耐uvb整理剂及耐uvb的pbo纤维的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于材料改性技术领域，具体涉及一种耐UVB整理剂，本发明还涉及一种耐UVB的PBO纤维的制备方法。
【背景技术】
[0002]聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维具有高强、耐热性能，应用广泛，尤其是国防应用。但其存在致命缺陷，聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维经紫外光照射尤其是UVB波段照射一定时间后纤维力学性能下降很大。目前，对于PBO纤维老化的研宄主要集中在光老化方面，尤其是紫外光，主要通过有机或无机类抗紫外线整理剂的方法来提高纤维的耐紫外光稳定性，但由于PBO分子规则有序的取向结构又使得纤维表面非常光滑，且分子链上的极性杂原子绝大部分包裹在纤维内部，纤维表面极性也很小，这使得纤维表现出极强的化学惰性，纤维与基体的连接很弱，目前采用的提高纤维抗紫外光能力的方法有化学改性、等离子体处理表面粘接等，但对纤维表面具有一定损伤，使纤维强力有所降低，极大的阻碍了PBO纤维在高性能复合材料领域中的应用与发展。因此提高PBO纤维光照损伤仍是目前研宄的重点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种耐UVB整理剂。
[0004]本发明的另一个目的是提供一种耐UVB的PBO纤维的制备方法，制备的PBO纤维抗UVB照射能力增强，提高了纤维的力学性能。
[0005]本发明所采用的技术方案是:耐UVB整理剂，按照质量百分比由以下组分组成:纳米Ti02l%?10%、无水乙醇I %?20%、有机苯酮类整理剂1%?5%、乳化剂0.1%?I %、分散剂0.1%?I %、去尚子水余量，上述各组分质量百分比之和为100%。
[0006]本发明的特点还在于，
[0007]有机苯酮类整理剂为二羟基二苯甲酮、羟基甲氧基二苯甲酮、氧基二苯甲酮中任意一种。
[0008]乳化剂为非离子表面活性剂。
[0009]分散剂为有机胺类化合物。
[0010]本发明所采用的另一个技术方案是:耐UVB的PBO纤维的制备方法，具体包括以下步骤:
[0011]步骤1:按照质量百分比分别称取以下各组分:纳米T12I %?10%、无水乙醇1%?20%、有机苯酮类整理剂1%?5%、乳化剂0.1%?1%、分散剂0.1%?1%、去离子水余量，上述各组分质量百分比之和为100%;将各组分混合，超声乳化，然后高速搅拌后得到纳米T12/有机苯酮类耐UVB整理剂；
[0012]步骤2:将PBO纤维用辉光放电产生的低温等离子体处理190?210s，得到表面处理后的PBO纤维；
[0013]步骤3:取步骤I得到的纳米T12/有机苯酮类整理剂1%?3.5%，与0.1%?0.4%的NaOH，0.1 %?0.5%的NaCl以及去离子水混合均匀，得到整理液，上述各组分质量百分比之和为100% ;将步骤2的经低温等离子体处理后的PBO纤维在整理液中室温浸渍后烘干并固化，得到增强复合耐UVB的PBO纤维。
[0014]本发明的特点还在于，
[0015]步骤I中有机苯酮类整理剂为二羟基二苯甲酮、羟基甲氧基二苯甲酮、氧基二苯甲酮中任意一种；乳化剂为非离子表面活性剂；分散剂为有机胺类化合物。
[0016]非离子表面活性剂优选吐温、0P-10、聚酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、或聚氧乙烯酯；有机胺类化合物优选聚丙烯酰胺、乙烯基双硬脂酰胺、或乙醇胺。
[0017]步骤I中超声乳化的温度为85°C，时间为30min ;高速搅拌的速度为3500r/min，时间为60min。
[0018]步骤2中低温等离子体处理控制进气量为25sccm，稳定时间为55?65s，放电气压为28?32Pa，放电功率为190?210w。
[0019]步骤3中浸渍时间为15s，烘干温度100°C、时间30s，固化温度130°C、时间90s。
[0020]本发明的有益效果是:本发明耐UVB的PBO纤维的制备方法，将纳米T12/有机苯酮类整理剂用于PBO纤维，经过浸渍、吸附、烘干、固化等工艺，能够将纳米T12/有机苯酮类整理剂包覆在PBO纤维表面，在纤维表面形成空间网状结构，紧密的包覆纤维，对纤维形成保护层，制备的PBO纤维抗UVB照射能力增强，提高了纤维的力学性能，成功地解决PBO纤维在UVB照射下强力下降问题，强力修复达到95%以上，该工艺简单、对环境无污染，具有较好的经济效益和社会效益。
