聚芳硫醚和降冰片烯共聚物的耐酸纤维的制作方法
【专利说明】聚芳硫醚和降冰片烯共聚物的耐酸纤维
【背景技术】
[0001] 1.抟术领域
[0002] 本发明涉及具有聚芳硫醚组分的纤维以及包含所述纤维的产品。
[0003] 2.相关领域的描沭
[0004] 采用过滤方法，通过使流体流通过截留夹带物或悬浮物的过滤介质将一个相的化 合物与另一个相的流体流分离。流体流可以是包含固体颗粒的液体流或包含液体或固体气 溶胶的气体流。
[0005]例如，采用过滤器来收集从焚烧炉、燃煤锅炉、金属熔炉等排出的粉尘。此类过滤 器通常被称为"袋式过滤器"。由于废气可具有较高的温度，因此要求用于收集从这些炉子 和类似装置中收集排出的热粉尘的袋式过滤器是耐热的。袋式过滤器还可以在化学腐蚀性 环境中使用。因此，集尘环境还可需要由表现出耐化学品性的材料制成的滤袋。普通过滤 介质的示例包括由芳族聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维、氟纤维以及玻璃纤维形成的织物。
[0006] 聚苯硫醚（PPS)聚合物表现出耐热性和耐化学品性。因此，PPS聚合物可用于多 种应用中。例如，PPS可用于制造汽车、电气设备与电子设备、工业/机械产品、消费品等的 模制组件。
[0007] PPS还被提议用作过滤介质、阻燃制品、以及高性能复合材料的纤维。虽然该聚合 物具有多种优点，但是由于PPS对极酸环境的耐受性有限，在使用由PPS制备的纤维时仍存 在许多困难。
[0008] 需要的是结合了 PPS的高温特性的可在酸性环境中使用的纤维。
【发明内容】
[0009] 本发明涉及一种具有暴露的外表面的多组分纤维，所述多组分纤维包含：至少第 一组分，其为聚芳硫醚聚合物；以及至少第二组分，其为不含聚芳硫醚聚合物的热塑性聚合 物，其中所述热塑性聚合物形成所述多组分纤维的整个暴露的表面并且基本上由降冰片烯 与聚乙烯的共聚物组成。
[0010] 本发明还涉及一种用于通过向聚亚芳基纤维提供本文所述的实施例中的任一个 中的第二组分的涂层来增大聚亚芳基纤维的耐酸性的方法。
[0011] 具体地，用于提高纤维的耐酸性的方法包括以下步骤：
[0012] i?提供纤维，
[0013] ii.用不含聚芳硫醚聚合物的热塑性聚合物涂覆纤维，以形成涂层纤维，其中所述 热塑性聚合物形成涂层纤维的整个暴露的表面并且基本上由降冰片烯与乙烯的共聚物组 成，
[0014] 所述纤维包含：至少第一组分，其为聚芳硫醚聚合物。
【附图说明】
[0015]图1为可用于本发明的示例性纤维构型的横截面图。
[0016] 图2示出了海岛型纤维的剖面图。
[0017] 图3示出了具有多叶形结构的实施例。
【具体实施方式】
[0018] 本发明申请人特别地将所有引用的参考文献的完整内容并入本公开内容中。此 外，当数量、浓度或其它数值或参数以范围、优选范围或优选上限数值和优选下限数值的列 表给出时，其应被理解为具体地公开由任何范围上限或优选数值和任何范围下限或优选数 值的任何一对所构成的所有范围，而不管所述范围是否被单独地公开。凡在本文中给出某 一数值范围之处，除非另行指出，该范围均旨在包含其端点以及位于该范围内的所有整数 和分数。不旨在将本发明的范围限制为限定范围时所列举的具体值。
[0019] 仅出于示例性目的，将以包含两种组分的双组分纤维对本发明进行总体描述。然 而，应当理解本发明的范围旨在包括具有两种或更多种结构化组分的纤维。
[0020] 在一个实施例中，本发明涉及一种具有暴露的外表面的多组分纤维。所述纤维包 含：至少第一组分，其为聚芳硫醚聚合物；以及至少第二组分，其为不含聚芳硫醚聚合物的 热塑性聚合物，其中所述热塑性聚合物形成所述多组分纤维的整个暴露的表面。第二组分 基本上由降冰片烯与聚乙烯的共聚物组成，此处"基本上由...组成"是指向第二组分中添 加另外一种组分不减损该结构的性能。
[0021] 在一个实施例中，聚芳硫醚聚合物可包含其中至少85摩尔％的硫键直接连接到 两个芳环上的聚合物。
[0022] 在另一个实施例中，聚芳硫醚聚合物为聚苯硫醚。
[0023] 按总的聚芳硫醚加上热塑性聚合物的重量计，第二组分可以10至30%存在。在另 一个实施例中，第二组分可构成所述纤维的总重量的小于约30重量％或甚至20重量％。
[0024] 纤维可以是连续长丝或短纤维。其还可以是纺粘纤维或熔喷纤维。
