一种对位芳纶纤维
阅读：87发布：2020-06-03
专利汇可以提供一种对位芳纶纤维专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种对位芳纶 纤维 ，该芳纶纤维的内部至少含有有机紫外线吸收剂和 荧光 增白剂，根据JISL0843-2006A法氙灯照射30小时后的纤维强度保持率为50%～90%。本发明方法简单易行，所得芳纶纤维耐光防老化效果极为优越。，下面是一种对位芳纶纤维专利的具体信息内容。
一种对位芳纶纤维
技术领域
背景技术
[0002] 对位芳纶纤维具有超高强度、高模量和耐酸耐碱、重量轻、耐高温等优良性能，其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下不分解不融化，具有优异的耐高温性能。因此，被广泛应用在先进复合材料、防护材料、橡胶增强材料、缆绳和光缆、工业织物、建筑结构加固材料、摩擦材料和密封材料等领域。尽管如此，对位芳纶纤维也存在抗压强度低、不耐光易老化、表面与树脂结合力弱等缺陷。除了材料本身的内在性质外，不可忽视的是外界环境对材料性能的影响，对于对位芳纶纤维而言主要是光老化作用。这种作用使得材料易发生降解、老化和劣化，导致制品机械性能逐渐下降，产生变脆、龟裂和发黄现象甚至完全破坏而无法使用，因此对位芳纶纤维在光长期作用下的安全使用问题已引起广泛的关注。
[0003] 目前针对对位芳纶纤维耐光防老化的研究主要是通过将紫外线吸收剂或紫外屏蔽剂混入到纺丝液中纺丝来获得，如日本专利公报特开昭50-34344中介绍了在对位芳纶纤维纺丝过程中添加哌啶衍生物UV吸收剂，来提高耐光防老化效果，但是哌啶衍生物UV吸收剂添加时易发生飞散，并且在高温下易分解。此外，如日本专利公报特开2007-23451中介绍了在对位芳纶纤维纺丝过程中添加碳黑，来提高耐光防老化效果，但是添加碳黑固体会使纤维强力大幅下降，可生产性变低。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种生产性高、耐光防老化效果极为优越的对位芳纶纤维。
[0005] 本发明对位芳纶纤维内部至少含有有机紫外线吸收剂和荧光增白剂，经过氙灯照射30小时后，纤维强度保持率为50%～90%。
[0006] 本发明的技术解决方案是：本发明的对位芳纶纤维的内部至少含有有机UV吸收剂和荧光增白剂。
[0007] 上述有机紫外线吸收剂具有如下构造，R1是H、CH3、OH、OCH3、SCH3、 中的一种，
R2是 中的一种，
R3是
中的一种｡
大部分有机UV吸收剂本身不带有反应性基体，一般以单分子状态吸附在纤维表面；而本发明所用上述有机UV吸收剂不仅能够吸收280～360nm较大范围的紫外线而且与对位芳纶纤维的溶解度参数（SP值）以及无机有机性（I/O值）相近，亲和力较高，极易导入纤维内部。
R2是 中的一种，
R3是
中的一种｡
大部分有机UV吸收剂本身不带有反应性基体，一般以单分子状态吸附在纤维表面；而本发明所用上述有机UV吸收剂不仅能够吸收280～360nm较大范围的紫外线而且与对位芳纶纤维的溶解度参数（SP值）以及无机有机性（I/O值）相近，亲和力较高，极易导入纤维内部。
[0008] 为了达到理想的耐光防老化效果，本发明除了上述UV吸收剂以外还使用了荧光增白剂。荧光增白剂可以对315～400nm的紫外线波段进行吸收，从而降低紫外线的透过率实现耐光防老化目的。本发明所用的荧光增白剂为二苯乙烯型、香豆素型、吡唑啉型、苯并氧氮型、苯二甲酰亚胺型增白剂中的一种或几种。优选使用荧光增白剂时至少使用二苯乙烯型荧光增白剂。
[0009] 为了大幅提高上述有机UV吸收剂和荧光增白剂进入纤维内部的量，本发明使用了与对位芳纶纤维亲和力高的扩散促进剂。通过扩散促进剂，使对位芳纶纤维非晶区部分缓和，有机UV吸收剂和荧光增白剂更加容易进入纤维内部。如可以使用DCK-2（上海湛和实业有限公司制）、DNK（意大利卜赛特集团制）、TX-4（海安石油化工有限公司制）、HPS-301（上海继维化工有限公司制）、HPS-505（上海继维化工有限公司制）等扩散促进剂。
[0010] 此外，可对纤维进行染色，通过染料对紫外光和可见光进行阻挡，进一步提高对位芳纶纤维的耐光防老化效果。所用染料可以为分散染料或阳离子染料，经过氙灯照射30小时后纤维强度保持率为50%～90%。
[0011] 本发明的对位芳纶纤维的加工方法：a.准备加工用的对位芳纶纤维；
b.加工液配制：0～10%o.w.f.染料、1～15%o.w.f.有机UV吸收剂、1～10%o.w.f.扩散促进剂、0.5～2%o.w.f.荧光增白剂混合均匀，浴比：1:5～1:50；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和纤维混合均匀，放入染色机内，在110～140℃下，保温10～60min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
b.加工液配制：0～10%o.w.f.染料、1～15%o.w.f.有机UV吸收剂、1～10%o.w.f.扩散促进剂、0.5～2%o.w.f.荧光增白剂混合均匀，浴比：1:5～1:50；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和纤维混合均匀，放入染色机内，在110～140℃下，保温10～60min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
[0012] 本发明采用常规浴中加工工艺，有机UV吸收剂和荧光增白剂等大量进入纤维内部，不同于纺丝时添加，不存在药剂飞散和纤维强力大幅损伤的问题。所得对位芳纶纤维耐光防老化效果得到大幅提高，经过氙灯照射30小时后纤维强度保持率为50%～90%。
具体实施方式
[0013] 本发明中涉及的各指标的测试方法如下。
[0014] （1）氙灯照射标准：JIS L 0843-2006 A法。
[0015] （2）纤维强度保持率：（照射前纤维强度-照射后纤维强度）/照射前纤维强度×100%。
[0016] 下面结合实施例及比较例对本发明作进一步说明。
[0017] 以下实施例及比较例中所涉及的有机UV吸收剂的结构如下：UV吸收剂A： ；
UV吸收剂B： ；
UV吸收剂C： ；
UV吸收剂D： ；
UV吸收剂E： 。
UV吸收剂B： ；
UV吸收剂C： ；
UV吸收剂D： ；
UV吸收剂E： 。
[0018] 实施例1a.准备加工用的对位芳纶纤维；
