CN105002593A - 一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法 - Google Patents

一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105002593A
CN105002593A CN201510404732.1A CN201510404732A CN105002593A CN 105002593 A CN105002593 A CN 105002593A CN 201510404732 A CN201510404732 A CN 201510404732A CN 105002593 A CN105002593 A CN 105002593A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nano
preparation
modified melamine
melamine fiber
material modified
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510404732.1A
Other languages
English (en)
Inventor
于俊荣
周迎松
诸静
王彦
胡祖明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Donghua University
National Dong Hwa University
Original Assignee
Donghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Donghua University filed Critical Donghua University
Priority to CN201510404732.1A priority Critical patent/CN105002593A/zh
Publication of CN105002593A publication Critical patent/CN105002593A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

本发明涉及一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法，将无机纳米材料加入到甲醛水溶液中，超声分散均匀后，加入三聚氰胺，搅拌，将得到改性三聚氰胺甲醛树脂溶液与聚乙烯醇水溶液混合制备纺丝浆液，然后采用湿法纺丝方法制备三聚氰胺纤维。本发明可以显著提高三聚氰胺纤维的手感及力学性能，改善其服用性能，兼备生产效率高、生产成本低的特点。

Description

一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法
技术领域
本发明属于三聚氰胺纤维的制备领域，特别涉及一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法。
背景技术
三聚氰胺纤维由于其无熔点、不熔滴、不收缩、导热率低的特点，通常用于石油钻井平台作业服、焊工围裙和手套、消防服、耐热滤材和离合器衬层等各种耐高温防护服和防火制品。在上世纪90年代，德国BASF公司成功研制纤维并且将其工业化。近年来欧洲、美国、日本等国家的研究机构不断开发其技术手段，已经能够制备出具有一定性能的三聚氰胺纤维。我国有些科研机构及单位也在研究三聚氰胺纤维，但研究出来的三聚氰胺纤维离工业化的要求还较为遥远；
德国专利(DE 2364091-B)最早提出了制备三聚氰胺纤维的方法，即在三聚氰胺甲醛树脂溶液中添加一定量的成纤剂，通过干法纺丝或离心纺丝方法得到三聚氰胺纤维，但其固化时间长，因而纺丝较为困难与复杂。日本专利(US 4361674)用三乙醇胺改性的三聚氰胺甲醛树脂溶液与聚乙烯醇的酸性水溶液通过0.125mm喷丝板烦死得到三聚氰胺纤维，但此种方法得到的三聚氰胺纤维力学性能较差，纤维的直径较粗，在实际应用中存在缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法，本发明可以显著提高三聚氰胺纤维的手感及力学性能，改善其服用性能，兼备生产效率高、生产成本低的特点。
本发明的一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法，包括：
(1)将无机纳米材料加入甲醛水溶液中，超声分散均匀后，用碱性催化剂调节PH为8-10，然后加入三聚氰胺，搅拌反应0.5-3h，反应温度为55-95℃，得到改性的三聚氰胺甲醛树脂溶液；
(2)在60-95℃条件下，将聚乙烯醇水溶液和上述改性的三聚氰胺甲醛树脂溶液按质量比为4:6-6:4混匀，得到纺丝原液，然后静置脱泡，在35-65℃条件下，进入凝固浴，经凝固、拉伸、水洗、干燥、热定型，然后进行卷曲、切断，即得纳米材料改性三聚氰胺纤维。
所述无机纳米材料为表面处理或改性的无机纳米材料，其中表面处理或改性为将表面活性剂覆盖于纳米材料表面，赋予纳米材料在溶剂中的良好分散性。
