聚芳唑/热塑性浆粕及其制法制造技术

本发明专利技术涉及热塑性和聚芳唑浆粕，它作为增强材料用于包括例如流体密封材料的产品中，作为加工助剂，包括其作为触变胶和作为滤材的应用。该浆粕包含：（ａ）不规则形状的热塑性纤维原纤化结构，（ｂ）不规则形状的聚芳唑纤维结构以及（ｃ）水，其中热塑性纤维原纤和／或茎与聚芳唑原纤和／或茎基本上缠结在一起。本发明专利技术还涉及制造此种热塑性和聚芳唑浆粕的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚芳唑/热塑性浆粕及其制法
技术介绍
1. 专利
本专利技术涉及热塑性和聚芳唑(polyareneazole)浆粕，它作为增强材料 用于包括例如流体密封材料的产品中，作为加工助剂，包括其作为触变 胶和作为滤材的应用。本专利技术还涉及制造此类浆粕的方法。2. 相关技术描述纤维类和非纤维类增强材料多年来被用于流体密封产品和其它塑 料或橡胶产品中。此类增强材料通常必须表现出高耐磨和耐热性。石棉纤维在历史上一直被用作增强材料，但由于其有害健康，故已 制造或建议使用替代品。然而，这些替代品中^L多在这或那方面表现得 不如石棉那么好。研究公开74-75,1980年2月发表，公开了由各种不同长度原纤化 KEVLAR 牌对位芳族聚酰胺纤维制造浆粕的方法以及此种浆粕作为增 强材料在各种应用中的应用。该出版物公开，由KEVLAR⑤牌对位芳族 聚酰胺纤维制成的浆粕可单独用于片材产品中，或者与其它材料的纤 维，例如NOMEX⑧牌间位芳族聚酰胺、木桨、棉和其它天然纤维素制 品、人造丝、聚酯、聚烯烃、尼龙、聚四氟乙烯、石棉和其它矿物，玻 璃纤维及其它陶资，钢及其它金属，以及碳纤维组合使用。该出版物还 公开由KEVLAR⑤牌对位芳族聚酰胺纤维单独，或与KEVLAR⑤牌对位 芳族聚酰胺短纤维一起制成的浆粕在摩擦材料中用来替代部分石棉体 积，同时其余部分石棉体积则由填料或其它纤维替代的应用。美国专利申请出版物2003/0022961 (授予Kusaka等人)公开由摩擦 改良剂、粘结剂以及由(a)干芳族聚酰胺浆粕和(b)湿芳族聚酰胺浆粕、木 桨和丙烯酸类纤维浆粕的混合物制成的纤维增强剂制成的摩擦材料。干 芳族聚酰胺浆粕被定义为由"干原纤化方法"获得的芳族聚酰胺浆粕。干 原纤化方法是在旋转切刀与筛网之间干研磨芳族聚酰胺纤维以制备浆 粕。湿芳族聚酰胺浆粕被定义为由"湿原纤化方法"获得的芳族聚酰胺浆 粕。湿原纤化方法是在水中在两个转盘之间研磨短芳族聚酰胺纤维以形成原纤化纤维，随后使原纤化纤维，即浆粕脱水。Kusaka等人还公开一 种混合-原纤化纤维的方法，其通过首先以规定比例混合多种类型的原纤 化的有机纤维，随后使混合物原纤化从而生产出浆粕。聚吡咬并双咪唑聚合物是一种刚性的棒状聚合物。由此种聚合物(例 如其组成被称作PIPD并公知用于制造M5⑧纤维的聚合物的聚合物)已 知可用于既防割又耐焰的防护服。在聚合物链之间具有强氢键的刚性棒 状聚合物纤维，例如聚吡啶并双咪唑，公开在Sikkema等人的美国专利 5,674,969中。聚吡啶并双咪唑的例子是聚(1,4-(2,5-二羟基)亚苯基-2，6-吡啶并双咪唑),它可通过四氨基吡"定与2,5-二羟基对苯二 曱酸在聚磷酸中的缩聚反应来制备。Sikkema公开，由这些纤维可制造 浆粕。Sikkema还公开，在制造一-或二-维物体如纤维、薄膜、带之类 过程中，希望聚吡啶并双咪唑具有对应于至少约3.5，优选至少约5，更 特别地等于或大于约10的相对粘度("Vrel"或"hrer)的高分子量，当在 25。C以在曱磺酸中0.25 g/dl的聚合物浓度测定时。Sikkema还公开，良 好的纤维纺丝结果可由相对粘度大于约12的聚获得，并且可以达到超过50的相对粘度(对应于 大于约15.6dl/g的比浓对数粘度)。一直需要提供替代的浆粕，它不但在产品中很好地发挥作用，而且 成本还低。尽管有大量的公开提出成本较低的替代增强材料的建议，但 是所建议的这些产品中许多不能在使用中充分发挥作用，成本显著高于 目前市售产品，或者具有其它不利特性。因此，依然需要增强材料，其 表现出高耐磨和耐热性，成本可与其它市售增强材料相比或更便宜。