CN117587558A - 一种耐腐蚀纱线及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀纱线及其制备方法，涉及纺织技术领域，通过将超高分子量聚乙烯纤维、改性聚醚醚酮纤维、改性耐腐蚀剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、防菌剂、阻燃剂，通过搅拌机搅拌熔融，过滤得到已去除杂质和不溶物的混合熔体，将混合熔体经过纺丝机上的旋转丝束挤出成纤维丝，纤维丝经过冷却装置固化成为连续的纤维丝，将固化的纤维丝经过捻合机进行拉伸和捻合，形成捻合纺细丝，将捻合纺细丝通过拉伸、卷绕、洗涤干燥，得到该耐腐蚀纱线。改性聚醚醚酮纤维与改性耐腐蚀剂共同赋予的耐腐蚀性能，有效避免纱线在使用过程中对酸碱、有机溶剂和其他微生物的腐蚀，保证纱线优异的耐腐蚀性能。

Description

一种耐腐蚀纱线及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种耐腐蚀纱线及其制备方法。
背景技术
纱线是一种纺织品，用各种纺织纤维加工成一定细度的产品，用于织布、制绳、制线、针织和刺绣等，分为短纤维纱，连续长丝等，而纺纱为纱线的一种生产工艺，纺纱原就属于一项非常古老的活动，自史前时代以起，人类便懂得将一些较短的纤维纺成长纱，然后再将其织成布。所谓的纺纱，乃是取动物或植物性纤维运用加捻的方式使其抱合成为一连续性无限延伸的纱线，以便适用于织造的一种行为。
传统的纱线通常使用棉花或蚕丝等生物纤维加捻而成，这些生物材料通常富含蛋白质等营养物质，如在用于海事时，这些生物材料制成的纱线极易被海水中的浮游生物或其他微生物所侵蚀，同时海水中含有大量的无机盐和有机溶质，腐蚀性较强，影响其正常使用，现如今人们已开始利用高分子合成技术合成人工纤维，如超高分子量聚乙烯纤维进行加捻形成纱线，以供使用。超高分子量聚乙烯纤维制成的纱线虽具有高强度、高模量、耐磨、抗紫外等性能，但耐腐蚀性能不佳，限制了其在高端领域的应用。
因此，亟需一种耐腐蚀纱线来解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐腐蚀纱线，解决了现阶段纱线耐腐蚀性能一般的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种耐腐蚀纱线，该耐腐蚀纱线由以下步骤制备得到：
步骤一：按照重量份称取超高分子量聚乙烯纤维40-60份、改性聚醚醚酮纤维30-50份、改性耐腐蚀剂15-25份、抗氧化剂3-10份、紫外线吸收剂1.5-3.5份、防菌剂1.5-4.5份、阻燃剂0.5-1.5份，备用；
步骤二：将超高分子量聚乙烯纤维、改性聚醚醚酮纤维加入搅拌机中，在搅拌速率为800-1000r/min，温度为320-350℃的条件下使其熔化成为混合熔体，之后依次加入改性耐腐蚀剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂继续搅拌1-2h，之后在搅拌速率为300-500r/min的条件下加入防菌剂、阻燃剂并搅拌30-40min，之后静置2-3h，过滤，得到已去除杂质和不溶物的混合熔体；
步骤三：将混合熔体经过纺丝机上的旋转丝束挤出成纤维丝，将挤出的纤维丝经过冷却装置迅速冷却，使其固化成为连续的纤维丝，将固化的纤维丝经过捻合机进行拉伸和捻合，形成捻合纺细丝，将捻合纺细丝通过拉伸、卷绕、洗涤干燥，得到该耐腐蚀纱线。
作为本发明进一步的方案：所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种，所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-366、紫外线吸收剂UV-320中的一种，所述防菌剂为十六烷基三甲基溴化铵、有机硅类防菌剂中的一种，所述阻燃剂为六偏磷酸酯、十溴二苯醚中的一种。
