專利名稱：用于形成聚芳硫醚纖維的改善方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由聚合物熔體形成的聚芳硫醚纖維。
背景技術(shù)：
商業(yè)熱塑性聚合物聚苯硫醚(PPS)表現(xiàn)出有限的熱穩(wěn)定性和熱氧化穩(wěn)定性,這繼而限制了其在其中存在高溫(例如大于約180°C )和空氣的應(yīng)用中的功用。通常，在約300°C或更高溫度下，將PPS以熔體形式通過模塑和纖維紡絲加工，并且發(fā)生部分分解，導(dǎo)致喪失聚合物特性，并且產(chǎn)率下降。在纖維成形(fiber forming)操作期間,材料隨時(shí)間的推移沉積在聚合物擠出通過的孔口附近。這種模頭沉積物的形成不利于纖維成形工藝的產(chǎn)率和/或產(chǎn)品品質(zhì)，因?yàn)槟ｎ^沉積物造成模頭滴流，這干擾了纖維成形工藝。因此，纖維紡絲不得不頻繁中斷以物理移除模頭沉積物以防止模頭滴流。這些中斷顯著增加了纖維制造的成本。另一個(gè)經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境問題是模頭沉積物移除期間或發(fā)生模頭滴流時(shí)累積的聚合物廢料的處理。與擠出工藝中模頭沉積物積聚相關(guān)的文獻(xiàn)已由J. D. Gander和A. J. Giacomin綜述(Polymer Engineering and Science, 1997 年 7 月，第 37 卷，第 7 期，第 1113-1126 頁)。已采用多種方法以穩(wěn)定聚芳硫醚組合物如聚苯硫醚(PPS),抵抗聚合物加工期間物理特性的變化。例如，美國專利4，411，853公開，通過加入有效穩(wěn)定量的至少一種有機(jī)錫化合物，改善了亞芳基硫醚樹脂的熱穩(wěn)定性，所述有機(jī)錫化合物延緩了加熱期間樹脂的固化和交聯(lián)。公開了許多用作硫化遲延劑和熱穩(wěn)定劑的二烷基錫二羧酸鹽化合物，以及二正丁基錫_S, S’ - 二(異羊基硫代乙酸鹽)和二正丁基錫-S, S’ - 二(異羊基-3-硫代丙酸鹽)。美國專利4，418，029公開,通過加入硫化遲延劑，改善了亞芳基硫醚樹脂的熱穩(wěn)定性，所述硫化遲延劑包括脂肪酸的IIA族或IIB族金屬鹽，由結(jié)構(gòu)[CH3 (CH2) 0)0-]-^表示，其中M為IIA族或IIB族金屬，并且η為8至18的整數(shù)。公開了硬脂酸鋅、硬脂酸鎂和硬脂酸鈣的功效。美國專利4，426，479涉及化學(xué)穩(wěn)定的聚對亞苯基硫醚樹脂組合物以及由其制得的薄膜。參考文獻(xiàn)公開，PPS樹脂組合物應(yīng)包含總量為O. 05至40重量％的至少一種金屬組分，所述金屬組分選自鋅、鉛、鎂、錳、鋇和錫?？砂魏涡问降倪@些金屬組分。美國專利3，405, 073和3，489，702涉及可用于增強(qiáng)環(huán)硫乙烷聚合物對熱老化抗性的組合物。此類聚合物由以長鏈(CH2CH2-S)nB式連接的環(huán)硫乙烷單元組成，因此具有聚亞乙基硫醚的特性，其中η表示鏈中此類單元的數(shù)目。然而，參考文獻(xiàn)提出，由于這些聚合物缺乏足夠的機(jī)械強(qiáng)度，它們作為塑性材料在工業(yè)應(yīng)用中的效用非常有限。參考文獻(xiàn)公開，使用具有通過氧與錫連接的有機(jī)基團(tuán)的有機(jī)錫化合物如羧酸錫、酚錫或醇錫以增強(qiáng)環(huán)硫乙烷
4聚合物的熱老化抗性。參考文獻(xiàn)提出，有機(jī)錫化合物的功效在很多情況下由另一多價(jià)金屬的化合物或另一錫化合物增強(qiáng)。第二多價(jià)金屬可為選自元素周期表II至VIII族的任何金屬。如果與聚芳硫醚相比，環(huán)硫乙烷聚合物的化學(xué)反應(yīng)性和物理特性不同，則不能預(yù)計(jì)相同添加劑對聚芳硫醚具有與對環(huán)硫乙烷聚合物相同的功效。需要改善聚芳硫醚纖維生產(chǎn)連續(xù)性的方法。具體地，尋求降低形成模頭沉積物的傾向并且增加聚芳硫醚纖維成形中模頭滴流之間時(shí)間間隔的方法。需要解決模頭沉積物問題以及相關(guān)模頭滴流問題的新化學(xué)方法。發(fā)明概述本發(fā)明提供了由聚合物熔體形成纖維的方法，所述聚合物熔體包含聚芳硫醚和至少一種錫添加劑，所述錫添加劑包含如本文所述的支化羧酸錫(II)。