一种有色聚丙烯纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种有色聚丙烯纤维，该纤维中含有组分a受阻酚类抗氧剂以及组分b亚磷酸酯类抗氧剂和/或组分c受阻胺类抗氧剂，其中组分a占有色聚丙烯纤维的1100～15000ppm；组分b与组分a的重量比为0.8～6：1,组分c占有色聚丙烯纤维的5000～50000ppm。所述有色聚丙烯纤维具有优异的抗氧化性能，裂解发热少，应用广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种有色聚丙烯纤维及其制备方法
本专利技术涉及一种抗氧化性好的有色聚丙烯纤维及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯纤维由于具有轻量、快干等优点受到广泛的利用。然而聚丙烯在光和热的作用下会进行氧化分解，产生烷基自由基，而且这种反应会连续不断的进行下去。通过这种被称作自动氧化循环的连锁反应，聚丙烯自身氧化裂解，同时该裂解反应为发热反应，在自身发热的作用下聚丙烯会发生熔融、发烟甚至烧毁。为了降低聚丙烯的氧化发热问题，现有技术中的主要措施是添加抗氧化剂。如专利CN02112743.3公开了一种可透明化聚丙烯组合物，为了提高聚丙烯的抗氧化性能在其中加入了酚类及亚膦酸酯类或硫酸类抗氧化剂。然而不同于透明聚丙烯，有色聚丙烯的抗氧化性更差，同时有色聚丙烯中的着色剂如炭黑等对抗氧剂有吸附作用，会影响抗氧剂在聚丙烯中的分布，削弱抗氧剂的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗氧化性好的有色聚丙烯纤维。本专利技术的技术解决方法：一种有色聚丙烯纤维，该聚丙烯纤维中含有组分a受阻酚类抗氧剂以及组分b亚磷酸酯类抗氧剂和/或组分c受阻胺类抗氧剂，其中组分a占有色聚丙烯纤维的1100～15000ppm，优选1200～8000ppm；组分b与组分a的重量比为0.8～6：1,优选0.8～4：1，组分c占有色聚丙烯纤维的5000～50000ppm，优选8000～20000ppm。该有色聚丙烯纤维中优选同时含有组分a、组分b和组分c。所述组分a受阻酚类抗氧剂类抗氧剂优选四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯或1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮中的至少一种。所述组分b亚磷酸酯类抗氧剂优选聚(二丙二醇)苯基亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)苯基亚磷酸酯、双(2,4,6-三叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)苯基亚磷酸酯四(2,4-二叔丁基酚)4,4'-联苯二亚磷酸酯或3,9-双十八烷氧基-2,4,8,10-四氧-3,9-二磷螺环[5.5]十一烷中的至少一种。所述组分c受阻胺类抗氧剂类抗氧剂优选聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}、聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨]]、聚丁二酸(4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯或NⅠ，NⅡ，NⅢ，NⅣ-四（2，4-二（N-1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基）亚氨基-n）））-丁基氨基）-1，3，5-三嗪-6-基）-4，7-重氮癸烷-1，10-二胺中的至少一种。本专利技术还公开了一种有色聚丙烯纤维的制备方法，将聚丙烯与组分a受阻酚类抗氧剂以及组分b亚磷酸酯类抗氧剂和/或组分c受阻胺类抗氧剂混合均匀并挤出造粒得到有色聚丙烯混合物，然后将有色聚丙烯混合物进行熔融纺丝得到有色聚丙烯纤维，其中组分a占聚丙烯混合物的1100～15000ppm,组分b与组分a的重量比为0.8～6：1,组分c占聚丙烯混合物的5000～50000ppm。本专利技术所述的有色聚丙烯纤维具有优异的抗氧化性能，裂解发热少，应用广泛。具体实施方式聚丙烯本身的结构不稳定，容易被氧化，并且氧化过程伴随有发热现象，因此会影响使用聚丙烯纤维的制品的安全性。虽然添加抗氧剂可以提高聚丙烯的抗氧化性能，但是对于抗氧化性更差的含有着色剂的有色聚丙烯而言，由于着色剂对抗氧剂的吸附，会影响抗氧化剂的效果。而添加过多的抗氧剂又会降低聚丙烯制品的物理性能，且会导致有色聚丙烯制品容易黄变。本专利技术提供的有色聚丙烯纤维不仅具有优良的抗氧化性能，纤维的物理性能如强度也较好，且不容易发生黄变。本专利技术的有色聚丙烯纤维中含有组分a受阻酚类抗氧剂以及组分b亚磷酸酯类抗氧剂和/或组分c受阻胺类抗氧剂，组分a占有色聚丙烯纤维的1100～15000ppm。