作为本发明进一步的方案：所述改性聚醚醚酮纤维的制备过程如下：
A1：将甲基氢醌、对苯二酚、4，4-二氟二苯甲酮加入至安装有搅拌器的三口烧瓶中，通入氮气保护，在室温以及搅拌速率为200-300r/min的条件下搅拌反应2-3h，之后加入无水碳酸钾、甲苯-水的混合液、NMP，继续搅拌1-1.5h并升温至125-135℃，之后加去离子水继续搅拌并升温至150-165℃，在此温度下反应3-6h，将反应产物滴加到去离子水中沉淀，用丙酮与二氯甲烷的混合溶剂洗涤沉淀出的产物，之后用真空干燥箱在温度为90-110℃条件下干燥20-30h，得到中间体1；
反应原理如下：
A2：将中间体1、浓硫酸加入带有磁子的搅拌反应器中，在室温以及搅拌速率为250-400r/min的条件下搅拌4.5-13.5h，之后将反应混合物滴加到去离子水中沉淀，之后用去离子水反复洗涤沉淀出的产物，过滤，之后用真空干燥箱在温度为130-150℃条件下干燥22-26h，得到中间体2；将熔融纺丝机的组件在温度为350-400℃条件下的高温炉中加热25-30min，之后将熔融纺丝机开机预热并转动螺杆，之后将中间体2加入熔融纺丝机，在温度为400-430℃条件下进行中间体2的熔融纺丝，之后经过喷丝、拉伸、定型，即得到改性聚醚醚酮纤维。
反应原理如下：
作为本发明进一步的方案：所述改性耐腐蚀剂的制备过程如下：
B1：将发烟硫酸加入三口烧瓶中，之后油浴升温，直至温度为80-90℃条件下加入硝酸钾，待硝酸钾加完后继续升温至130℃，之后保温30-50min，之后缓慢滴加1，3，5-三氟苯并控制温度不超过150℃，待1，3，5-三氟苯加料完成后继续升温至155-165℃下反应3-4.5h，反应完毕后将反应液于室温下自然冷却至80℃，之后倒入有碎冰的烧杯中并搅拌，之后过滤、去离子水洗涤、干燥，得到粗品，之后将粗品在无水乙醇中重结晶、干燥，得到中间体3；
反应原理如下：
B2：将中间体3、Raney-N i催化剂加入带有电磁搅拌的高压反应釜中，之后加入乙醇，真空抽除反应釜中的空气，通入氢气，在压力为0.1-0.2MPa的条件下逐步升温至60-65℃，反应2.5-3h，每隔10-15min关闭进气阀，同时观测反应釜内氢气的压力，待反应釜内的压力不再降低，继续保持0.5h，之后将反应釜内的物料冷却至室温并泄完反应釜内的压力，将反应釜内的产物进行过滤，将乙醇加入反应釜内洗涤2-3次，之后将洗液和滤液一并加入三口烧瓶中，之后常压蒸馏回收乙醇，最后减压蒸馏，得到中间体4；
反应原理如下：
B3：将全氟辛酸、中间体4、五氧化二铌催化剂加入反应釜中，加热反应釜至温度为125℃，保持该反应温度继续反应1-2h，反应完成之后于室温下进行冷却，之后加入甲苯进行共沸脱水，之后蒸馏将反应物中的甲苯去除，之后干燥，即得到改性耐腐蚀剂。
反应原理如下：
作为本发明进一步的方案：步骤A1中的所述甲基氢醌、对苯二酚、4，4-二氟二苯甲酮的用量比为0.12-0.14g：0.85-0.99g：2.16-2.19g；所述无水碳酸钾、甲苯-水的混合液、NMP的用量比为1.93g：7.5mL：13.7mL；所述丙酮与二氯甲烷的混合溶剂的体积用量比为1:1.25，所述甲苯-水的混合液是由体积用量比为3:2的甲苯和水混合而成的。
作为本发明进一步的方案：步骤A2中的所述中间体1、浓硫酸的用量比为500mg:9.5mL；所述浓硫酸的质量分数为98.3％。
作为本发明进一步的方案：步骤B1中的所述发烟硫酸、硝酸钾、1，3，5-三氟苯的用量比为100mL：30.5g-35.5g：5.7-6.5mL。
作为本发明进一步的方案：步骤B2中的所述中间体3、Raney-N i催化剂、乙醇的用量比为70.8g：0.9-1.05g：100-120mL。
作为本发明进一步的方案：步骤B3中的所述全氟辛酸、中间体4、五氧化二铌催化剂的用量比为0.55mo l：0.50mo l：0.005mo l。
本发明的有益效果：