表面处理或改性无机纳米材料为硅烷偶联剂表面处理后改性无机纳米材料。
所述的硅烷偶联剂为KH570、KH550中的一种或几种。
所述步骤(1)中无机纳米材料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米碳管、石墨烯中的一种或几种；碱性催化剂为氢氧化钠、碳酸钠、氨水、三乙胺、三乙醇胺中的一种或几种。所述步骤(1)中甲醛水溶液的质量百分浓度为37％；无机纳米材料在甲醛水溶液中的质量百分浓度为1％-5％；三聚氰胺与甲醛的摩尔比为1:1.5-1:5.5。
所述步骤(2)中聚乙烯醇的聚合度为1700-2400、醇解度为50％-99％；聚乙烯醇水溶液的浓度为15-20wt％；纺丝原液的粘度为400-1200厘泊。
步骤(2)中从喷丝头喷出后进入凝固浴；其中喷丝头为喷丝孔直径为0.06-0.12mm的多孔喷丝头。
所述步骤(2)中凝固浴为含有硼酸的过饱和硫酸钠水溶液，其中硼酸的质量分数为1wt％-10wt％。
所述步骤(2)中凝固、拉伸具体为：凝固为两级凝固，凝固浴温度为25-75℃，第一凝固浴中的拉伸倍数为0.4-0.9倍，在第二凝固浴中的拉伸倍数为2.0-6.0倍。
所述步骤(2)中热定型方式为张紧干热定型，定型温度为100-220℃，定型时间为5-10min。所述步骤(2)中纳米材料改性三聚氰胺纤维的强度为2-5cN/dtex，断裂伸长率15％-35％，弹性模量为100-500cN/dtex。
有益效果
(1)本发明的纺丝原液具有很好的可纺性，经过纳米材料改性后浆液的稳定性得到显著提高；
(2)本发明采用湿法纺丝，能够实现改性三聚氰胺纤维的连续化生产，生产效率高；
(3)本发明制备得到的改性三聚氰胺纤维具有很好的手感与力学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
将经硅烷偶联剂KH570处理过的纳米二氧化硅37.7g和37％甲醛溶液509g超声分散均匀后，加入到带有控温和搅拌装置的反应釜中，加热到90℃，向其中加入碱性催化剂三乙胺，使PH达到9左右，搅拌5分钟后向反应釜中加入三聚氰胺396g(三聚氰胺与甲醛的摩尔比为1:2，纳米二氧化硅占总质量的4％，三聚氰胺甲醛树脂溶液占总质量的96％)，搅拌反应2h后得到改性三聚氰胺甲醛树脂溶液。将942.7g 18wt％的聚乙烯醇(聚合度2000，醇解度99％)与上述三聚氰胺甲醛树脂溶液在90℃混合搅拌30min，得到纺丝原液。
将纺丝原液进行静置脱泡，采用恒温循环装置，浆液温度维持在55℃，经计量泵组件输送进入喷丝孔直径为0.06mm的多孔喷丝头，原液从喷丝头挤出后进入40℃、含3wt％硼酸的过饱和硫酸钠水溶液中进行两级凝固得到初生纤维，第一凝固浴拉伸倍数为0.6，在第二凝固浴中拉伸3.0倍。初生纤维经水洗、干燥后经过热定型装置在150℃下张紧热定型10min，最后进行卷曲、切断，得到改性三聚氰胺纤维。纤维的强度为3.7cN/dtex，断裂伸长率为15％，弹性模量为250cN/dtex。
实施例2
将经硅烷偶联剂KH550处理过的纳米二氧化钛47.6g和37％甲醛溶液509g超声分散均匀后，加入到带有控温和搅拌装置的反应釜中，加热到70℃，向其中加入碱性催化剂三乙醇胺，使PH达到9左右，搅拌5分钟后向反应釜中加入三聚氰胺396g(三聚氰胺与甲醛的摩尔比为1:2，纳米二氧化钛占总质量的5％，三聚氰胺甲醛树脂溶液占总质量的95％)，搅拌反应2h后得到改性三聚氰胺甲醛树脂溶液。将942.7g 20wt％的聚乙烯醇(聚合度2000，醇解度88％)与上述三聚氰胺甲醛树脂溶液在80℃混合搅拌40min，得到纺丝原液。将纺丝原液进行静置脱泡，采用恒温循环装置，浆液温度维持在50℃，经计量泵组件输送进入喷丝孔直径为0.08mm的多孔喷丝头，原液从喷丝头挤出后进入30℃、含2wt％硼酸的过饱和硫酸钠水溶液中进行两级凝固得到初生纤维，第一凝固浴拉伸倍数为0.5，在第二凝固浴中拉伸2.0倍。初生纤维经水洗、干燥后经过热定型装置在170℃下张紧热定型8min，最后进行卷曲、切断，得到改性三聚氰胺纤维。纤维的强度为2.8cN/dtex，断裂伸长率为25％，弹性模量为190cN/dtex。
实施例3
将石墨烯28g和37％甲醛溶液596g超声分散均匀后，加入到带有控温和搅拌装置的反应釜中，加热到80℃，向其中碱性催化剂氢氧化钠，使PH达到10左右，搅拌5分钟后向反应釜中加入三聚氰胺309g(三聚氰胺与甲醛的摩尔比为1:3，石墨烯占总质量的3％，三聚氰胺甲醛树脂溶液占总质量的97％)，搅拌反应2.5h后得到改性三聚氰胺甲醛树脂溶液。将1400g 15wt％的聚乙烯醇(聚合度1700，醇解度99％)与上述三聚氰胺甲醛树脂溶液在90℃混合搅拌1h，得到纺丝原液。将纺丝原液进行静置脱泡，采用恒温循环装置，浆液温度维持在45℃，经计量泵组件输送进入喷丝孔直径为0.08mm的多孔喷丝头，原液从喷丝头挤出后进入50℃、含3wt％硼酸的过饱和硫酸钠水溶液中进行两级凝固得到初生纤维，第一凝固浴拉伸倍数为0.6，在第二凝固浴中拉伸5.0倍。初生纤维经水洗、干燥后经过热定型装置在200℃下张紧热定型10min，最后进行卷曲、切断，得到改性三聚氰胺纤维。纤维的强度为4.2cN/dtex，断裂伸长率为12％，弹性模量为350cN/dtex。

