一種納米材料改性三聚氰胺纖維的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于三聚氰胺纖維的制備領域，特別涉及一種納米材料改性三聚氰胺纖維 的制備方法。
【背景技術】
[0002] 三聚氰胺纖維由于其無熔點、不熔滴、不收縮、導熱率低的特點，通常用于石油鉆 井平臺作業(yè)服、焊工圍裙和手套、消防服、耐熱濾材和離合器襯層等各種耐高溫防護服和防 火制品。在上世紀90年代，德國BASF公司成功研制Basolir纖維并且將其工業(yè)化。近年來 歐洲、美國、日本等國家的研究機構不斷開發(fā)其技術手段，已經(jīng)能夠制備出具有一定性能的 三聚氰胺纖維。我國有些科研機構及單位也在研究三聚氰胺纖維，但研究出來的三聚氰胺 纖維離工業(yè)化的要求還較為遙遠；
[0003] 德國專利（DE2364091-B)最早提出了制備三聚氰胺纖維的方法，即在三聚氰胺 甲醛樹脂溶液中添加一定量的成纖劑，通過干法紡絲或離心紡絲方法得到三聚氰胺纖維， 但其固化時間長，因而紡絲較為困難與復雜。日本專利（US4361674)用三乙醇胺改性的三 聚氰胺甲醛樹脂溶液與聚乙烯醇的酸性水溶液通過〇. 125mm噴絲板煩死得到三聚氰胺纖 維，但此種方法得到的三聚氰胺纖維力學性能較差，纖維的直徑較粗，在實際應用中存在缺 陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種納米材料改性三聚氰胺纖維的制備方法， 本發(fā)明可以顯著提高三聚氰胺纖維的手感及力學性能，改善其服用性能，兼?zhèn)渖a(chǎn)效率高、 生產(chǎn)成本低的特點。
[0005] 本發(fā)明的一種納米材料改性三聚氰胺纖維的制備方法，包括：
[0006] (1)將無機納米材料加入甲醛水溶液中，超聲分散均勻后，用堿性催化劑調(diào)節(jié)PH 為8-10,然后加入三聚氰胺，攪拌反應0. 5-3h，反應溫度為55-95°C，得到改性的三聚氰胺 甲醛樹脂溶液；
[0007] (2)在60-95°C條件下，將聚乙烯醇水溶液和上述改性的三聚氰胺甲醛樹脂溶液 按質(zhì)量比為4:6-6:4混勻，得到紡絲原液，然后靜置脫泡，在35-65°C條件下，進入凝固浴， 經(jīng)凝固、拉伸、水洗、干燥、熱定型，然后進行卷曲、切斷，即得納米材料改性三聚氰胺纖維。
[0008] 所述無機納米材料為表面處理或改性的無機納米材料，其中表面處理或改性為將 表面活性劑覆蓋于納米材料表面，賦予納米材料在溶劑中的良好分散性。
[0009] 表面處理或改性無機納米材料為硅烷偶聯(lián)劑表面處理后改性無機納米材料。
[0010] 所述的硅烷偶聯(lián)劑為KH570、KH550中的一種或幾種。
[0011] 所述步驟（1)中無機納米材料為納米二氧化娃、納米二氧化鈦、納米碳管、石墨稀 中的一種或幾種；堿性催化劑為氫氧化鈉、碳酸鈉、氨水、三乙胺、三乙醇胺中的一種或幾 種。所述步驟（1)中甲醛水溶液的質(zhì)量百分濃度為37%;無機納米材料在甲醛水溶液中的 質(zhì)量百分濃度為I% -5 % ;三聚氰胺與甲醛的摩爾比為1:1. 5-1:5. 5。
[0012] 所述步驟（2)中聚乙烯醇的聚合度為1700-2400、醇解度為50% -99% ;聚乙烯醇 水溶液的濃度為15_20wt% ;紡絲原液的粘度為400-1200厘泊。
[0013] 步驟⑵中從噴絲頭噴出后進入凝固浴；其中噴絲頭為噴絲孔直徑為 0. 06-0. 12mm的多孔噴絲頭。
[0014] 所述步驟（2)中凝固浴為含有硼酸的過飽和硫酸鈉水溶液，其中硼酸的質(zhì)量分數(shù) 為Iwt%-IOwt%。
[0015] 所述步驟（2)中凝固、拉伸具體為：凝固為兩級凝固，凝固浴溫度為25-75°C，第一 凝固浴中的拉伸倍數(shù)為〇. 4-0. 9倍，在第二凝固浴中的拉伸倍數(shù)為2. 0-6. 0倍。
[0016] 所述步驟（2)中熱定型方式為張緊干熱定型，定型溫度為100-220°C，定型時間為 5-10min。所述步驟（2)中納米材料改性三聚氰胺纖維的強度為2-5cN/dtex，斷裂伸長率 15% -35%，彈性模量為 100-500cN/dtex。
[0017] 有益效果
[0018] (1)本發(fā)明的紡絲原液具有很好的可紡性，經(jīng)過納米材料改性后漿液的穩(wěn)定性得 到顯著提高；
[0019] (2)本發(fā)明采用濕法紡絲，能夠?qū)崿F(xiàn)改性三聚氰胺纖維的連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率 尚；
[0020] (3)本發(fā)明制備得到的改性三聚氰胺纖維具有很好的手感與力學性能。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人 員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。
[0022] 實施例1
[0023] 將經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑KH570處理過的納米二氧化硅37. 7g和37 %甲醛溶液509g超聲 分散均勻后，加入到帶有控溫和攪拌裝置的反應釜中，加熱到90°C，向其中加入堿性催化劑 三乙胺，使PH達到9左右，攪拌5分鐘后向反應釜中加入三聚氰胺396g(三聚氰胺與甲醛 的摩爾比為1:2,納米二氧化硅占總質(zhì)量的4%，三聚氰胺甲醛樹脂溶液占總質(zhì)量的96%)， 攪拌反應2h后得到改性三聚氰胺甲醛樹脂溶液。將942. 7g18wt%的聚乙烯醇（聚合度 2000,醇解度99% )與上述三聚氰胺甲醛樹脂溶液在90°C混合攪拌30min，得到紡絲原液。
[0024]將紡絲原液進行靜置脫泡，采用恒溫循環(huán)裝置，漿液溫度維持在55°C，經(jīng)計量栗組 件輸送進入噴絲孔直徑為0. 06mm的多孔噴絲頭，原液從噴絲頭擠出后進入40°C、含3wt% 硼酸的過飽和硫酸鈉水溶液中進行兩級凝固得到初生纖維，第一凝固浴拉伸倍數(shù)為0. 6,在 第二凝固浴中拉伸3. 0倍。初生纖維經(jīng)水洗、干燥后經(jīng)過熱定型裝置在150°C下張緊熱定型 lOmin，最后進行卷曲、切斷，得到改性三聚氰胺纖維。纖維的強度為3. 7cN/dteX，斷裂伸長 率為15%，彈性模量為250cN/dtex。
[0025] 實施例2
[0026] 將經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑KH55