一种耐光性聚苯硫醚纤维技术领域
本发明涉及一种耐光性聚苯硫醚纤维。
背景技术
聚苯硫醚纤维(PPS纤维)是一种功能性特种纤维。一般由聚苯硫
醚树脂(PPS树脂)采用常规的熔融纺丝方法，然后在高温下进行后拉
伸、卷曲和切断后制得。PPS纤维具有优异的热稳定性和阻燃性，氧指
数值34～35，200℃时强度保持率为60％，断裂伸长无变化；耐化学性仅
次于聚四氟乙烯纤维；有较好的纺织加工性能。目前PPS纤维主要用于
制备高温烟道气和特殊热介质的过滤，造纸工业的干燥带以及电缆包胶
层和防火织物等。
虽然聚苯硫醚纤维具有良好的保温性能，但是耐光照性差，所以难
以应用于服装用途上。
在以往聚苯硫醚纤维相关专利中，也有涉及到聚苯硫醚纤维的耐光
性能的。例如专利CN200710046845.4中公开了一种抗紫外线聚苯硫醚纤
维及其制备方法，将苯并三唑作为主要的光稳定剂来降低PPS纤维光照
前后色度变化和力学性能变化。但是苯并三唑的分子量的过小，升华温
度仅仅100度，在光稳定剂的造粒过程和与PPS树脂共混过程中损失很
大，所起的作用甚小。
另外，文献1001-0041(2008)03-0008-04共混改型聚苯硫醚纤维光
稳定性的研究中提出向PPS中添加苯并三唑或纳米二氧化钛或两者的混
合物能够使PPS耐光性提高，参考文献数据发现改善效果不明显，为了
验证效果，本文作者按照文献内容试验后发现改善效果不明显，在
JIS-L0842基准下，耐光性仅仅为1级，根本不能用作服饰面料。
综上所述，PPS纤维的保温性能优越，但是耐光性能差；迫切需要
一种发明，可以制备具有耐光性能的PPS纤维，使PPS纤维在服装用途也
得到扩展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有优异耐光性能的聚苯硫醚纤维。
本发明采用紫外线吸收剂、光安定剂、抗氧化剂组合而成耐光剂，
使得添加该耐光剂后的PPS纤维的耐光性能达到了3级或者3级以上，ΔE
的指标值小，光照稳定性好，这是以往单一耐光剂或者简单组合耐光剂
所不能达到的效果。
本发明的技术解决方案：一种耐光性聚苯硫醚纤维，该聚苯硫醚纤
维中该聚苯硫醚纤维中含有相对于纤维总量4wt％～10wt％的苯并三唑类
衍生物A、0.1wt％～1.5wt％的受阻胺类光安定剂B，以及0.1wt％～2.0wt％
的三价磷系抗氧化剂C，余量为聚苯硫醚树脂；其中A的结构式如式1所
示，B的结构通式如式2所示，
式1
式2
其中，R1为氢原子或卤素原子，R2为1～7个的碳原子组成的直链或
者分歧链状烷基，R3为氢原子或1～12个碳原子组成的直链或者分歧链
状烷基，R4为烷基，R5为氢原子或者甲基，n＝1～4。
所述苯并三唑类衍生物A优选具有式3所示结构式，其商品名为
LA-31，CAS号为103597-45-1。
式3
组分A的添加量相对于纤维总量为4wt％～10wt％，优选4.5～5.5wt％；
组分A的添加量太少，不能达到耐光坚牢度3级效果，但是超过5％后效并
没有加强，反而造成成本上升。
所述受阻胺类光安定剂B优选具有式4所示结构式，其商品名为
LA-52，CAS号为91788-83-9。
式4
组分B的添加量相对于纤维总量为0.1～1.5wt％，优选0.25～
1.0wt％；组分B的添加量少达不到效果，多了影响纺丝性能，出现飘单
丝，而且也没有增加耐光效果。
所述三价磷系抗氧化剂C具有式5所示结构式，其商品名为S-9228，
CAS号为154862-43-8。
式5
组分C的量相对于纤维总量为0.1～2wt％，优选0.25～1.0wt％；组
分C的添加量过多或过少耐光性都会变差。
本发明耐光性PPS纤维的制造方法为将组合药剂通过混炼的方式添
加入PPS树脂，混炼机优选2轴混炼机。混炼温度在300～320℃、再通
过纺丝，拉伸得到耐光性PPS纤维，其中纺丝温度为300～330℃。
以JIS-L0842为基准，本发明所得聚苯硫醚纤维的耐光坚牢度为3级
或3级以上。
ΔE的指标值是表示光照前后色调的变化，本发明耐光性聚苯硫醚
纤维的ΔE为1～3，此数值证明本发明的聚苯硫醚纤维在同等照射后变
化小，即光照色调稳定性要远远优于以往产品。
本发明中涉及的部分评价方法如下：
1、耐光坚牢度评价：(JIS-L0842)
设备：耐光试验机(碳棒)，
光源：碳棒灯相关色温。
样品大小：6.5cm×11.3cm。
遮盖物：用不透光材料，如内黑外白硬卡、薄铝片等制成。
操作程序：
试验准备：
(1)安装前清洁(2)安装炭棒(3)安装玻璃罩
(4)安装风向调节板(5)安装试料框(6)给水
试验顺序：
(1)开电源(2)设备设置(3)运转
评价标准：
3级照射·····5小时
4级照射·····20小时
5级照射·····40小时
照射后样品和羊毛进行对比判定等级。
2、L、a、b测试以及ΔE的计算
设备：datacolor-650TM
测试方式：分别测试样品在光照前以及光照后的L、a、b值，然后根据
下试计算出ΔE。
计算方式：ΔE＝〔(ΔL)2×(Δa)2×(Δb)2〕1/2
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加苯并三唑类紫外线吸收剂
LA-31，受阻胺类光安定剂(HALS)LA-52和抗氧化剂S-9228。其中LA-31
的含量占总体纤维的4wt％、LA-52的含量分别占总体纤维的0.1wt％、
S-9228含量占总体纤维的0.1wt％。经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之
后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价后，耐光坚牢度为3级。ΔE为2.23。
实施例2
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-31，LA-52和S-9228，其
中LA-31、LA-52、S-9228分别占总体纤维的4wt％、0.5wt％、0.5wt％。
经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价
后，耐光坚牢度为3级。ΔE为2.10。
实施例3
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-31，LA-52和S-9228，其
中LA-31、LA-52、S-9228分别占总体纤维的4wt％、1.5wt％、2.0wt％。
经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价
后，耐光坚牢度为3级。ΔE为2.12。
实施例4
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-31，LA-52和S-9228，其
