一种三聚氰胺纤维的制备方法及所得三聚氰胺纤维技术

本发明专利技术公开了一种三聚氰胺纤维的制备方法及所得三聚氰胺纤维。所述方法包括将将三聚氰胺、多聚甲醛和改性剂加入溶剂中，调节pH，反应得到纺丝原液；任选地向所述纺丝原液中加入交联剂，进行干法纺丝制备三聚氰胺初生纤维；将三聚氰胺初生纤维经热空气干燥、定型、卷曲缠绕，得到三聚氰胺纤维。本发明专利技术在无助成纤剂、热空气干燥下，可连续化生产三聚氰胺纤维，在提高可纺性和纤维性能的同时具有效率高、成本低、工艺简单、无酸性尾气排放等优点。制备的三聚氰胺纤维的强度为0.9～3.5cN/dtex，断裂伸长率5～21％，极限氧指数32～35％。极限氧指数32～35％。极限氧指数32～35％。

【技术实现步骤摘要】
一种三聚氰胺纤维的制备方法及所得三聚氰胺纤维


[0001]本专利技术涉及三聚氰胺纤维制备
，具体地说，是涉及一种三聚氰胺纤维的制备方法及所得三聚氰胺纤维。

技术介绍

[0002]以三聚氰胺与甲醛为主要原料制得的三聚氰胺纤维(MF)，是一种具有耐高温、本征阻燃性能的高性能特种纤维，在高温下不熔融、不熔滴、纤维白度好、染色性能优良，可广泛应用于各类耐热阻燃材料中(如消防员防护服、家用阻燃面料及各类耐高温过滤网和隔热材料)，在国防以及国计民生中具有重要意义。
[0003]上个世纪90年代，德国BASF公司成功开发并产业化了商品名为的三聚氰胺短纤维，通过与其他纤维混纺得到的织物已被广泛应用于高温工业滤材、防火耐高温防护服等方面。德国专利(DE 2364091A1)最早提出了制备三聚氰胺纤维的方法，通过在三聚氰胺甲醛树脂溶液中添加助成纤剂增加可纺性，后经干法纺丝或离心纺丝的方法得到三聚氰胺纤维，但固化时间较长工艺复杂。美国专利(US 4088620A)将三聚氰胺
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醛树脂的预缩合物与5
‑
40％的聚乙烯醇(PVA)、0.02
‑
10％硼酸或硼酸盐混合，制备了水溶胀度低于2.0的具有阻燃性和不溶性的纤维。美国专利(US 5916999A)以羟基或氨基烷基化三聚氰胺部分替代三聚氰胺，聚合得到高浓度水溶液，将纺丝液通过喷丝板，经过含有固化催化剂的热空气甬道得到三聚氰胺纤维。
[0004]国内对于三聚氰胺甲醛纤维的研究起步较晚，最早由厦门怡安无纺布公司与巴斯夫公司合作开发的一种三聚氰胺纤维的针刺毡，随后各高校和研究所相继开展相关研究。中国专利(CN101016658A)研究了三聚氰胺甲醛树脂与聚乙烯醇混合的湿法纺丝工艺，在pH＝8
‑
9，温度40℃的条件下，在加压过滤、脱泡等工序后经0.1mm喷丝孔得到初生纤维，在45℃、pH＝3的饱和硫酸钠凝固浴中成型，经热定型得到成品纤维。纤维断裂强度为1.8cN/dtex，断裂伸长率为8％，极限氧指数为30
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33％。
[0005]三聚氰胺纤维具有优异的特性，但未能和传统合成纤维一样发展，主要原因在于三聚氰胺三嗪环的刚性使纺丝原液成纤性和可纺性差，同时纤维的韧性和手感都受到一定程度的影响，其可纺性的不足致使三聚氰胺纤维只能得到短纤维，需要与其他纤维混纺才能达到可使用的条件。目前研究主要集中在采用添加助成纤剂等方法来改善可纺性，助成纤剂的使用导致三聚氰胺的阻燃性能下降等问题。本专利技术通过改性单体与三聚氰胺和甲醛共聚，从而改变分子链结构的角度，解决目前三聚氰胺纺丝原液可纺性较差、纤维性能不足的问题，实现三聚氰胺纤维连续化生产。

技术实现思路

[0006]为了解决以上现有技术中三聚氰胺纤维存在的问题。本专利技术通过共聚改变纺丝原液分子链结构，提供一种在无助成纤剂条件下，采用干法纺丝实现连续化生产纤维的方法。
[0007]本专利技术目的之一为提供一种三聚氰胺纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将三聚氰胺、多聚甲醛和改性剂加入溶剂中，调节pH，反应得到纺丝原液；
[0009](2)任选地向上述纺丝原液中加入交联剂，进行干法纺丝制备三聚氰胺初生纤维；
[0010](3)将三聚氰胺初生纤维经热空气干燥、定型、卷曲缠绕，得到三聚氰胺纤维。
[0011]所述步骤(1)中，所述改性剂选自甲醇、丁醇、苯代三聚氰胺、2,4
‑
二氨基
‑6‑
羟乙胺基
‑
1,3,5
‑
三嗪、乙二醛、戊二醛、1,4
‑
丁二醇、己内酰胺、1,4
‑
环己二醇、4,4
’‑
二氨基
‑
2,2
’‑
双三氟甲基联苯、1,4
‑
环己烷二甲醇、1,4
‑
环己烷二甲酸等中的一种或两种以上。根据本专利技术的一种优选实施方案，所述改性剂可选择己内酰胺、甲醇、1,4
‑
环己烷二甲醇、1,4
‑
环己烷二甲酸、4,4
’‑
二氨基
‑
2,2
’‑
双三氟甲基联苯中的一种或两种以上。根据本专利技术的另一种优选实施方案，所述改性剂可选择己内酰胺、甲醇、1,4
‑
环己烷二甲醇、1,4
‑
环己烷二甲酸、4,4
’‑
二氨基
‑
2,2
’‑
双三氟甲基联苯中的至少一种与丁醇、苯代三聚氰胺、2,4
‑
二氨基
‑6‑
羟乙胺基
‑
1,3,5
‑
三嗪、乙二醛、戊二醛、1,4
‑
丁二醇、1,4
‑
环己二醇中的至少一种复配。
[0012]所述改性剂的用量为三聚氰胺的0.5～20wt％，优选为5～10wt％，具体可以为0.5wt％、1wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16tw％、17tw％、18tw％、19wt％、20wt％等。
[0013]所述步骤(1)中，三聚氰胺与多聚甲醛的摩尔比为1:(1.5～4)，优选为1:(2～3)。
[0014]所述步骤(1)中，所述溶剂为水、N
‑
甲基吡咯烷酮、N,N
‑
二甲基乙酰胺、N
‑
甲基吗啉、N
‑
甲基吗啉
‑
N
‑
氧化物、正丁醇、1,4
‑
丁二醇、乙醇、乙二醇等中的一种或两种以上组合。
[0015]所述步骤(1)中，调节pH为5～6.5或者7.5～10。
[0016]所述步骤(1)中，可采用酸性催化剂或碱性催化剂调节pH，其中，酸性催化剂优选为硫酸、盐酸、醋酸中的至少一种，碱性催化剂优选为氢氧化钠，碳酸钠、碳酸氢钠、三乙胺、三乙醇胺、氨水中的至少一种。
[0017]所述步骤(1)中，反应温度为70～95℃，具体如70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃等；反应时间为1～8h。
[0018]所述步骤(1)中，在40～80℃条件下，所述纺丝原液的粘度为40000～120000mPa
·
s，优选为80000～100000mPa
·
s，具体如为40000mPa
·
s、50000mPa
·
s、60000mPa
·
s、70000mPa
·
s、80000mPa
·
s、90000mPa
·
s、100000mPa
·
s、110000mPa
·
s 120000mPa
·
s等。
[0019本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三聚氰胺纤维的制备方法，包括以下步骤：(1)将三聚氰胺、多聚甲醛和改性剂加入溶剂中，调节pH，反应得到纺丝原液；(2)任选地向所述纺丝原液中加入交联剂，进行干法纺丝制备三聚氰胺初生纤维；(3)将三聚氰胺初生纤维经热空气干燥、定型、卷曲缠绕，得到三聚氰胺纤维。2.根据权利要求1所述的三聚氰胺纤维的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述改性剂选自甲醇、丁醇、苯代三聚氰胺、2,4
‑
二氨基
‑6‑
羟乙胺基
‑
1,3,5
‑
三嗪、乙二醛、戊二醛、1,4
‑
丁二醇、己内酰胺、1,4
‑
环己二醇、4,4
’‑
二氨基
‑
2,2
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双三氟甲基联苯、1,4
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环己烷二甲醇、1,4
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环己烷二甲酸中的一种或两种以上；和/或，所述改性剂的用量为三聚氰胺的0.5～20wt％，优选为5～10wt％。3.根据权利要求1所述的三聚氰胺纤维的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述溶剂为水、N,N
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二甲基乙酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮、N
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甲基吗啉、N
‑
甲基吗啉
‑
N...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘绍英，何建明，王公应，王庆印，
申请(专利权)人：中国科学院成都有机化学有限公司，
类型：发明
国别省市：