[发明专利]一种多次添加制备三聚氰胺改性脲醛纤维的方法

说明书

本发明公开了一种多次添加制备三聚氰胺改性脲醛纤维的方法，在两份高分子水溶液中分别加入三聚氰胺和醛类（甲溶液），尿素和醛类（乙溶液），分别加入碱性催化剂反应不同时间；甲、乙溶液混合加入酸性催化剂和一定量的尿素继续反应，再加碱性催化剂及剩余醛类化合物反应后，纺丝、加热固化得到改性脲醛纤维。本发明通过合理设计反应过程，脲醛分子可纺性提高，交联度增大，该纤维作为三维交联型纤维，具有成本低、纤维阻燃、隔热、无融滴，燃烧无毒等优点，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于特种纤维的制备领域，具体涉及一种多次添加制备三聚氰胺改性脲醛纺丝溶液、湿法纺丝及热固化从而获得功能性改性脲醛纤维的方法。

背景技术

三维交联型纤维具有本征阻燃、隔热及碳化得率高等特点在功能性纺织品、碳纤维及活性炭纤维领域具有潜在的应用价值。但由于交联型纤维与取向纤维具有不同的制备方法和结构特点，使得交联型纤维的发展极其缓慢。

酚醛纤维是第一种三维交联的有机纤维［Economy J，Clark R A。US patent，3650102］，该纤维的问世打破了三维交联树脂无法成纤的固有观念。三聚氰胺与甲醛通过缩合反应形成的三维网状结构赋予三聚氰胺树脂纤维良好的阻燃、耐酸碱、耐高温等性能。三聚氰胺树脂（MF）纤维又称蜜胺纤维，是继酚醛纤维后的有一种交联纤维。具有良好的阻燃性，其极限氧指数达32，燃烧或与火焰接触时无有毒气体产生；燃烧过程中不熔融、无滴落，可避免二次火灾；同时蜜胺纤维在200℃条件下可长期使用，且尺寸、拉伸强度几乎无变化[罗益锋。高科技合成纤维新进展[J]。高科技纤维与应用，2000(4)：1-8]，蜜胺纤维可在更高温度下碳化、活化，制备碳纤维或多孔炭纤维材料。蜜胺纤维可广泛应用于阻燃纺织品、高温过滤、净化吸附等领域。

脲醛树脂作为脲醛塑料、木材粘合剂等，广泛用于制造家具家电、机械零件,电气配件,各式钮扣及盖板等，由于价格低廉、阻燃性好而得到快速的发展，但在纤维方面的应用未见相关报道。本发明结合脲醛、蜜胺两者的优点，通过多次添加法制备了三聚氰胺改性脲醛纤维。

发明内容

本发明提供一种多次添加制备三聚氰胺改性脲醛纤维的方法，在高分子水溶液中加入三聚氰胺、尿素、醛类化合物反应后共混，经历酸性反应过程后，再次调节至碱性条件，加入剩余的醛类化合物反应得到纺丝溶液，湿法纺丝、热固化制备三维交联的改性脲醛纤维。该方法提供了一种多次添加制备三聚氰胺改性脲醛纤维的方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种多次添加制备三聚氰胺改性脲醛纤维的方法，步骤如下：

（1）将水溶性高分子溶于水中得到水溶性高分子水溶液，然后将水溶性高分子水溶液等分成A、B两部分溶液，向A部分溶液中加入三聚氰胺、醛类和碱性催化剂，在50-95℃条件下反应0.4-10h，得到甲溶液；向B部分溶液中加入尿素和醛类化合物，以及碱性催化剂，然后在45-95℃条件下反应0.5-8h，得到乙溶液；将甲溶液、乙溶液混合后加入酸性催化剂调节pH值至酸性，在40-95℃条件下加入尿素继续反应0.1-7h，得到改性脲醛树脂溶液；

（2）加入碱性催化剂调节脲醛树脂溶液至碱性，并缓慢加入醛类化合物，在35-95℃条件下反应一段时间后，得到改性脲醛纺丝溶液，使用湿法纺丝工艺，经过凝固浴后得到脲醛初生纤维；

（3）初生纤维经过水洗，烘干，然后在烘箱中按照一定的升温速率进行加热固化，得到改性脲醛纤维。

进一步，所述步骤（1）中水溶性高分子为PVA、PEG、聚乙烯醇缩甲醛、PVP、水溶性改性淀粉或水溶性改性纤维素中的一种，所述水溶性高分子水溶液中高分子的质量含量为1-30%。

进一步，所述醛类化合物为甲醛、戊二醛、乙醛或多聚甲醛中的一种；碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、三乙醇胺、碳酸氢钠、氢氧化镁或氢氧化钙中的一种；酸性催化剂为盐酸、硫酸、磷酸或草酸中的一种。