Claims (10)

1.一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法，包括：
(1)将无机纳米材料加入甲醛水溶液中，超声分散均匀后，用碱性催化剂调节PH为8-10，然后加入三聚氰胺，搅拌反应0.5-3h，反应温度为55-95℃，得到改性的三聚氰胺甲醛树脂溶液；
(2)在60-95℃条件下，将聚乙烯醇水溶液和上述改性的三聚氰胺甲醛树脂溶液按质量比为4:6-6:4混匀，得到纺丝原液，然后静置脱泡，在35-65℃条件下，进入凝固浴，经凝固、拉伸、水洗、干燥、热定型，然后进行卷曲、切断，即得纳米材料改性三聚氰胺纤维。
2.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法，其特征在于：所述无机纳米材料为表面处理或改性的无机纳米材料，其中表面处理或改性为将表面活性剂覆盖于纳米材料表面。
3.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中无机纳米材料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米碳管、石墨烯中的一种或几种；碱性催化剂为氢氧化钠、碳酸钠、氨水、三乙胺、三乙醇胺中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中甲醛水溶液的质量百分浓度为37％；无机纳米材料在甲醛水溶液中的质量百分浓度为1％-5％；三聚氰胺与甲醛的摩尔比为1:1.5-1:5.5。
5.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中聚乙烯醇的聚合度为1700-2400、醇解度为50％-99％；聚乙烯醇水溶液的浓度为15-20wt％；纺丝原液的粘度为400-1200厘泊。
6.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法，其特征在于：步骤(2)中从喷丝头喷出后进入凝固浴；其中喷丝头为喷丝孔直径为0.06-0.12mm的多孔喷丝头。
7.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中凝固浴为含有硼酸的过饱和硫酸钠水溶液，其中硼酸的质量分数为1wt％-10wt％。
8.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中凝固、拉伸具体为：凝固为两级凝固，凝固浴温度为25-75℃，第一凝固浴中的拉伸倍数为0.4-0.9倍，在第二凝固浴中的拉伸倍数为2.0-6.0倍。
9.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中热定型方式为张紧干热定型，定型温度为100-220℃，定型时间为5-10min。
10.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中纳米材料改性三聚氰胺纤维的强度为2-5cN/dtex，断裂伸长率15％-35％，弹性模量为100-500cN/dtex。
CN201510404732.1A 2015-07-10 2015-07-10 一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法 Pending CN105002593A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510404732.1A CN105002593A (zh) 2015-07-10 2015-07-10 一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510404732.1A CN105002593A (zh) 2015-07-10 2015-07-10 一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105002593A true CN105002593A (zh) 2015-10-28