中LA-31、LA-52、S-9228分别占总体纤维的7wt％、0.1wt％、0.5wt％。
经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价
后，耐光坚牢度为3级。ΔE为2.71。
实施例5
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-31，LA-52和S-9228，其
中LA-31、LA-52、S-9228分别占总体纤维的7wt％、0.5wt％、2.0wt％。
经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价
后，耐光坚牢度为3级以上。ΔE为1.37。
实施例6
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-31，的LA-52和的S-9228，
其中LA-31、LA-52、S-9228分别占总体纤维的7wt％、1.5wt％、0.1wt％。
经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价
后，耐光坚牢度为3级。ΔE为2.01。
实施例7
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-31，LA-52和S-9228，其
中LA-31、LA-52、S-9228分别占总体纤维的10wt％、，0.1wt％、2.0wt％。
经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价
后，耐光坚牢度为3级。ΔE为2.00。
实施例8
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-31，LA-52和S-9228，其
中LA-31、LA-52、S-9228分别占总体纤维的10wt％、0.5wt％、0.1wt％。
经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价
后，耐光坚牢度为3级。ΔE为2.31。
实施例9
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-31，LA-52和S-9228，其
中LA-31、LA-52、S-9228分别占总体纤维的10wt％、1.5wt％、0.5wt％。
经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价
后，耐光坚牢度为3级。ΔE为1.90。
实施例10
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-31，LA-52和S-9228，其
中LA-31、LA-52、S-9228分别占总体纤维的5wt％、0.25wt％、0.5wt％。
经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价
后，耐光坚牢度为3级。ΔE为1.74。
实施例11
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-31，LA-52和S-9228，其
中LA-31、LA-52、S-9228分别占总体纤维的5wt％、0.5wt％、1.0wt％。
经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价
后，耐光坚牢度为3级以上。ΔE为1.21。
实施例12
在聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加5wt％的LA-31，1.0％的LA-52
和0.25wt％的S-9228，其中LA-31、LA-52、S-9228分别占总体纤维的
5wt％、0.5wt％、1.0wt％。经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，
制得纤维在耐光性评价后，耐光坚牢度为3级。ΔE为1.42。
实施例13
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加苯并三唑类衍生物紫外线吸收
剂UV5411(UV5411具有式6所述结构式)，受阻胺类光安定剂(HALS)
LA-52和三价磷系抗氧化剂S-9228。其中UV5411的含量占总体纤维的
5wt％、LA-52的含量分别占总体纤维的0.5wt％、S-9228含量占总体纤维
的1wt％。经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐
光性评价后，耐光坚牢度为3级。ΔE为2.20。
式6
实施例14
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加苯并三唑类衍生物紫外线吸收
剂UV5411，受阻胺类光安定剂(HALS)LA-57(LA-57具有式7所述结
构式)和三价磷系抗氧化剂S-9228。其中UV5411的含量占总体纤维的
5wt％、LA-57的含量分别占总体纤维的0.5wt％、S-9228含量占总体纤维
的1wt％。经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐
光性评价后，耐光坚牢度为3级。ΔE为2.23。
式7
实施例15
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加苯并三唑类衍生物紫外线吸收
剂UV5411，受阻胺类光安定剂(HALS)LA-57和三价磷系抗氧化剂
PEP-24G(PEP-24G具有式8所述结构式)。其中UV5411的含量占总体
纤维的5wt％、LA-57的含量分别占总体纤维的0.5wt％、PEP-24G含量占
总体纤维的1wt％。经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得
纤维在耐光性评价后，耐光坚牢度为3级。ΔE为2.17。
式8
实施例16
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加苯并三唑类衍生物紫外线吸收
剂T-234(T-234具有式9所述结构式)，受阻胺类光安定剂(HALS)
LA-77Me(LA-77Me具有式10所述结构式)和三价磷系抗氧化剂PEP-36
(PEP-36具有式11所述结构式)。其中T-234的含量占总体纤维的5wt％、
LA-77Me的含量分别占总体纤维的0.5wt％、PEP-36含量占总体纤维的
1wt％。经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光
性评价后，耐光坚牢度为3级。ΔE为1.98。
式9
式10
式11