本发明的一种耐腐蚀纱线及其制备方法，通过以超高分子量聚乙烯纤维、改性聚醚醚酮纤维两种纤维为制备纱线的主体原料来得到一种复合纤维，改性聚醚醚酮纤维赋予的耐腐蚀性使得制备纱线的主体原料本身具有耐腐蚀性能，再通过辅体原料改性耐腐蚀剂的作用，进一步使得该耐腐蚀纱线具有优异的耐腐蚀性能。
制备该耐腐蚀纱线的过程中制备了一种改性聚醚醚酮纤维，通过甲基氢醌、对苯二酚、4，4-二氟二苯甲酮反应生成中间体1，中间体1与浓硫酸反应生成中间体2，主要是由亲电和亲核取代反应，在聚醚醚酮的主链上引入甲基、磺酸基两种官能基团，而聚醚醚酮本身含有的醚键和酮键使其具有耐腐蚀性能，再进一步引入的磺酸基是一种强极性基团，可以提供优异的耐腐蚀性能。通过在聚醚醚酮分子链中引入的甲基具有推电子效应，与甲基相连的碳原子的电子云密度增大并分散至邻位碳原子，电子云密度大意味着反应的活性增大，引入的磺酸基，可以增加纤维表面的离子交换能力和化学反应活性，从而提高其耐腐蚀性能。
制备该耐腐蚀纱线的过程中制备了一种改性耐腐蚀剂，通过1，3，5-三氟苯、发烟硫酸和硝酸钾发生硝化反应生成中间体3，中间体3通过Raney-N i催化剂以及加氢将硝基还原成氨基得到中间体4，中间体4通过与全氟辛酸、五氧化二铌催化剂缩合酰化反应生成酰胺基团得到该改性耐腐蚀剂，反应过程中选用的主体原料1，3，5-三氟苯、全氟辛酸都含有氟化学键，氟化学键不仅具有高键能，使得最终制备的耐腐蚀纱线能够在极端的酸碱环境下保持稳定性，同时能够降低分子间相互作用力，提高该耐腐蚀纱线的热稳定性，更具有良好的疏水性，使得最终制备的耐腐蚀纱线表面不易吸附水和油脂，有着良好的自洁性和防污染性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种耐腐蚀纱线的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一：将0.12g甲基氢醌、0.85g对苯二酚、2.16g4，4-二氟二苯甲酮加入至安装有搅拌器的三口烧瓶中，通入氮气保护，在室温以及搅拌速率为200r/min的条件下搅拌反应2h，之后加入1.93g无水碳酸钾、7.5mL甲苯-水的混合液、13.7mLNMP，继续搅拌1h并升温至125℃，之后加去离子水继续搅拌并升温至150℃，在此温度下反应3h，将反应产物滴加到去离子水中沉淀，用5mL丙酮与6.25mL二氯甲烷的混合溶剂洗涤沉淀出的产物，之后用真空干燥箱在温度为90℃条件下干燥20h，得到中间体1；
步骤二：将500mg中间体1、9.5mL质量分数为98.3％的浓硫酸加入带有磁子的搅拌反应器中，在室温以及搅拌速率为250r/min的条件下搅拌4.5h，之后将反应产物滴加到去离子水中沉淀，之后用去离子水反复洗涤沉淀出的产物，直至样品呈中性，之后用真空干燥箱在温度为130℃条件下干燥22h，得到中间体2；将熔融纺丝机的组件在温度为350℃条件下的高温炉中加热25min，之后将熔融纺丝机开机预热并转动螺杆，之后将中间体2加入熔融纺丝机，在温度为400℃条件下进行中间体2的熔融纺丝，之后经过喷丝、拉伸、定型，即得到改性聚醚醚酮纤维。
步骤三：将100mL发烟硫酸加入三口烧瓶中，之后油浴升温，直至温度为80℃条件下加入30.5g硝酸钾，待硝酸钾加完后继续升温至130℃，之后保温30min，之后缓慢滴加5.7mL1，3，5-三氟苯并控制温度不超过150℃，待1，3，5-三氟苯加料完成后继续升温至155℃下反应3h，反应完毕后将反应液于室温下自然冷却至80℃，之后倒入有碎冰的烧杯中并搅拌，之后过滤、去离子水洗涤、干燥，得到粗品，之后将粗品在无水乙醇中重结晶、干燥，得到中间体3；
步骤四：将70.8g中间体1、0.9gRaney-N i催化剂加入带有电磁搅拌的高压反应釜中，之后加入100mL乙醇，真空抽除反应釜中的空气，通入氢气，在压力为0.1MPa的条件下逐步升温至60℃，反应2.5h，每隔10min关闭进气阀，同时观测反应釜内氢气的压力，待反应釜内的压力不再降低，继续保持0.5h，之后将反应釜内的物料冷却至室温并泄完反应釜内的压力，将反应釜内的产物进行过滤，将乙醇加入反应釜内洗涤2次，之后将洗液和滤液一并加入三口烧瓶中，之后常压蒸馏回收乙醇，最后减压蒸馏，得到中间体4；
