[发明专利]一种酚醛基纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种酚醛基纤维及其制备方法，首先将组分一和组分二分别熔融，经计量后通过复合喷丝组件(皮芯型复合喷丝板、海岛型复合喷丝板、并列型复合喷丝板或橘瓣型复合喷丝板)经卷绕从而制备初生纤维，然后将制得的初生纤维放入甲醛与酸的混合水溶液中进行第一次交联固化，冲洗干净后再放入甲醛与碱的混合水溶液中进行第二次交联固化，最后进行高温定型，制得酚醛基纤维；制得的酚醛基纤维为皮芯型复合纤维、海岛型复合纤维、并列型复合纤维或橘瓣型复合纤维。本发明的方法简单易行，成本低廉，制得的酚醛基纤维强度高，维持酚醛树脂特有的耐热性和阻燃性等，还可用于制造超细纤维和中空纤维，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于特种纤维技术领域，涉及一种酚醛基纤维及其制备方法。

背景技术

现有技术关于酚醛纤维的专利研究很多，现有相关公开技术包含改性纺丝(例如PF与腰果油改性后纺丝)、共混纺丝(例如PF与PA共混纺丝)和复合纺丝(例如PF与PE)。日本相关的技术文献中提出了共混熔融纺丝，如Phenolic resin fibers:Application:JP,1972-96394,49054620[P].[19720926]，聚甲醛或甲醛共聚物和热塑性酚醛树脂共混熔融纺丝，以甲醛和(或)酸固化制备酚醛树脂纤维。为提高纺丝性能、机械性能，缩短固化时间。利用聚甲醛的性质，在熔融或者纺丝时对其加热，产生甲醛，与酚醛树脂产生某种程度的交联反应。然而酚醛树脂与聚甲醛直接混合纺丝，聚甲醛混合不均匀，酚醛树脂与聚甲醛造粒后再纺丝，造粒过程酚醛树脂容易被凝胶化，故把聚甲醛溶解在苯酚内，再与酚醛树脂混合纺丝。该方法引入苯酚有较大毒性，不利于环保，且操作困难，聚甲醛溶解在苯酚的后处理工序复杂，生产成本高。

专利文献(Manufacture of phenolic resin conjugate fibers with hightensile strength and elongation and good heat and fire resistance by meltspinning together phenolic resins and thermoplastic polymers and crosslinkingthe fibers with aldehydes:Application:JP,1998-227741，2000064124[P].[19980812])通过熔融纺丝制备酚醛树脂/热塑性皮芯复合纤维，进而并用醛将纤维交联制造具有高拉伸强度、伸长率以及良好耐热和耐火性的酚醛树脂复合纤维，所述的热塑性树脂如聚乙烯等；该专利为酚醛树脂与热塑性材料直接复合纺丝，纺丝过程中酚醛分子没有发生微交联，酚醛熔体强度不高，可纺性不高，纺丝过程中容易断丝。

天津工业大学硕士论文“酚醛纤维的纺制及其共混改性研究”提出以低相对分子质量的热塑性酚醛树脂为原料，可以通过熔融纺丝获得酚醛纤维。在熔融纺丝制备酚醛纤维时，还可以将与酚醛树脂具有良好相容性的改性剂(聚酰胺、碳纳米管)与酚醛树脂均匀混合，然后再进行熔融纺丝并固化，制得改性酚醛纤维，要求改性剂在纺丝，拉伸及加工过程中不易挥发，不分解，经改性后酚醛纤维的韧性和耐热性均会有明显提高。但在纺丝过程中熔体强度低，固化液处理复杂，成本高，纤维阻燃性能和机械性能下降。

专利文献(Process for spinning composite fiber of phenolic resin：US3996327A)提出一种制备具有耐热和阻燃性能的酚醛树脂自卷曲复合纤维的方法，其包括将热塑性酚醛树脂(组分a)和由另一种热塑性树脂与热塑性酚醛树脂熔融共混组成的改性酚醛树脂母料(组分b)进行复合纺丝，使两种组分以偏心或并排排列的方式组合在一起，然后固化所得的热塑性复合纤维。该方法相对于酚醛树脂的熔融纺丝，其可纺性相对提高，伸长率和回复率也有所提高。但是该方法同样是纺丝过程中酚醛分子没有发生微交联，组分a熔体强度较低，可纺性不高，纺丝过程中容易断丝。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种酚醛基纤维及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：