比较例1
在聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中不添加任何耐光剂，进行纺丝，制
得纤维在耐光性评价后，耐光坚牢度为1级以下。ΔE为16.85。
比较例2
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-31，其中LA-31占总体纤
维的5wt％。经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在
耐光性评价后，耐光坚牢度为2级。ΔE为4.57。
比较例3
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-52，其中LA-52占总体纤
维的1.0wt％。经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维
在耐光性评价后，耐光坚牢度为1级。ΔE为12.32。
比较例4
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加S-9228，其中S-9228占总体
纤维的1.0wt％。经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤
维在耐光性评价后，耐光坚牢度为1级以下。ΔE为16.23。
比较例5
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-31和LA-52，其中LA-31、
LA-52分别占总体纤维的5wt％、0.5wt％。。经过螺杆挤出机共混造粒，
干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价后，耐光坚牢度为3级以下。
ΔE为3.37。
比较例6
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-31和S-9228，其中LA-31、
S-9228分别占总体纤维的5wt％、0.5wt％。经过螺杆挤出机共混造粒，
干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价后，耐光坚牢度为3级以下。
ΔE为3.91。
比较例7
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-52和S-9228，其中LA-52、
S-9228分别占总体纤维的0.5wt％、0.5wt％。经过螺杆挤出机共混造粒，
干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价后，耐光坚牢度为1级。Δ
E为12.57。
比较例8
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-31，LA-52和S-9228，其
中LA-31、LA-52、S-9228分别占总体纤维的3wt％、0.5wt％、0.5wt％。
经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价
后，耐光坚牢度为3级以下。ΔE为4.07。
比较例9
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-31，LA-52和S-9228，其
中LA-31、LA-52、S-9228分别占总体纤维的5wt％、2.0wt％、0.5wt％。
经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，纺丝性差，10分钟飘单
丝2次以上，无法制得纤维成品。
比较例10
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-31，LA-52和S-9228，其
中LA-31、LA-52、S-9228分别占总体纤维的5wt％、0.5wt％、3.0wt％。
经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价
后，耐光坚牢度为3级以下。ΔE为3.99。
比较例11
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加金红石二氧化钛(300nm以下
粒径)，其中金红石二氧化钛占总体纤维的1.5wt％。经过螺杆挤出机共
混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价后，耐光坚牢度为
1级以下。ΔE为15.97。
比较例12
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加金红石二氧化钛，其中金红石
二氧化钛占总体纤维的3wt％。经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行
纺丝，制得纤维在耐光性评价后，耐光坚牢度为1级以下。ΔE为16.78。
比较例13
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加LA-31和金红石二氧化钛，其
中LA-31、金红石二氧化钛分别占总体纤维的1.5wt％、1.5wt％。经过螺
杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价后，耐
光坚牢度为1级。ΔE为12.77。
比较例14
向聚苯硫醚树脂(Mw＝50800)中添加5wt％的LA-31，3wt％的金红
石二氧化钛，其中LA-31、金红石二氧化钛分别占总体纤维的5wt％、3wt％。
经过螺杆挤出机共混造粒，干燥之后进行纺丝，制得纤维在耐光性评价
后，耐光坚牢度为2级。ΔE为5.15。
具体参数见表1和表2。
表1
表2
表3
项目
实施例13
项目
实施例14
UV5411(wt％)
5
UV5411(wt％)
5
LA-52(wt％)
0.5
LA-57(wt％)
0.5
S-9228(wt％)
1
S-9228(wt％)
1
耐光坚牢度
3级
耐光坚牢度
3级
ΔE
2.20
ΔE
2.23
表4
项目
实施例15
项目
实施例16
UV5411(wt％)
5
T-234(wt％)
5
LA-57(wt％)
0.5
LA-77Me(wt％)
0.5
PEP-24G(wt％)
1
PEP-36(wt％)
1
耐光坚牢度
3级
耐光坚牢度
3级
ΔE
2.17
ΔE
1.98
表5
表6
表7
项目
比较例11
比较例12
比较例13
比较例14
LA-31(wt％)
0
0
1.5
5
Ti02(wt％)
1.5
3
1.5
3
耐光坚牢度
1级以下
1级以下
1级
2级
ΔE
15.97
16.78
12.77
5.15