步骤五：将0.55mo l全氟辛酸、0.50mo l中间体4、0.005mo l五氧化二铌催化剂加入反应釜中，加热反应釜至温度为125℃，保持该反应温度继续反应1h，反应完成之后于室温下进行冷却，之后加入甲苯进行共沸脱水，之后蒸馏将反应物中的甲苯去除，之后提纯、干燥，即得到改性耐腐蚀剂。
步骤六：按照重量份称取超高分子量聚乙烯纤维40份、改性聚醚醚酮纤维30份、改性耐腐蚀剂15份、抗氧剂10103份、紫外线吸收剂UV-3661.5份、十六烷基三甲基溴化铵1.5份、六偏磷酸酯0.5份，备用；
步骤七：将超高分子量聚乙烯纤维、改性聚醚醚酮纤维加入搅拌机中，在搅拌速率为800r/min，温度为320℃的条件下使其熔化成为混合熔体，之后依次加入改性耐腐蚀剂、抗氧剂1010、紫外线吸收剂UV-366继续搅拌1h，之后在搅拌速率为300r/min的条件下加入十六烷基三甲基溴化铵、六偏磷酸酯并搅拌30min，之后静置2h，过滤，得到已去除杂质和不溶物的混合熔体；
步骤八：将混合熔体经过纺丝机上的旋转丝束挤出成纤维丝，将挤出的纤维丝经过冷却装置迅速冷却，使其固化成为连续的纤维丝，将固化的纤维丝经过捻合机进行拉伸和捻合，形成捻合纺细丝，将捻合纺细丝通过拉伸、卷绕、洗涤干燥，得到该耐腐蚀纱线。
实施例2：
一种耐腐蚀纱线的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一：将0.13g甲基氢醌、0.90g对苯二酚、2.18g4，4-二氟二苯甲酮加入至安装有搅拌器的三口烧瓶中，通入氮气保护，在室温以及搅拌速率为250r/min的条件下搅拌反应2.5h，之后加入1.93g无水碳酸钾、7.5mL甲苯-水的混合液、13.7mLNMP，继续搅拌1.25h并升温至130℃，之后加去离子水继续搅拌并升温至160℃，在此温度下反应4.5h，当溶液的黏度显著增加时停止反应，将反应产物滴加到去离子水中沉淀，用5mL丙酮与6.25mL二氯甲烷的混合溶剂洗涤沉淀出的产物，之后用真空干燥箱在温度为100℃条件下干燥25h，得到中间体1；
步骤二：将500mg中间体1、9.5mL质量分数为98.3％的浓硫酸加入带有磁子的搅拌反应器中，在室温以及搅拌速率为300r/min的条件下搅拌9h，之后将反应产物滴加到去离子水中沉淀，之后用去离子水反复洗涤沉淀出的产物，直至样品呈中性，之后用真空干燥箱在温度为140℃条件下干燥24h，得到中间体2；将熔融纺丝机的组件在温度为375℃条件下的高温炉中加热27min，之后将熔融纺丝机开机预热并转动螺杆，之后将中间体2加入熔融纺丝机，在温度为415℃条件下进行中间体2的熔融纺丝，之后经过喷丝、拉伸、定型，即得到改性聚醚醚酮纤维。
步骤三：将100mL发烟硫酸加入三口烧瓶中，之后油浴升温，直至温度为85℃条件下加入32.5g硝酸钾，待硝酸钾加完后继续升温至130℃，之后保温40min，之后缓慢滴加6.1mL1，3，5-三氟苯并控制温度不超过150℃，待1，3，5-三氟苯加料完成后继续升温至160℃下反应4h，反应完毕后将反应液于室温下自然冷却至80℃，之后倒入有碎冰的烧杯中并搅拌，之后过滤、去离子水洗涤、干燥，得到粗品，之后将粗品在无水乙醇中重结晶、干燥，得到中间体3；
步骤四：将70.8g中间体3、0.95gRaney-N i催化剂加入带有电磁搅拌的高压反应釜中，之后加入110mL乙醇，真空抽除反应釜中的空气，通入氢气，在压力为0.15MPa的条件下逐步升温至63℃，反应2.75h，每隔13min关闭进气阀，同时观测反应釜内氢气的压力，待反应釜内的压力不再降低，继续保持0.5h，之后将反应釜内的物料冷却至室温并泄完反应釜内的压力，将反应釜内的产物进行过滤，将乙醇加入反应釜内洗涤2次，之后将洗液和滤液一并加入三口烧瓶中，之后常压蒸馏回收乙醇，最后减压蒸馏，得到中间体4；