【附图说明】
[0021]图1是本发明制备的纳米T12/有机苯酮类整理剂的粒径图；
[0022]图2是本发明低温等离子体处理前的PBO纤维表面的电镜照片；
[0023]图3是本发明低温等离子体处理后的PBO纤维表面的电镜照片；
[0024]图4是本发明低温等离子体处理前后的PBO纤维的红外光谱图；
[0025]图5是本发明制备的增强复合PBO纤维在紫外UVB照射下的力学性能效果图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0027]本发明耐UVB整理剂，按照质量百分比由以下组分组成:纳米Ti02l%?10%、无水乙醇I %?20 %、有机苯酮类整理剂I %?5 %、乳化剂0.1 %?I %、分散剂0.1 %?I %、去离子水余量，上述各组分质量百分比之和为100% ;
[0028]有机苯酮类整理剂为二羟基二苯甲酮、羟基甲氧基二苯甲酮、氧基二苯甲酮中任意一种；
[0029]乳化剂为非离子表面活性剂，优选吐温、0P-10、聚酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、或聚氧乙稀醋；
[0030]分散剂为有机胺类化合物，优选聚丙烯酰胺、乙烯基双硬脂酰胺、或乙醇胺。
[0031]耐UVB的PBO纤维的制备方法，具体包括以下步骤:
[0032]步骤1:按照质量百分比分别称取以下各组分:纳米T12I %?10%、无水乙醇1%?20%、有机苯酮类整理剂1%?5%、乳化剂0.1%?1%、分散剂0.1%?1%、去离子水余量，上述各组分质量百分比之和为100% ;将称取的各组分混合，在85°C超声乳化30min，然后以3500r/min的速度高速搅拌60min，得到纳米T12/有机苯酮类耐UVB整理剂；
[0033]其中，有机苯酮类整理剂为二羟基二苯甲酮、羟基甲氧基二苯甲酮、氧基二苯甲酮中任意一种；乳化剂为非离子表面活性剂，优选吐温、0P-10、聚酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、或聚氧乙烯酯；分散剂为有机胺类化合物，优选聚丙烯酰胺、乙烯基双硬脂酰胺、或乙醇胺；
[0034]步骤2:将PBO纤维用辉光放电产生的低温等离子体处理190?210s后取出PBO纤维，得到表面处理后的PBO纤维，控制进气量为25sccm，稳定时间为55?65s，放电气压为28?32Pa，放电功率为190?210w ；
[0035]步骤3:取步骤I得到的纳米T12/有机苯酮类整理剂1%?3.5%，与0.1%?
0.4%的NaOH，0.1 %?0.5%的NaCl以及去离子水混合均匀，得到整理液，上述各组分质量百分比之和为100% ;将步骤2的经低温等离子体处理后的PBO纤维在整理液中室温浸渍15s，于100°C烘干30s，然后在130°C的温度下固化90s，得到增强复合耐UVB的PBO纤维。
[0036]本发明的有益效果是=T12是一种无机抗紫外整理剂，但其在屏蔽紫外线的同时光催化的产物会进一步与水及氧反应，损伤纤维，有机苯酮类整理剂可以弥补这一缺陷，它能够吸收UVB波段紫外线，相容性好，具有与T12很好的相容性，可以发生良好的协同性，对光稳定性好。因此，将它们共同作用与PBO纤维，可以很好的屏蔽紫外UVB波段对PBO纤维的损伤，从而显著提高纤维的力学性能。用低温等离子体处理PBO纤维表面，从而增加PBO纤维表面润湿性和吸附性能。纳米T12/有机苯酮类整理剂共同作用于PBO纤维，经过浸渍、吸附、烘干、固化等工艺，能够将纳米T12/有机苯酮类整理剂包覆在PBO纤维表面，在纤维表面形成空间网状结构，紧密的包覆纤维，对纤维形成保护层，达到改善紫外照射后纤维强力损伤状况，制成的增强复合PBO纤维抗UVB照射能力增强，材料的力学性能提高。
[0037]实施例1
[0038]步骤1:按照质量百分比分别称取以下各组分:纳米Ti025g、无水乙醇10g、二羟基二苯甲酮3g、0P-101g、乙醇胺0.5g、去离子水80.5g，将称取的各组分混合，在85°C超声乳化30min，然后以3500r/min的速度高速搅拌60min，得到纳米T12/有机苯酮类耐UVB整理剂；
[0039]纳米T12/有机苯酮类整理剂乳液粒径分析见图1，图1显示整理剂乳液粒径集中在10nm左右，稳定效果良好。
[0040]步骤2:将PBO纤维用辉光放电产生的