b.加工液配制：5%o.w.f.阳离子染料、10%o.w.f.UV吸收剂A、4%o.w.f.扩散促进剂DNK（意大利卜赛特集团制）、2%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:20；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在135℃下，保温30min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
b.加工液配制：5%o.w.f.阳离子染料、10%o.w.f.UV吸收剂A、4%o.w.f.扩散促进剂DNK（意大利卜赛特集团制）、2%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:20；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在135℃下，保温30min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
[0019] 所得对位芳纶纤维经过氙灯照射30小时后，纤维强度保持率为80%。
[0020] 实施例2a.准备加工用的对位芳纶纤维；
b.加工液配制：5%分散染料、5%o.w.f.UV吸收剂B、3%o.w.f.扩散促进剂TX-4（海安石油化工有限公司制）、1%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:30；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在110℃下，保温40min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
b.加工液配制：5%分散染料、5%o.w.f.UV吸收剂B、3%o.w.f.扩散促进剂TX-4（海安石油化工有限公司制）、1%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:30；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在110℃下，保温40min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
[0021] 所得对位芳纶纤维经过氙灯照射30小时后，纤维强度保持率为54%。
[0022] 实施例3a.准备加工用的对位芳纶纤维；
b.加工液配制：10%阳离子染料、1%o.w.f.UV吸收剂C、10%o.w.f.扩散促进剂HPS-301（上海继维化工有限公司制）、5%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:5；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在140℃下，保温40min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
b.加工液配制：10%阳离子染料、1%o.w.f.UV吸收剂C、10%o.w.f.扩散促进剂HPS-301（上海继维化工有限公司制）、5%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:5；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在140℃下，保温40min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
[0023] 所得对位芳纶纤维经过氙灯照射30小时后，纤维强度保持率为85%。
[0024] 实施例4a.准备加工用的对位芳纶纤维；
b.加工液配制：1%分散染料、15%o.w.f.UV吸收剂C、1%o.w.f.扩散促进剂HPS-301（上海继维化工有限公司制）、0.5%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂、0.5%o.w.f.苯并氧氮型荧光增白剂和0.5%o.w.f.香豆素型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:20；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在130℃下，保温40min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
b.加工液配制：1%分散染料、15%o.w.f.UV吸收剂C、1%o.w.f.扩散促进剂HPS-301（上海继维化工有限公司制）、0.5%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂、0.5%o.w.f.苯并氧氮型荧光增白剂和0.5%o.w.f.香豆素型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:20；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在130℃下，保温40min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
[0025] 所得对位芳纶纤维经过氙灯照射30小时后，纤维强度保持率为60%。
[0026] 实施例5a.准备加工用的对位芳纶纤维；
b.加工液配制：5%阳离子染料、15%o.w.f.UV吸收剂C、1%o.w.f.扩散促进剂DNK（意大利卜赛特集团制）、4.5%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂、0.5%o.w.f.苯并氧氮型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:20；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在120℃下，保温60min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
b.加工液配制：5%阳离子染料、15%o.w.f.UV吸收剂C、1%o.w.f.扩散促进剂DNK（意大利卜赛特集团制）、4.5%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂、0.5%o.w.f.苯并氧氮型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:20；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在120℃下，保温60min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
