可加工性优良的芳族聚酰胺纤维及其生产和用途制造技术

本发明专利技术涉及有涂层的聚芳基酰胺纤维及其制造法，所说的涂层含润滑剂，乳化体系和抗静电剂。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及予加工性优良的芳族聚酰胺纤维及其生产和用途。载于〈ResearchDisclosure〉(NO.195，1980年7月)上的第19520号公开资料中，披露出可用来处理聚酰胺和聚芳基酰胺纤维等工业纤维的一些涂饰剂，这种涂饰剂包括润滑剂，所说的润滑剂包含由脂族饱和羧酸和多羟基醇或脂族未支化的醇构成的酯。这些涂饰剂还含有乳化剂或乳化体系、提高组合物稳定性用抗氧剂、用作另一种热稳定性润滑剂的聚硅氧烷和用作防静电剂的磺化天然油。此外，这些涂饰剂也可以含有生物抑制剂以及另一些乳化剂和润滑剂。但是，上述文献中记载的涂饰剂，在得到的处理过的纤维的表面摩擦性质、可擦洗性、防止腐触而引起的沉积作用、纤化作用和防静电性方面不适合本专利技术目的。提出了一些高强度、高模量纤维来增强弹性材料和塑性材料。绝大部分的市售纤维刚性高、主要因长丝间过度摩擦而导致纤化的表面摩擦性差、与用之增强的绝大部分传统的弹性基质、热塑性基质和热固性基质的表面亲和力差。这些缺点和缺陷，导致强度和模量之类的物理性能降低，因而刺激了人们对于一些可加工性优良的纤维的迫切需求，这种纤维必须是容易用针织或编织操作处理而且不产生机器积附。按照本专利技术，利用已知的涂饰法在事先干燥过的聚芳基酰胺纤维的表面上涂布一种特定的表面处理剂组合物，或者在未经拉伸和干燥过的聚芳基酰胺纤维上涂布这种处理剂，产出一种表面处理过的新纤维，这种纤维以橡胶涂布用增强物品形式或者以纤维编织结构的纱形或使用时显示出优良的可加工性特性。使用所说纤维的最终产品的产品使用性能因而得到显著改善。因此，本专利技术涉及一种可加工性优良的聚芳基酰胺纤维，这种纤维具有高模量、得到改善的表面摩擦性能和可擦洗性，聚合物的磨蚀积附作用小，纤化作用小，而且具有改善的长期抗静电性，并且具有由表面处理剂引出的涂层，其中含有润滑剂、乳化剂体系、抗静电剂以及其它成分，所说处理剂的组成是(a)30～70wt%的由一种酯组成的酯油润滑剂，其组成是(Ⅰ)醇成分支化的饱和单羟基伯或仲醇，其通式 其中R1代表C1-C16烷基R2代表H、C1-C16烷基(当K＝1时)和R2代表C1-C16烷基(当K＝0时)h＝0～5k＝0或1j＝0～4m＝0～16，而且其中碳原子总数小于25，以及(Ⅱ)羧酸成分不饱和脂肪酸，其通式其中R3代表C4～C19链烯基、C4～C19链二烯基、C4～C19链三烯基、苯基、萘基、2-苯基乙烯基，或者是具有下列通式的不饱和二元羧酸其中n为1或2，而且所说的酯成分固化点低于5(优选低于0)℃，动力学粘度为(20℃)100～350mm2/秒，碘值在30～140(优选在30～80)之间;(b)20～50重量%的乳化体系，所说的乳化体系由不饱和的乙氧基化的脂肪酸和(或)不饱和的乙氧基化的脂肪醇和(或)乙氧基化的烷基胺(通式如下)组成，其中R4代表C5-C20链烯基、苯基、萘基或者C8或C9烷基苯基X代表-COO-、-NH-或-O-EO代表一个环氧乙烷单元PO代表一个环氧丙烷单元P＝2～15以及q＝0～10;(c)5～15重量%的抗静电剂，由C4-C12烷基磺酸酯的，C4-Cl2烷基磷酸酯的或C4-C20烷基羧酸的碱金属盐组成(d)0.2～2重量%的腐蚀抑制剂，以及(e)选择性添加剂成分使所说纤维上的所说涂层量占所说纤维的0.05～2.0(优选0.2～1.0)重量%。