步骤五：将0.55mo l全氟辛酸、0.50mo l中间体4、0.005mo l五氧化二铌催化剂加入反应釜中，加热反应釜至温度为125℃，保持该反应温度继续反应1.5h，反应完成之后于室温下进行冷却，之后加入甲苯进行共沸脱水，之后蒸馏将反应物中的甲苯去除，之后提纯、干燥，即得到改性耐腐蚀剂。
步骤六：按照重量份称取超高分子量聚乙烯纤维50份、改性聚醚醚酮纤维40份、改性耐腐蚀剂20份、抗氧剂10766份、紫外线吸收剂UV-3202.5份、有机硅类防菌剂3份、十溴二苯醚1份，备用；
步骤七：将超高分子量聚乙烯纤维、改性聚醚醚酮纤维加入搅拌机中，在搅拌速率为900r/min，温度为340℃的条件下使其熔化成为混合熔体，之后依次加入改性耐腐蚀剂、抗氧剂1076、紫外线吸收剂UV-320继续搅拌1.5h，之后在搅拌速率为400r/min的条件下加入有机硅类防菌剂、十溴二苯醚并搅拌35min，之后静置2.5h，过滤，得到已去除杂质和不溶物的混合熔体；
步骤八：将混合熔体经过纺丝机上的旋转丝束挤出成纤维丝，将挤出的纤维丝经过冷却装置迅速冷却，使其固化成为连续的纤维丝，将固化的纤维丝经过捻合机进行拉伸和捻合，形成捻合纺细丝，将捻合纺细丝通过拉伸、卷绕、洗涤干燥，得到该耐腐蚀纱线。
实施例3：
一种耐腐蚀纱线的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一：将0.14g甲基氢醌、0.99g对苯二酚、2.19g4，4-二氟二苯甲酮加入至安装有搅拌器的三口烧瓶中，通入氮气保护，在室温以及搅拌速率为300r/min的条件下搅拌反应3h，之后加入1.93g无水碳酸钾、7.5mL甲苯-水的混合液、13.7mLNMP，继续搅拌1.5h并升温至135℃，之后加去离子水继续搅拌并升温至165℃，在此温度下反应6h，当溶液的黏度显著增加时停止反应，将反应产物滴加到去离子水中沉淀，用5mL丙酮与6.25mL二氯甲烷的混合溶剂洗涤沉淀出的产物，之后用真空干燥箱在温度为110℃条件下干燥30h，得到中间体1；
步骤二：将500mg中间体1、9.5mL质量分数为98.3％的浓硫酸加入带有磁子的搅拌反应器中，在室温以及搅拌速率为400r/min的条件下搅拌13.5h，之后将反应产物滴加到去离子水中沉淀，之后用去离子水反复洗涤沉淀出的产物，直至样品呈中性，之后用真空干燥箱在温度为150℃条件下干燥26h，得到中间体2；将熔融纺丝机的组件在温度为400℃条件下的高温炉中加热30min，之后将熔融纺丝机开机预热并转动螺杆，之后将中间体2加入熔融纺丝机，在温度为430℃条件下进行中间体2的熔融纺丝，之后经过喷丝、拉伸、定型，即得到改性聚醚醚酮纤维。
步骤三：将100mL发烟硫酸加入三口烧瓶中，之后油浴升温，直至温度为90℃条件下加入35.5g硝酸钾，待硝酸钾加完后继续升温至130℃，之后保温50min，之后缓慢滴加6.5mL1，3，5-三氟苯并控制温度不超过150℃，待1，3，5-三氟苯加料完成后继续升温至165℃下反应4.5h，反应完毕后将反应液于室温下自然冷却至80℃，之后倒入有碎冰的烧杯中并搅拌，之后过滤、去离子水洗涤、干燥，得到粗品，之后将粗品在无水乙醇中重结晶、干燥，得到中间体3；
步骤四：将70.8g中间体3、1.05g Raney-N i催化剂加入带有电磁搅拌的高压反应釜中，之后加入120mL乙醇，真空抽除反应釜中的空气，通入氢气，在压力为0.2MPa的条件下逐步升温至65℃，反应3h，每隔15min关闭进气阀，同时观测反应釜内氢气的压力，待反应釜内的压力不再降低，继续保持0.5h，之后将反应釜内的物料冷却至室温并泄完反应釜内的压力，将反应釜内的产物进行过滤，将乙醇加入反应釜内洗涤3次，之后将洗液和滤液一并加入三口烧瓶中，之后常压蒸馏回收乙醇，最后减压蒸馏，得到中间体4；
