(1)色母粒的制备

按照实施例1-6中相同的组分配比，按现有技术中的湿法制备色母粒；

具体的，将除PPS树脂以外的其他组分在球磨机中混合均匀，干燥，在和PPS树脂在挤出机中造粒，制得色母粒。

(2)切片的制备

采用现有技术中切片的制备方法制得切片。

(3)PPS纤维丝的制备

按照专利CN103556297A中的制备方法，制备对比例1-6的PPS纤维丝。

测试实施例1-6以及对比例1-6的配方制备的PPS纤维的断裂强度、色牢度、耐高温性能，其结果如下表3所示；

表3各实施例和对比例的PPS纤维的性能

需说明的是，上述表3中，200℃的热收缩率，指的是将PPS纤维在200℃下，湿度为20％的环境中放置48h，测试PPS纤维的收率，收缩率＝(减小的长度/原始长度)X100％，PPS纤维丝的收缩率越小，说明其在高温下越不容易变形，可长期在高温下使用。

耐高温性能的测试方式是，将PPS纤维在200℃下，湿度为20％的环境中放置48h后，测试纤维丝的断裂强度。

从上述表3中可以得出，实施例1-6的PPS纤维的断裂强度、断裂伸长率、色牢度以及热收缩率均优与对比例1-6的PPS纤维。

在对比例1的PPS纤维中，不添加有纳米级的SiO₂，并且对比例1中的PBT树脂的含量高于本发明中的含量，从测试数据可以看出，PPS纤维组分中，不添加纳米级的SiO₂，其在200℃温度处理后，纤维丝的断裂强度仅为3.01，在200℃下的热收缩率为2.8，由此可见，通过添加纳米级的SiO₂可明显提高纤维的热稳定性，纤维丝在200℃有较好的力学性能。

对比例2不添加CaO，而相反的，纳米级的SiO₂的添加量大于本申请的含量，其为2％，从对比例2中纤维丝的实验数据可以看出，纤维丝的断裂强度为3.42，断裂伸长率为34.7％，在200℃温度处理后，其断裂强度为2.68，在200℃下的热收缩率为2.9％，相较于实施例2，对比例2的纤维丝的力学性能和耐热性能均有所降低。并且从对比例2中可以看出，当组份中的纳米级的SiO₂的超过1.5％时，会导致PPS纤维的力学性能和热温度性下降。

同理，对比例3不添加甲基纤维素和PBT树脂，相较于实施3，对比例3的纤维丝的断裂强度和断裂伸长率都有所下降，可以发现，在本发明的实施例3中，组份中的甲基纤维素和PBT树脂共同作用，提高PPS纤维的力学性能；对比例4不添加天然纤维，实施例4中添加有天然纤维，并且对比例4和实施例4的其他组份的比例基本相同，但从表3中可以看出，对比例4的PPS纤维的断裂强度明显低于实施例4的纤维的断裂强度，天然纤维在PPS中，起到提高强度的作用，同时也提高了PPS纤维的韧性。对比对比例5中不添加PBT树脂和聚乙烯，从表3中的实验数据可以得出，对比例5纤维的断裂伸长率为32.1％，实施5纤维的断裂伸长率为42.6％,可见，在组份中添加PBT树脂和聚乙烯，该两种组份与其他组份共同作用，提高了PPS纤维的韧性，提高了纤维的断裂伸长率。对比例6不添加SiO₂和CaO，其纤维的热稳定性有所降低。

并且从对比例1-6和实施例1-6的性能数据(表3)还可以看出，虽然实施例1-6和对比例1-6中所用的色母粒的配方相同，但由于对比例1-6中，色母粒的制备方法不同，以及对比例1-6中，其他组份的含量不同，PPS纤维的制备方法不同，导致对比例1-6的色牢度在2-3级，并且，现有的PPS纤维的色牢度也在1-3级之间，由此可见，在本申请中，不仅仅是色母粒的配方的改变来提高PSS纤维的色牢度，色牢度的提高还与色母粒的制备方法、PPS纤维的整体配方以及PPS纤维的制备方法息息相关，四者共同作用，提高PPS纤维的色牢度。

针对不同配方的色母粒对PPS纤维色牢度的影响，本申请的发明人根据本申请的色母粒的配方，设计实施例7-12以及对比例7-12，其具体的组份及含量如下表4和表5所示；需说明的是，在实施例7-12中，PPS纤维丝中的配方与实施例5的相同。

表4实施例7-12中色母粒的各组份百分含量

实施例7

实施例8

实施例9

实施例10

实施例11

实施例12

无机颜料

35％

30％

32％

30％

38％

40％

pps树脂

50％

50％

51％

60％

50％

50％

Li<sub>2</sub>O

1.5％

2.5％

1.2％

1％

1％

1％

Na<sub>2</sub>O

3％

2％

1.5％

2％

1.5％

1.5％

PE蜡分散剂

3％

8％

10％

3％

3％

4％

抗氧化剂

1％

3％

0.5％

0.5％

0.5％

0.5％

甲基萘

1.5％

2％

1.8％

1.5％

3％

1％

表面积活性剂

5％

2.5％

2％

2％

3％

2％

表5对比例7-12的色母粒的各组份百分含量

以上述表4和表5中列举的色母粒组份，采用本发明的实施例1-6中色母粒的制备方法制备色母粒。并选取上述实施例5中PPS的组份含量，结合到实施例7-12的色母粒、对比例7-12的色母粒，采用实施例5中制备PPS纤维的方法，制备出PPS纤维丝；分别用光泽度计测试实施例7-12和对比例7-12的纤维丝的光泽度，采用ISO4892-1D的测试方法，用紫外光照射后测试纤维的耐光牢度，其结果如表6所示；