所说的涂层优选(最优选)的组成是50～60(55～60)重量%的酯油(a)，25～40(29～35)重量%的乳化体系(b)，5～10(5～7)重量%的抗静电剂(c)，0.3～1(0.3～0.5)重量%的腐蚀抑制剂(d)以及必要时加入的选择性添加剂(e)。本专利技术的聚芳基酰胺，具有以下进一步特征比断裂强度为2.65-33.5厘牛顿/分特(3-38克旦)，比模量为8.83～2207厘牛顿/分特(10-2500克/旦)纤维与金属的动摩擦系数(在1100分特聚芳基酰胺纱上，在200米/分条件下)小于0.55，优选小于0.50，纤维与金属间的界面摩擦系数(在1100分特聚芳基酰胺纱上，在0.016厘米/秒条件下)小于0.10，优选小于0.05，因磨蚀引起的积附量小于0.5mg/kg纱，洗涤后的残余涂饰量小于初始涂饰量的15重量%。与使用其它涂饰剂的纤维相比，本专利技术的纤维在用重量损失度量的烟熏散失性、纤维的耐洗性和粘着性等方面具有改善的综合性能。在本专利技术的范围内，所说的“纤维”是指连续长丝以及单纱或绳、短纤维、纤维束(例如由牵切工艺得到的)、纱或普通纺织绞纱、切断卷曲纤维、纸浆、以及具有纤维结构的由聚芳基酰胺制成的工业机织、加捻、针织、编织、卷曲或包装的纺织原料。所说的聚芳基酰胺是这样一种聚合物，它们是部分、绝大部分或者全部由芳环组成，这些芳环通过碳酰胺桥相连或者此外还选择性地通过其它桥结构相连。利用下列的重复单元通式可以说明这种芳族聚酰胺的结构，式中A1和A2相同或不同，是芳环、多芳环或杂芳环，而且这些芳环还可以被取代。A1和A2通常可以互相独立地选自1，4-亚苯基、1，3-亚苯基、1，2-亚苯基、4，4′-亚联苯基、2，6-亚萘基、1，5-亚萘基、1，4-亚萘基、苯氧基苯-4，4′-亚基、苯氧基苯-3，4′-亚基、2，5-亚吡啶基和2，6-亚喹啉基，这些基团也可以被一个或多个下列取代基取代或不取代;所说的取代基可以包括卤素、C1-C4烷基、苯基、羰基烷氧基、C1-C4烷氧基、酰氧基、硝基、二烷基胺基、硫代烷基、羧基和磺酰基。-CONH-基团也可以被羧基肼(-CONHNH-)基、偶氮基或氧化偶氮基所取代。优选全部由芳族聚酰胺得到的纤维。聚芳基酰胺的实例是聚间亚苯基间苯二甲酰胺和聚对亚苯基对苯二甲酰胺。US3，287，324中记载的聚间亚苯基间苯二甲酰胺和US3，869，429和DE2219703中介绍的聚对亚苯基对苯二甲酰胺特别适用。添加剂可以与所说的聚芳基酰胺一起使用而且实际上发现多达10重量%的其它聚合物可以与所说的聚芳基酰胺混合，或者可以使用含有多达10重量%其它二胺(代替所说聚芳基酰胺的二胺)或者多达10重量%其它二酰氯(代替所说聚芳基酰胺的二酰氯)的共聚物。适用的其它芳族聚酰胺具有下列结构其中X代表O、S、SO2、NR、N2、CR2、CO，R代表H、C1-C4烷基，以及Ar1和Ar2可以相同或不同，而且选自1，2-亚苯基、1，3-亚苯基和1，4-亚苯基，这些苯基中至少一个氢可以被卤素和(或)C1-C4烷基取代。本专利技术的涂饰组合物含润滑剂、乳化体系、抗静电剂和腐蚀抑制剂，以及必要时的水和(或)其它添加剂。