专利技术概述本专利技术的一种实施方案涉及一种用作增强或加工材料的浆粕，它包含(a) 不规则形状的原纤化热塑性纤维结构，该结构占总固体的60~ 97 wt%;(b) 不规则形状的原纤化聚芳唑纤维结构，占总固体的3-40 wt%;以及(c) 水，该热塑性和聚芳唑纤维结构具有不大于5 mm的平均最大尺寸，不大于1.3 mm的长度加权平均长度，并且具有茎和原纤，其中热塑性原 纤和/或茎与聚芳唑原纤和/或茎基本上缠结在 一起。本专利技术的另 一种实施方案是一种制造用作增强材料的原纤化热塑 性和聚芳唑浆粕的方法，包括(a) 合并诸浆粕成分，包括(1) 热塑性纤维，它能被原纤化并且具有不大于10cm的平均长度 和占诸成分中总固体的60 ~ 97 wt%;(2) 刚性棒状聚芳唑纤维，其具有不大于10cm的平均长度并且占 诸成分中总固体的3~40wt%;以及(3) 占全部成分95 ~ 99 wty。的水；(b) 将诸成分混合成基本均匀的淤浆；(c) 通过同时实施以下操作对该淤浆实施共精炼(1) 将该原纤化的热塑性纤维和聚芳唑纤维原纤化、切断并素炼成 具有茎和原纤的不规贝'J形状的原纤化纤维结构；以及(2) 分散所有固体以便使精炼的淤浆基本上均匀；以及(d) 从精炼的淤浆中除去水，从而生产出原纤化热塑性和聚芳唑浆粕，其中原纤化的热塑性和聚 芳唑纤维结构具有不大于5mm的平均最大尺寸，不大于1.3mm的长度 加权平均长度，并且原纤化热塑性原纤和/或茎与聚芳唑原纤和/或茎基 本上缠结在一起。本专利技术的又一种实施方案是一种制造用作增强和加工材料的原纤 化热塑性和聚芳唑浆粕的方法，包括(a) 合并诸成分，包括水和选自如下组的第一纤维(1) 能被原纤化的热塑性纤维，占浆粕中总固体的60~97 wt%;(2) 刚性棒状聚芳唑纤维，占浆粕中总固体的3~40 wt%;(b) 将合并的成分混合成基本均匀的悬浮体；(c) 在盘磨机中精炼悬浮体，从而将纤维切断成具有不大于10cm的 平均长度，并将至少一些纤维原纤化和素炼成不规则形状的原纤化纤维 结构；(d) 合并诸成分，包括精炼的悬浮体、具有不大于10cm的平均长度 的(a)(l和2)组的第二纤维，以及水，若需要的话，以便将水含量增加至 全部成分的95 ~ 99 wt%;(e) 混合诸成分，若需要的话，以形成基本均匀的悬浮体； (d)通过同时实施以下操作对该混合的悬浮体实施共精炼(1) 原纤化、切断并素炼悬浮体中的固体，以便使所有或基本上所 有热塑性和聚芳唑纤维转化为具有茎和原纤的不规则形状的原纤化的 热塑性和聚芳唑纤维结构；以及(2) 分散所有固体，以便使精炼的淤浆基本上均匀；以及(f) 从精炼的淤浆中除去水，从而生产出热塑性和聚芳唑浆粕，其中原纤化的热塑性和聚芳唑纤 维结构具有不大于5mm的平均最大尺寸，不大于1.3mm的长度加权平 均长度，并且热塑性原纤和/或茎与聚芳唑原纤和/或茎基本上缠结在一 起。在某些实施方案中，本专利技术还涉及一种流体密封材料，它包含粘结 剂和含有本专利技术浆粕的纤维增强材料。在其它实施方案中，本专利技术涉及一种包含本专利技术浆粕的触变胶或过滤器。附图简述本专利技术可从其下面的详细描述并结合如下所述附图而获得更充分 的理解。附图说明图1是实施制造本专利技术"湿"浆粕的湿法的设备的方框图。 图2是实施制造本专利技术"干"浆粕的干法的设备的方框图。 图3是当热塑性纤维在没有任何聚芳唑(PBO)纤维的存在下进行精炼时制成的现有技术材料的数字光学显微照片。图4是精炼后PBO纤维的原纤化的数字光学显微照片。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用作增强或加工材料的浆粕，它包含：　（ａ）原纤化热塑性纤维结构，该结构占总固体的６０～９７ｗｔ％；　（ｂ）原纤化聚芳唑纤维结构，占总固体的３～４０ｗｔ％；　该热塑性和聚芳唑纤维结构具有不大于５ｍｍ的平均最大尺寸，不大于１．３ｍｍ的长度加权平均长度，具有茎和原纤，其中热塑性原纤和／或茎与聚芳唑原纤和／或茎基本上缠结在一起。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A阿马，SD马罗尼，MR莱维特，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]