步骤五：将0.55mo l全氟辛酸、0.50mo l中间体4、0.005mo l五氧化二铌催化剂加入反应釜中，加热反应釜至温度为125℃，保持该反应温度继续反应2h，反应完成之后于室温下进行冷却，之后加入甲苯进行共沸脱水，之后蒸馏将反应物中的甲苯去除，之后提纯、干燥，即得到改性耐腐蚀剂。
步骤六：按照重量份称取超高分子量聚乙烯纤维60份、改性聚醚醚酮纤维50份、改性耐腐蚀剂25份、抗氧剂107610份、紫外线吸收剂UV-3203.5份、十六烷基三甲基溴化铵4.5份、六偏磷酸酯1.5份，备用；
步骤七：将超高分子量聚乙烯纤维、改性聚醚醚酮纤维加入搅拌机中，在搅拌速率为1000r/min，温度为350℃的条件下使其熔化成为混合熔体，之后依次加入改性耐腐蚀剂、抗氧化剂1076、紫外线吸收剂UV-320继续搅拌2h，之后在搅拌速率为500r/min的条件下加入十六烷基三甲基溴化铵、六偏磷酸酯并搅拌40min，之后静置3h，过滤，得到已去除杂质和不溶物的混合熔体；
步骤八：将混合熔体经过纺丝机上的旋转丝束挤出成纤维丝，将挤出的纤维丝经过冷却装置迅速冷却，使其固化成为连续的纤维丝，将固化的纤维丝经过捻合机进行拉伸和捻合，形成捻合纺细丝，将捻合纺细丝通过拉伸、卷绕、洗涤干燥，得到该耐腐蚀纱线。
对比例1
本对比例与实施例1相比未加入改性聚醚醚酮纤维，一种耐腐蚀纱线的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一：将100mL发烟硫酸加入三口烧瓶中，之后油浴升温，直至温度为80℃条件下加入30.5g硝酸钾，待硝酸钾加完后继续升温至130℃，之后保温30min，之后缓慢滴加5.7mL1，3，5-三氟苯并控制温度不超过150℃，待1，3，5-三氟苯加料完成后继续升温至155℃下反应3h，反应完毕后将反应液于室温下自然冷却至80℃，之后倒入有碎冰的烧杯中并搅拌，之后过滤、去离子水洗涤、干燥，得到粗品，之后将粗品在无水乙醇中重结晶、干燥，得到中间体3；
步骤二：将70.8g中间体1、0.9gRaney-N i催化剂加入带有电磁搅拌的高压反应釜中，之后加入100mL乙醇，真空抽除反应釜中的空气，通入氢气，在压力为0.1MPa的条件下逐步升温至60℃，反应2.5h，每隔10min关闭进气阀，同时观测反应釜内氢气的压力，待反应釜内的压力不再降低，继续保持0.5h，之后将反应釜内的物料冷却至室温并泄完反应釜内的压力，将反应釜内的产物进行过滤，将乙醇加入反应釜内洗涤2次，之后将洗液和滤液一并加入三口烧瓶中，之后常压蒸馏回收乙醇，最后减压蒸馏，得到中间体4；
步骤三：将0.55mo l全氟辛酸、0.50mo l中间体2、0.005mo l五氧化二铌催化剂加入反应釜中，加热反应釜至温度为125℃，保持该反应温度直到反应完成，反应完成之后于室温下进行冷却，之后加入甲苯进行共沸脱水，之后蒸馏将反应物中的甲苯去除，之后提纯、干燥，即得到改性耐腐蚀剂。
步骤四：按照重量份称取超高分子量聚乙烯纤维40份、改性耐腐蚀剂15份、抗氧剂10103份、紫外线吸收剂UV-3661.5份、十六烷基三甲基溴化铵1.5份、六偏磷酸酯0.5份，备用；
步骤五：将超高分子量聚乙烯纤维加入搅拌机中，在搅拌速率为800r/min，温度为320℃的条件下使其熔化成为熔体，之后依次加入改性耐腐蚀剂、抗氧剂1010、紫外线吸收剂UV-366继续搅拌1h，之后在搅拌速率为300r/min的条件下加入十六烷基三甲基溴化铵、六偏磷酸酯并搅拌30min，之后静置2h，过滤，得到已去除杂质和不溶物的混合熔体；
步骤六：将混合熔体经过纺丝机上的旋转丝束挤出成纤维丝，将挤出的纤维丝经过冷却装置迅速冷却，使其固化成为连续的纤维丝，将固化的纤维丝经过捻合机进行拉伸和捻合，形成捻合纺细丝，将捻合纺细丝通过拉伸、卷绕、洗涤干燥，得到该耐腐蚀纱线。
对比例2