当聚丙烯纤维含有组分b时，组分b与组分a的重量比为0.8～6：1；当聚丙烯纤维含有组分c时，组分c占有色聚丙烯纤维的5000～50000ppm。在聚丙烯氧化分解的过程中会生成烷基自由基和过氧化自由基，其中烷基自由基会进一步氧化成过氧化自由基。而过氧化自由基不稳定，一部分过氧化自由基又会进一步生成氢过氧化物，加速聚丙烯的氧化分解。上述组分a受阻酚类抗氧剂可以捕捉过氧化自由基，组分b亚磷酸酯类抗氧剂可以捕捉氢过氧化物，组分c受阻胺类抗氧剂可以同时捕捉过氧化自由基和烷基自由基。为了获得具有一定抗氧化性的有色聚丙烯纤维，纤维中组分a受阻酚类抗氧剂的含量必须在1100ppm以上，否则组分a受阻酚类抗氧剂大部分被纤维中的着色剂吸附后将难以提高有色聚丙烯纤维的抗氧化性能，同时着色剂本身的抗氧化性能也较差，会导致有色聚丙烯纤维抗氧化性能的进一步恶化。而当有色聚丙烯纤维中组分a受阻酚类抗氧剂含量高于15000ppm时，不仅会增加有色聚丙烯纤维的制备成本，同时过量的组分a受阻酚类抗氧剂在空气中会被氧化生成醌类化合物，导致有色聚丙烯纤维发生黄变。本专利技术的有色聚丙烯纤维中组分a受阻酚类抗氧剂含量优选为1200-8000ppm。组分b亚磷酸酯类抗氧剂除了具有上述捕捉氢过氧化物的作用外，还可以有效地抑制组分a受阻酚类抗氧剂在空气中的氧化，从而抑制聚丙烯的黄变。为了同时达到上述效果，有色聚丙烯纤维中组分b与组分a的重量比为0.8～6：1。当组分b与组分a的重量比低于0.8：1时，不能有效抑制组分a受阻酚类抗氧剂在空气的氧化，无法避免聚丙烯纤维的黄变，同时也不能有效的捕获氢过氧化物，聚丙烯的氧化分解加速严重。当组分b与组分a的重量比大于6：1时，相对于组分a受阻酚类抗氧剂会有较多的组分b亚磷酸酯类抗氧剂残留在有色聚丙烯纤维中，而由于已经没有可供捕捉的氢过氧化物，这部分组分b亚磷酸酯类抗氧剂起不到抗氧化的作用，反而会增加有色聚丙烯纤维的制备成本，同时大量的组分b亚磷酸酯类抗氧剂会使聚丙烯纤维的强度下降。在含有组分b亚磷酸酯类抗氧剂时，本专利技术的有色聚丙烯纤维中组分b与组分a的重量比优选为0.8～4：1。组分c受阻胺类抗氧剂的作用为捕捉烷基自由基及过氧化自由基。当有色聚丙烯纤维中组分c受阻胺类抗氧剂的含量低于5000ppm时，不能有效地捕捉烷基自由基及过氧化自由基，过多的烷基自由基会进一步氧化成过氧化自由基，而过氧化自由基又会生成大量的氢过氧化物，进一步加速聚丙烯的氧化，无法提高有色聚丙烯纤维的抗氧化性能。而当组分c受阻胺类抗氧剂的含量高于50000ppm时，有色聚丙烯纤维的强度下降，同时成本也会增加。在含有组分c受阻胺类抗氧剂时，本专利技术的有色聚丙烯纤维中组分c的含量优选8000～20000ppm。本专利技术所述有色聚丙烯纤维中含有组分a受阻酚类抗氧剂以及组分b亚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有色聚丙烯纤维，其特征是：该聚丙烯纤维中含有组分a受阻酚类抗氧剂以及组分b亚磷酸酯类抗氧剂和/或组分c受阻胺类抗氧剂，其中组分a占有色聚丙烯纤维的1100～15000ppm；组分b与组分a的重量比为0.8～6：1, 组分c占有色聚丙烯纤维的5000～50000ppm。

【技术特征摘要】
1.一种有色聚丙烯纤维，其特征是：该聚丙烯纤维中含有组分a受阻酚类抗氧剂以及组分b亚磷酸酯类抗氧剂和/或组分c受阻胺类抗氧剂，其中组分a占有色聚丙烯纤维的1100～15000ppm；组分b与组分a的重量比为0.8～6：1,组分c占有色聚丙烯纤维的5000～50000ppm。2.根据权利要求1所述的有色聚丙烯纤维，其特征是：所述的组分a占有色聚丙烯纤维的1200～8000ppm。3.根据权利要求1或2所述的有色聚丙烯纤维，其特征是：所述的组分b与组分a的重量比为0.8～4：1。4.根据权利要求1或2所述的有色聚丙烯纤维，其特征是：所述的组分c占有色聚丙烯纤维的8000～20000ppm。5.根据权利要求1所述的有色聚丙烯纤维，其特征是：该有色聚丙烯纤维中含有组分a、组分b和组分c。6.根据权利要求1所述的有色聚丙烯纤维，其特征是：所述组分a受阻酚类抗氧剂类抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯或1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮中的至少一种。7.根据权利要求1所述的有色聚丙烯纤维，其特征是：所述组分b亚磷酸酯类抗氧剂为聚(二丙二醇)苯基亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)苯基亚磷酸酯、双(2,4,6-三叔丁...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彬彬，成娟，范志恒，望月克彦，
申请(专利权)人：东丽纤维研究所中国有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32