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明為一種方法，所述方法包括在適宜條件下由聚合物熔體形成至少一種纖維，所述聚合物熔體包含聚芳硫醚和至少一種錫添加劑，所述錫添加劑包含支化羧酸錫(II)，其選自 Sn(O2CR)2, Sn(O2CR) (O2CR )、Sn(O2CR) (02CR”)、以及它們的混合物，其中所述羧酸根基團(tuán)O2CR和O2CIT獨(dú)立地表示支化羧酸根陰離子，并且羧酸根基團(tuán)02CR”表示直鏈羧酸根陰離子；其中與在相同條件下加工的原生(native)聚芳硫醚熔體的纖維成形連續(xù)性相比，其纖維成形連續(xù)性得到改善。在一個(gè)實(shí)施方案中，錫添加劑還包含直鏈羧酸錫(11)311(020 ”)2，并且其中1 ”為包含6至30個(gè)碳原子的伯烷基。在一個(gè)實(shí)施方案中，羧酸錫(II)包括Sn (O2CR) 2、Sn (O2CR) (O2CR )、或它們的混合
物，并且基團(tuán)R或R’獨(dú)立地具有或均具有由式(I)表示的結(jié)構(gòu)，
權(quán)利要求
1.方法，所述方法包括由聚合物熔體形成至少一種纖維，所述聚合物熔體包含聚芳硫醚和至少一種錫添加劑，所述錫添加劑包含支化羧酸錫(II)，所述支化羧酸錫選自Sn(O2CR)2, Sn(O2CR) (O2CR )、Sn(O2CR) (02CR”)、以及它們的混合物，其中所述羧酸根基團(tuán)O2CR和O2CIT獨(dú)立地表示支化羧酸根陰離子，并且所述羧酸根基團(tuán)02CR”表示直鏈羧酸根陰離子。
2.權(quán)利要求I的方法，其中所述錫添加劑還包含直鏈羧酸錫(II)Sn(02CR”)2，并且其中R”為包含6至30個(gè)碳原子的伯烷基。
3.權(quán)利要求I的方法，其中所述羧酸錫(II)包括Sn(O2CR)2、Sn(O2CR)(02CR’)、或它們的混合物，并且所述基團(tuán)R或R’獨(dú)立地具有或二者均具有由式(I)表示的結(jié)構(gòu)，
4.權(quán)利要求I的方法，其中所述基團(tuán)R或R’或二者均具有由式(I)表示的結(jié)構(gòu)，并且R3 為 H。
5.權(quán)利要求I的方法，其中所述羧酸錫(II)包括Sn(O2CR)2、Sn(O2CR)(02CR’)、或它們的混合物，并且所述基團(tuán)R或R’或二者均具有由式(II)表示的結(jié)構(gòu)，
6.權(quán)利要求I的方法，其中所述羧酸錫(II)包括Sn(O2CR)2，并且R具有由式(II)表示的結(jié)構(gòu)，其中R4為正丁基并且R5為乙基。
7.權(quán)利要求I的方法，所述方法還包括將至少一種鋅(II)化合物和/或鋅金屬與所述添加劑和所述 聚芳硫醚混合。
8.權(quán)利要求7的方法，其中所述鋅(II)化合物包括硬脂酸鋅，所述添加劑包括Sn (O2CR)2，并且R具有由式(II)表示的結(jié)構(gòu)
9.權(quán)利要求7的方法，其中基于所述聚芳硫醚的重量計(jì)，所述鋅(II)化合物和/或鋅金屬以約10重量％或更低的濃度存在。
10.權(quán)利要求I的方法，其中所述聚芳硫醚為聚苯硫醚。
11.權(quán)利要求I的方法，其中所述聚芳硫醚的含水量為約600ppm或更低。
12.權(quán)利要求I的方法，其中所述適宜條件包括約280°C至約310°C的溫度。
13.權(quán)利要求I的方法，其中通過減少初始模頭沉積物的形成時(shí)間改善所述纖維成形連續(xù)性。
14.權(quán)利要求I的方法，其中通過減少模頭滴流的時(shí)間改善所述纖維成形連續(xù)性。
15.權(quán)利要求I的方法，其中與在相同條件下加工的原生聚芳硫醚熔體的纖維成形連續(xù)性相比，所述纖維成形連續(xù)性得到改善。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于形成聚芳硫醚纖維的改善方法。所述方法包括由聚合物熔體形成至少一種纖維，所述聚合物熔體包含聚芳硫醚和至少一種錫添加劑，所述錫添加劑包括支化羧酸錫(II)。與在相同條件下加工的原生聚芳硫醚熔體的纖維成形連續(xù)性相比，使用此類熔體的纖維成形連續(xù)性改善。
文檔編號D01F6/76GK102933755SQ201180015099
公開日2013年2月13日 申請日期2011年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者J.C.里特, J.M.波利諾, M.T.波蒂格, L.克里什納墨菲, J.C.豪, H.V.薩米爾森, M.阿夫古斯蒂, Z-Z.黃, R.J.杜夫 申請人:納幕爾杜邦公司