本对比例与实施例1相比未加入改性耐腐蚀剂，一种耐腐蚀纱线的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一：将0.12g甲基氢醌、0.85g对苯二酚、2.16g4，4-二氟二苯甲酮加入至安装有搅拌器的三口烧瓶中，通入氮气保护，在室温以及搅拌速率为200r/min的条件下搅拌反应2h，之后加入1.93g无水碳酸钾、7.5mL甲苯-水的混合液、13.7mLNMP，继续搅拌1h并升温至125℃，之后加去离子水继续搅拌并升温至150℃，在此温度下反应3h，将反应产物滴加到去离子水中沉淀，用5mL丙酮与6.25mL二氯甲烷的混合溶剂洗涤沉淀出的产物，之后用真空干燥箱在温度为90℃条件下干燥20h，得到中间体1；
步骤二：将500mg中间体1、9.5mL质量分数为70％的浓硫酸加入带有磁子的搅拌反应器中，在室温以及搅拌速率为250r/min的条件下搅拌4.5h，之后将反应产物滴加到去离子水中沉淀，之后用去离子水反复洗涤沉淀出的产物，直至样品呈中性，之后用真空干燥箱在温度为130℃条件下干燥22h，得到中间体2；将熔融纺丝机的组件在温度为350℃条件下的高温炉中加热25min，之后将熔融纺丝机开机预热并转动螺杆，之后将中间体2加入熔融纺丝机，在温度为400℃条件下进行中间体2的熔融纺丝，之后经过喷丝、拉伸、定型，即得到改性聚醚醚酮纤维。
步骤三：按照重量份称取超高分子量聚乙烯纤维40份、改性聚醚醚酮纤维30份、抗氧剂10103份、紫外线吸收剂UV-3661.5份、十六烷基三甲基溴化铵1.5份、六偏磷酸酯0.5份，备用；
步骤四：将超高分子量聚乙烯纤维、改性聚醚醚酮纤维加入搅拌机中，在搅拌速率为800r/min，温度为320℃的条件下使其熔化成为混合熔体，之后加入抗氧剂1010、紫外线吸收剂UV-366继续搅拌1h，之后在搅拌速率为300r/min的条件下加入十六烷基三甲基溴化铵、六偏磷酸酯并搅拌30min，之后静置2h，过滤，得到已去除杂质和不溶物的混合熔体；
步骤五：将混合熔体经过纺丝机上的旋转丝束挤出成纤维丝，将挤出的纤维丝经过冷却装置迅速冷却，使其固化成为连续的纤维丝，将固化的纤维丝经过捻合机进行拉伸和捻合，形成捻合纺细丝，将捻合纺细丝通过拉伸、卷绕、洗涤干燥，得到该耐腐蚀纱线。
将实施例1-3和对比例1-2均各自取10Kg重量的纱线置于10％硫酸溶液、10％氢氧化钠溶液、8％次氯酸钠溶液、65％二氯甲烷溶液中浸泡24h，耐腐蚀性能按照GB/T1733-1993标准测试，检测结果如下表所示：
参阅上表数据，通过实施例1-3与对比例1比较，可知添加改性聚醚醚酮纤维能够与超高分子量聚乙烯纤维形成具有耐腐蚀性能的复合纤维，进而提高纱线的耐腐蚀性能，通过实施例1-3与对比例2比较，可知添加中间体4促使改性耐腐蚀剂发挥更有效的疏水性和耐腐蚀性，通过实施例1-3与对比例1-2同时比较，可知本发明中的纱线具有很好的耐腐蚀效果。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐腐蚀纱线的制备方法，其特征在于：该耐腐蚀纱线由以下步骤制备得到：
步骤一：按照重量份称取超高分子量聚乙烯纤维40-60份、改性聚醚醚酮纤维30-50份、改性耐腐蚀剂15-25份、抗氧化剂3-10份、紫外线吸收剂1.5-3.5份、防菌剂1.5-4.5份、阻燃剂0.5-1.5份，备用；
步骤二：将超高分子量聚乙烯纤维、改性聚醚醚酮纤维加入搅拌机中，熔化成为混合熔体，之后加入改性耐腐蚀剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、防菌剂、阻燃剂继续搅拌，之后静置，过滤，得到已去除杂质和不溶物的混合熔体；