[0025] 纤维可以是包含外皮组分和芯组分的双组分纤维，其中所述外皮组分形成所述纤 维的整个暴露的外表面并包含所述不含聚芳硫醚聚合物的热塑性聚合物，并且其中所述芯 组分包含聚芳硫醚聚合物。在另一个实施例中，双组分纤维具有同心皮/芯型横截面。在 另一个实施例中，双组分纤维具有偏心皮/芯型横截面。
[0026] 纤维可以是包含海组分和分布在所述海组分内的多个岛组分的海岛型纤维，其中 所述海组分形成所述纤维的整个暴露的外表面并包含所述不含聚芳硫醚聚合物的热塑性 聚合物，并且其中所述多个岛组分包含聚芳硫醚聚合物。
[0027] 本发明还涉及一种包含上述实施例中任一项所述的纤维的网。网可包含织造或非 织造材料。网还可通过纺粘或恪喷工艺制成。
[0028] 现在转向附图，图1为可用于本发明的示例性纤维构型的横截面图。图1示出了 具有内部芯聚合物结构域12和围绕的外皮聚合物结构域14的双组分纤维10。外皮组分 14由不含聚芳硫醚聚合物的热塑性聚合物形成。芯组分12由聚芳硫醚聚合物形成。在本 发明中，外皮14为连续的，例如完全围绕着芯12并形成纤维10的整个外表面。如图1所 示，芯12可以为同心的。作为另外一种选择，芯可以为偏心的，如下更详细地描述。另外， 应当认识到由于加工变化性，外皮的一小部分可能会被聚芳硫醚聚合物接触到，然而据信 这仅会对可纺性造成轻微的影响。无论如何，外皮应基本上不含聚芳硫醚聚合物。
[0029] 还可采用本领域中已知的其他结构化纤维构型，只要不含聚芳硫醚聚合物的热塑 性聚合物形成纤维的整个暴露的外表面即可。例如，另一种合适的多组分纤维构造包括"海 岛型"排列。图2示出了一种此类海岛型纤维20的剖面图。一般而言，海岛型纤维包含围 绕着多个"岛"聚合物组分24的"海"聚合物组分22。如图2所示，岛组分可基本上均匀地 排列在海组分22的基质内。作为另外一种选择，岛组分可随机分布在海基质内。
[0030] 海组分22形成纤维的整个暴露的外表面，并由不含聚芳硫醚聚合物的热塑性聚 合物形成。与皮-芯型双组分纤维10的芯组分12 -样，岛组分24也由聚芳硫醚聚合物形 成。海岛型纤维还可任选地包含芯26,其可以为如图所示同心的或如下所述偏心的。当存 在时，芯26由任何合适的成纤聚合物形成。
[0031] 本发明的纤维也包括多叶形纤维，其具有三个或更多个由其中部向外延伸的臂或 叶。图3为本发明的示例性多叶形纤维30的剖面图。纤维30包含中部芯32以及由其向 外延伸的臂或叶34。臂或叶34由不含聚芳硫醚聚合物的热塑性聚合物形成，中部芯32由 聚芳硫醚聚合物形成。虽然在图3中以位于中部的芯示出，但是芯也可以为偏心的。
[0032] 可以采用这些或其他多组分纤维构造中的任何构造，只要纤维的整个暴露的外表 面由不含聚芳硫醚聚合物的热塑性聚合物形成即可。
[0033] 由于一般用于生产合成纤维的设备通常生产具有基本上圆形的横截面的纤维，因 此纤维的横截面优选地为圆形的。在具有圆形横截面的双组分纤维中，第一组分和第二组 分的构型可以为同心的或离心的，后一种构型有时被称为"改进并列型"或"偏心"多组分 纤维。
[0034] 有利的是，本发明的皮/芯型纤维为同心纤维，并因此通常为非自卷曲纤维或非 潜在卷曲纤维。同心构型的特征在于外皮组分具有基本上均匀的厚度，使得芯组分大致位 于纤维的中部，如图1所示。这与偏心构型形成对比，在偏心构型中，外皮组分的厚度是变 化的，因此芯组分不位于纤维的中部。同心的皮/芯型纤维可定义为按皮/芯型双组分纤 维的直径计，其中芯组分的中心偏离外皮组分的中心不超过约〇至约20%，优选地不超过 约0至约10 %的纤维。
[0035] 本发明的海岛型纤维和多叶形纤维还可以包含大体上位于纤维结构中心的同心 芯组分，诸如分别由图2和图3所示的芯26和芯32。作为另外一种选择，可偏心地定位附 加的聚合物组分，使得围绕的不含聚芳硫醚聚合物组分的热塑性聚合物的厚度在整个纤维 横截面上变化。
[0036] 任何附加的聚合物组分可具有大体上呈圆形的横截面，诸如分别由图1、2和3所 示的组分12、24和32。作为另外一种选择，本发明纤维的任何附加的聚合物组分可具有非 圆形的横截面。
[0037] 聚芳硫醚包括含有芳硫醚单元的直链、支链或交联聚合物。聚芳硫醚聚合物及其 合成在本领域中是已知的，并且此类聚合物可商购获得。
[0038] 可用于本发明的示例性聚芳硫醚包括含有由化学式-[(Ar^ n_X] "_ [ (Ar2)厂幻 (Ar3) k-Z]