所说的润滑剂是具有上述特征的酯油。所说酯油的醇化合物(Ⅰ)实例，可以是2-甲基-1-丙醇、2-丁醇、2-戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、3-甲基-2-丁醇、2-甲基-1-戊醇、4-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2-戊醇、3-庚醇、2-辛醇、2-乙基-1-已醇、3，5-二甲基-1-已醇、5-壬醇、2，6-二甲基-4-庚醇、异十六碳醇或异十三碳醇。羧酸成分(Ⅱ)的实例可以是十二烯酸、9-十四烯酸、9-十六烯酸、油酸、顺式9-二十碳烯酸、芥酸、蓖麻油酸、牛脂酸、亚油酸、亚麻酸、富马酸、马来酸、肉桂酸、萘甲酸、苯甲酸、间苯二甲酸、对本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有由一种表面处理剂产生的涂层的聚芳基酰胺纤维，所说的涂层含润滑剂、乳化体系、抗静电剂和其它成分，所说的表面处理剂由下列成分组成：（ａ）３０～７０重量％由一种酯组成的酯油润滑剂，所说的酯由成分（Ⅰ）和（Ⅱ）生成，（Ⅰ）醇成分：支化的饱和单羟基伯醇或仲醇，其通式为：＊＊＊＊＊＊其中Ｒ↑［１］代表Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１６］烷基Ｒ↑［２］代表Ｈ、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１６］烷基，（当Ｋ＝１时）和Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１６］烷基（当Ｋ＝０时）ｈ＝０～５ｊ＝０～４Ｋ＝０或１ｍ＝０～１６，而且其中碳原子总数少于２５；（Ⅱ）羧酸成分：不饱和脂肪酸，其通式：Ｒ↑［３］－（ＣＯＯＨ）↓［Ｓ］Ｓ＝１－６其中Ｒ↑［３］代表Ｃ↓［４］－Ｃ↓［９］链烯基、Ｃ↓［４］－Ｃ↓［１９］链二烯基、Ｃ↓［４］－Ｃ↓［１９］链三烯基、苯基、萘基、２－苯基乙烯基，或者是具有下列通式的不饱和二元羧酸：ＨＯＯＣ－（ＣＨ＝ＣＨ）↓［ｎ］－ＣＯＯＨ其中ｎ＝１或２，而且所说的酯固化点低于＋５℃，动力学粘度（２０℃）为１００～３５０ｍｍ↑［２］／秒经及碘值在３０～１４０之间；（ｂ）２０～５０重量％乳化体系，由不饱和的乙氧基化脂肪酸和（或）不饱和的乙氧基化脂肪醇和（或）乙氧基化烷基胺（通式如下）组成；Ｒ↑［４］－Ｘ－（ＥＯ）↓［ｐ］（ＰＯ）↓［ｑ］－ＯＨ其中Ｒ↑［４］代表Ｃ↓［５］～Ｃ↓［２０］链烯基、苯基、萘基或者Ｃ↓［８］－或Ｃ↓［９］烷基苯基；Ｘ代表－ＣＯＯ－、－ＮＨ－、或－Ｏ－ＥＯ代表一个环氧乙烷单元ＰＯ代表一个环氧丙烷单元Ｐ＝２～１５和ｑ＝０～１０；（ｃ）５～１５重量％抗静电剂，由Ｃ↓［４］－Ｃ↓［１２］烷基磺酸酯的、Ｃ↓［４］－Ｃ↓［１２］烷基磷酸酯的或Ｃ↓［４］－Ｃ↓［２０］烷基羧酸的碱金属盐组成；（ｄ）０．２－２重量％的腐蚀抑制剂，以及（ｅ）选择性添加剂成分使所说纤维上的所说涂层量为０．０５～２．０重量％。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：S勒布拉特，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]