[发明专利]抗紫外老化的聚氧亚甲基纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗紫外老化的聚氧亚甲基纤维的制备方法，属聚氧亚甲基纤维技术领域。

背景技术

聚氧亚甲基(POM)是一种具有良好机械性能和优异耐化学性的高性能线性聚合物，由POM树脂经过高的牵伸比拉伸制备的POM纤维具有良好的拉伸强度和弹性模量，可充分发挥POM结构材料的潜力，可用于户外蓬盖材料、军事掩体、防洪沙袋以及渔业织网等领域。

但POM不仅热稳定性差，对光也极其敏感，容易在光的作用下发生老化。且POM的光老化分解过程与光的波长有关，在紫外光波长范围内，主要发生以端基的断裂和主链断裂的混合方式，与热分解过程一样。POM一旦发生因光的作用产生的分子链断裂后，就会不断地重复POM降解。如石文奇等人在期刊文献“紫外光辐照对聚甲醛纤维结构与性能的影响”(《合成纤维工业》，2015，38(4):24-27)中提到：紫外光辐照超过10min，POM纤维发生二级降解，且强力减少了50％，当紫外辐照时间超过25min后，其强力基本消失。因此，POM纤维要用于强紫外光的户外防护，必须进一步改性处理。为了解决这一问题，文献中提到：为了提高POM的耐紫外、耐热氧老化性能，可通过加入光屏蔽剂(炭黑、纳米氧化锌、二氧化钛以及无极合有机颜料)、光吸收剂(二苯甲酮类和苯并三唑类、水杨酸酯类、氰基丙烯酸酯类、三嗪类)、受阻胺类光稳定剂以及热稳定剂等添加剂复合作用。但其抗紫外试件以及测试主要是针对塑料用的注件，虽然具有较优的耐紫外老化性能，但其配方中所需的添加剂种类繁多，掺量大，影响了POM的纺丝稳定性，不能用于制备POM抗紫外纤维。

目前，在抗紫外老化纤维的制备方法专利文献中，如中国专利文献CN102766980A、CN102851773A、CN1147033A，制备方法都是先进行抗紫外母粒的制备，采用有机或无机物抗紫外剂在溶剂中制备成抗紫外的微胶囊或与聚烯烃造粒成抗紫外的母粒，再与树脂纺丝一起制备抗紫外的纤维，但是主要针对的是聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚丙烯腈、棉纤维等中的应用，应用于POM纤维时，常规的抗紫外剂容易影响POM的纺丝稳定性。

发明内容

发明目的

本发明的目的是提供一种抗紫外老化的POM纤维的制备方法，用本发明方法制备得到的抗紫外老化的POM纤维不仅具有抗紫外老化的特点，并且不影响POM纤维的稳定性，同时制备工艺简单，易于工业化，生产成本低。

发明概述

本发明提供了一种抗紫外老化的POM纤维的制备方法，它是按照如下步骤制备得到的：

(1)将纳米无机紫外屏蔽剂在pH≤4的水溶液中与占纳米无机紫外屏蔽剂质量10％-20％的水溶性羟甲基纤维素盐混合改性，得到表面包覆了羟甲基纤维素盐的纳米无机紫外屏蔽剂，所述纳米无机紫外屏蔽剂为纳米二氧化钛或纳米氧化锌；

(2)将上述表面包覆了羟甲基纤维素盐的纳米无机紫外光屏蔽剂与POM树脂、偶联剂一起混合造粒得到抗紫外老化的POM粒子；

(3)最后将所述抗紫外老化的POM粒子经过纺丝后得到所述抗紫外老化的POM纤维。

本发明采用普通POM树脂为原料，优选的熔融指数为9-12g/10min。

优选的，所述步骤(1)中改性反应20-30min后中和至中性，洗涤干燥即可得到所述表面包覆了羟甲基纤维素盐的纳米无机紫外光屏蔽剂。该反应通过控制pH值保证反应的进行，如果反应较慢可稍微加热，本发明优选加热至反应温度为30-45℃下，搅拌20-30min，反应结束后用无机碱中和至中性，洗涤干燥处理即可。反应中的用水量为纳米粒子表面改性的常规用量，一般的，纳米粒子与水的质量比为(3～8):100。

所述步骤(2)中表面包覆了羟甲基纤维素盐的纳米无机紫外光屏蔽剂和偶联剂的添加量可以根据需要制得的POM纤维性能进行调整。优选的，表面包覆了羟甲基纤维素盐的纳米无机紫外光屏蔽剂的添加量为POM树脂的0.5％-3％，所述偶联剂的添加量为POM树脂的0.1％-1.5％。

优选的，所述步骤(2)中的偶联剂为钛酸酯类偶联剂。最优选为TMC201、TMC101、TC-F、TC-114中的任意一种。

进一步地，所述步骤(2)中表面包覆了羟甲基纤维素盐的纳米无机紫外光屏蔽剂与POM树脂、偶联剂一起在110-140℃下混合，然后在160-200℃下进行挤出造粒。混合时间根据常规技术调整，混合至均匀即可，本发明优选为5-10min。