步骤三：将混合熔体经过纺丝机上的旋转丝束挤出成纤维丝，将挤出的纤维丝冷却使其固化成为连续的纤维丝，之后经过捻合机拉伸和捻合，形成捻合纺细丝，之后通过拉伸、卷绕、洗涤干燥，得到该耐腐蚀纱线。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀纱线的制备方法，其特征在于：所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种，所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-366、紫外线吸收剂UV-320中的一种，所述防菌剂为十六烷基三甲基溴化铵、有机硅类防菌剂中的一种，所述阻燃剂为六偏磷酸酯、十溴二苯醚中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀纱线的制备方法，其特征在于：所述改性聚醚醚酮纤维的制备过程如下：
A1：将甲基氢醌、对苯二酚、4，4-二氟二苯甲酮加入至安装有搅拌器的三口烧瓶中，通入氮气保护，之后加入无水碳酸钾、甲苯-水的混合液、NMP、去离子水，之后将反应产物滴加到去离子水中沉淀，用丙酮与二氯甲烷的混合溶剂洗涤沉淀出的产物，干燥后得到中间体1；
A2：将中间体1、浓硫酸加入带有磁子的搅拌反应器中，之后将反应产物滴加到去离子水中沉淀、洗涤，直至样品呈中性，干燥后得到中间体2，之后将中间体2加入熔融纺丝机中熔融纺丝，之后喷丝、拉伸、定型，即得到改性聚醚醚酮纤维。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀纱线的制备方法，其特征在于：所述改性耐腐蚀剂的制备过程如下：
B1：将发烟硫酸加入三口烧瓶中，之后加入硝酸钾，待硝酸钾加完后缓慢滴加1，3，5-三氟苯，反应完毕后将反应液于室温下自然冷却，之后倒入有碎冰的烧杯中并搅拌，之后过滤、洗涤、干燥，得到粗品，将粗品重结晶、干燥，得到中间体3；
B2：将中间体3、Raney-Ni催化剂加入带有电磁搅拌的高压反应釜中，之后加入乙醇，真空抽除反应釜中的空气，通入氢气，同时观测反应釜内氢气的压力，待压力不再降低将反应釜内的物料冷却至室温并泄完反应釜内的压力，之后将加入乙醇洗涤，之后将洗液和滤液一并加入三口烧瓶中常压蒸馏并回收乙醇，最后减压蒸馏，得到中间体4；
B3：将全氟辛酸、中间体4、五氧化二铌催化剂加入反应釜中，反应完成之后于室温下进行冷却，之后加入甲苯进行共沸脱水，之后蒸馏将反应物中的甲苯去除，之后干燥，即得到改性耐腐蚀剂。
5.根据权利要求3所述的一种耐腐蚀纱线的制备方法，其特征在于：步骤A1中的所述甲基氢醌、对苯二酚、4，4-二氟二苯甲酮的用量比为0.12-0.14g：0.85-0.99g：2.16-2.19g；所述无水碳酸钾、甲苯-水的混合液、NMP的用量比为1.93g：7.5mL：13.7mL；所述丙酮与二氯甲烷的混合溶剂的体积用量比为1:1.25，所述甲苯-水的混合液是由体积用量比为3:2的甲苯和水混合而成的。
6.根据权利要求3所述的一种耐腐蚀纱线的制备方法，其特征在于：步骤A2中的所述中间体1、浓硫酸的用量比为500mg:9.5mL；所述浓硫酸的质量分数为98.3％。
7.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀纱线的制备方法，其特征在于：步骤B1中的所述发烟硫酸、硝酸钾、1，3，5-三氟苯的用量比为100mL：30.5g-35.5g：5.7-6.5mL。
8.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀纱线的制备方法，其特征在于：步骤B2中的所述中间体3、Raney-Ni催化剂、乙醇的用量比为70.8g：0.9-1.05g：100-120mL。
9.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀纱线的制备方法，其特征在于：步骤B3中的所述全氟辛酸、中间体4、五氧化二铌催化剂的用量比为0.55mol：0.50mol：0.005mol。
10.一种耐腐蚀纱线，其特征在于：根据权利要求1-9任意一项所述的制备方法制备而成。
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