表6实施例7-12和对比例7-12的PPS纤维色彩性能

从上述表6中，可以看出，将上述表5中对比例7-12的配方制备的色母粒，表4中实施例7-12中配方制备的色母粒添加到相同的PPS纤维组份中，并采用同样的方法制备出PPS纤维，对比例7-12的纤维色彩光泽度以及耐光牢度均比实施例7-12的差。由此可见，在本申请中的色母粒中，加入甲基萘、表面活性剂、Li₂O以及Na₂O可提高纤维的光泽度和耐光牢度。

综上所述，本发明的PPS纤维中添加有纳米Li₂O、纳米Na₂O、甲基萘、天然纤维等组份，结合本发明的制备方法制得的PPS纤维具有较高的色牢度、优优异的力学性能和热稳定性，其PPS纤维在200℃可长期使用。将本发明的PPS纤维制备成防护布、织物面料等，其产品具有优异的耐光性能，可在光照下长期使用而不易褪色；将本发明的PPS纤维制备成滤网，可在200℃下长期使用，其使用寿命长。

Claims (10)

1.一种高色牢度PPS纤维,其特征在于:包括以下组份,以质量分数计为:

PPS树脂颗粒:80-90％；色母粒:5-10％；硅烷偶联剂:0.2-2％；紫外光吸收剂:1-5％；纳米SiO₂:0.5-1.5％；CaO:0.5-1％；甲基纤维素0.5-1.5％；天然纤维:0.3-0.5％；PBT树脂:1.2-2％；聚乙烯:0.5-1.8％；

其中,所述色母粒包括以下组份,以质量分数计为:

颜料:30-40％；PPS树脂颗粒:50-60％；纳米Li₂O:1-2.5％；纳米Na₂O:1.5-3％；PE蜡分散剂:4.5-10％；抗氧化剂:1.5-3％；甲基萘:1-3％；表面活性剂:2-5％。

2.根据权利要求1所述的高色牢度PPS纤维,其特征在于:所述聚乙烯的重均分子量在10-20万,所述PBT树脂的重均分子量在5-10万。

3.根据权利要求1所述的高色牢度PPS纤维,其特征在于:所述颜料为无机颜料,包括无机白色颜料、无机黑色颜料和无机彩色颜料中的一种或多种；所述无机白色颜料包括二氧化钛、氧化锌、硫化锌、锌钡白中的一种或多种；所述无机黑色颜料包括氧化铁、铁锰黑、炭黑中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的高色牢度PPS纤维,其特征在于:所述天然纤维包括苎麻纤维、亚麻纤维、竹纤维中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的高色牢度PPS纤维,其特征在于:所述天然纤维中纤维素的含量大于90％。

6.一种权利要求1-5任一所述的PPS纤维丝的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)色母粒的制备

将所述颜料分为质量均等的两份,将所述表面活性剂分为两份,第一份占总量的三分之一,第二份占总量的三分之二；

将PPS树脂粒在球磨机中粉碎,向粉碎后的PPS树脂颗粒中加入一份颜料、PE蜡、甲基萘、第一份表面活性剂和水,混合均匀,制得颗粒状的混合物,再向混合物中加入另一份颜料、纳米Li₂O和纳米Na₂O,混合均匀,静止12-24h,随后在30-40℃下风干,将风干后的混合物、第二表面活性剂和抗氧化剂加入到螺杆挤出造粒机中,造粒,制得色母粒；

(2)制备切片

将所述步骤(1)制备的色母粒、PPS树脂颗粒、硅烷偶联剂和紫外光吸收剂按比例混合,加入到双螺杆挤出机中,在200-240℃下熔融混合,挤出成型,制得PPS切片；将制得的PPS切片在真空度小于10KPa、温度在60-80℃下干燥5-10小时；

(3)PPS纤维丝的制备

将甲基纤维素、纳米SiO₂和CaO混合均匀,加入80-90℃的水,制成水溶液,将上述步骤(2)干燥后的PPS切片浸入到所述水溶液中,搅拌均匀,降温至20-25℃,并在真空度小于10KPa,常温下干燥；将天然纤维在碱性水溶液中浸泡30-40min；将处理后的PPS切片与浸泡后的天然纤维、PBT树脂和聚乙烯混合均匀,加入到双螺杆挤出喷丝机中,加热温度为200-250℃；喷丝成型,经冷却干燥、缠绕、牵引成型,制得PPS纤维丝。

7.根据权利要求6所述的PPS纤维的制备方法,其特征在于:在所述步骤(3)中,还包括将所述天然纤维粉碎至长度为0.5-1mm。

8.一种高强度PPS纤维面料,其特征在于,包括上述权利要求1-5任一所述的PPS纤维和玻璃纤维,所述PPS纤维与所述玻璃纤维的质量比为(3-8):1。

9.一种PPS纤维防火布,其特征在于,包括上述权利要求1-5任一所述的PPS纤维、涤纶纤维和聚酯纤维,所述PPS纤维、所述涤纶纤维和所述聚酯纤维的质量比为(2-5):(1-3):1。

10.一种PPS纤维过滤网,其特征在于,由权利要求1-5任一所述的PPS纤维制备而成。