[0027] 所得对位芳纶纤维经过氙灯照射30小时后，纤维强度保持率为68%。
[0028] 实施例6a.准备加工用的对位芳纶纤维；
b.加工液配制：1%分散染料、15%o.w.f.UV吸收剂C、1%o.w.f.扩散促进剂HPS-301（上海继维化工有限公司制）、0.5%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂、0.5%o.w.f.苯并氧氮型荧光增白剂和0.5%o.w.f.香豆素型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:50；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在140℃下，保温60min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
b.加工液配制：1%分散染料、15%o.w.f.UV吸收剂C、1%o.w.f.扩散促进剂HPS-301（上海继维化工有限公司制）、0.5%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂、0.5%o.w.f.苯并氧氮型荧光增白剂和0.5%o.w.f.香豆素型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:50；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在140℃下，保温60min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
[0029] 所得对位芳纶纤维经过氙灯照射30小时后，纤维强度保持率为60%。
[0030] 实施例7a.准备加工用的对位芳纶纤维；
b.加工液配制：10%o.w.f.UV吸收剂A、4%o.w.f.扩散促进剂DNK（意大利卜赛特集团制）、2%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:20；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在135℃下，保温30min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
b.加工液配制：10%o.w.f.UV吸收剂A、4%o.w.f.扩散促进剂DNK（意大利卜赛特集团制）、2%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:20；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在135℃下，保温30min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
[0031] 所得对位芳纶纤维经过氙灯照射30小时后，纤维强度保持率为55%。
[0032] 比较例1a.准备加工用的对位芳纶纤维；
b.加工液配制：5%阳离子染料、10%o.w.f.UV吸收剂A、2%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:20；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在135℃下，保温30min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
b.加工液配制：5%阳离子染料、10%o.w.f.UV吸收剂A、2%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:20；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在135℃下，保温30min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
[0033] 所得对位芳纶纤维经过氙灯照射30小时后，纤维强度保持率为35%。
[0034] 比较例2a.准备加工用的对位芳纶纤维；
b.加工液配制：5%阳离子染料、4%o.w.f.扩散促进剂DNK、2%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:20；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在135℃下，保温30min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
b.加工液配制：5%阳离子染料、4%o.w.f.扩散促进剂DNK、2%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:20；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在135℃下，保温30min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
[0035] 所得对位芳纶纤维经过氙灯照射30小时后，纤维强度保持率为70%。
[0036] 比较例3a.准备加工用的对位芳纶纤维；
b.加工液配制：5%阳离子染料、10%o.w.f.UV吸收剂A、4%o.w.f.扩散促进剂DNK（意大利卜赛特集团制），浴比为1:20；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在135℃下，保温30min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
b.加工液配制：5%阳离子染料、10%o.w.f.UV吸收剂A、4%o.w.f.扩散促进剂DNK（意大利卜赛特集团制），浴比为1:20；
c.加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在135℃下，保温30min；
d.水洗、皂洗；
e.烘干、定型：水洗、脱水，100℃烘干。
[0037] 所得对位芳纶纤维经过氙灯照射30小时后，纤维强度保持率为75%。
[0038] 表1
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