Family

ID=54375443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510404732.1A Pending CN105002593A (zh) 2015-07-10 2015-07-10 一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105002593A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106167924A (zh) * 2016-09-14 2016-11-30 郑州峰泰纳米材料有限公司 阻燃型三聚氰胺甲醛树脂纤维及其制备方法
CN106167925A (zh) * 2016-09-14 2016-11-30 郑州峰泰纳米材料有限公司 高强度三聚氰胺甲醛树脂纤维及其制备方法
CN106319682A (zh) * 2016-09-14 2017-01-11 郑州峰泰纳米材料有限公司 三聚氰胺甲醛树脂纤维及其制备方法
CN106381572A (zh) * 2016-09-14 2017-02-08 郑州峰泰纳米材料有限公司 高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维及其制备方法
CN109137140A (zh) * 2018-08-02 2019-01-04 合肥学院 一种银-三聚氰胺配合物纳米纤维及链状银纳米材料的制备方法
CN109881293A (zh) * 2019-03-28 2019-06-14 四川大学 一种三聚氰胺复合纤维及其制造方法
CN110714234A (zh) * 2019-11-27 2020-01-21 中原工学院 共聚制备脲类化合物改性蜜胺纤维的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1344821A (zh) * 2001-06-26 2002-04-17 天津工业大学 一种阻燃纤维及其制造方法
CN101016658A (zh) * 2007-01-15 2007-08-15 四川大学 三聚氰胺甲醛树脂/聚乙烯醇阻燃纤维的制造方法
CN104140511A (zh) * 2014-07-23 2014-11-12 四川金象赛瑞化工股份有限公司 用于干法纺丝高固含量改性三聚氰胺甲醛树脂及制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1344821A (zh) * 2001-06-26 2002-04-17 天津工业大学 一种阻燃纤维及其制造方法
CN101016658A (zh) * 2007-01-15 2007-08-15 四川大学 三聚氰胺甲醛树脂/聚乙烯醇阻燃纤维的制造方法
CN104140511A (zh) * 2014-07-23 2014-11-12 四川金象赛瑞化工股份有限公司 用于干法纺丝高固含量改性三聚氰胺甲醛树脂及制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
居法银: "无机纳米粒子改性三聚氰胺纤维的指标及性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106167924A (zh) * 2016-09-14 2016-11-30 郑州峰泰纳米材料有限公司 阻燃型三聚氰胺甲醛树脂纤维及其制备方法
CN106167925A (zh) * 2016-09-14 2016-11-30 郑州峰泰纳米材料有限公司 高强度三聚氰胺甲醛树脂纤维及其制备方法
CN106319682A (zh) * 2016-09-14 2017-01-11 郑州峰泰纳米材料有限公司 三聚氰胺甲醛树脂纤维及其制备方法
CN106381572A (zh) * 2016-09-14 2017-02-08 郑州峰泰纳米材料有限公司 高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维及其制备方法
CN109137140A (zh) * 2018-08-02 2019-01-04 合肥学院 一种银-三聚氰胺配合物纳米纤维及链状银纳米材料的制备方法
CN109881293A (zh) * 2019-03-28 2019-06-14 四川大学 一种三聚氰胺复合纤维及其制造方法
CN110714234A (zh) * 2019-11-27 2020-01-21 中原工学院 共聚制备脲类化合物改性蜜胺纤维的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105002593A (zh) 一种纳米材料改性三聚氰胺纤维的制备方法
CN104928791A (zh) 一种连续化制备三聚氰胺纤维的方法
CN103409837B (zh) 一种熔融纺丝制备水溶性聚乙烯醇纤维的方法
CN100516325C (zh) 三聚氰胺甲醛树脂/聚乙烯醇阻燃纤维的制造方法
CN106149083B (zh) 一种熔融法制备的功能性石墨烯纤维素纤维及其制备方法
CN105019059A (zh) 一种超柔超细聚酯纤维及其制备方法
CN109881293B (zh) 一种三聚氰胺复合纤维及其制造方法
CN103184588B (zh) 一种12k四元聚丙烯腈基碳纤维的制造方法
CN105019244A (zh) 一种高强聚酯长丝纤维及其制备方法
CN103266381A (zh) 一种吸湿发热聚丙烯腈纱线的制备方法
CN101429682A (zh) 一种双凝固浴制备再生纤维素纤维的方法
CN101343781A (zh) 一种阻燃聚乙烯醇/SiO2复合纤维的制备方法
CN103184582B (zh) 一种pva复合高强度高模量纤维素纤维的制备方法
CN104846464A (zh) 湿法纺pan基碳纤维用原丝的制备方法
CN108677268A (zh) 一种复合型改性锦纶制备方法及应用
CN106087094A (zh) 一种高强度、高模量聚乙烯醇细旦纤维的制备方法
CN108774758A (zh) 一种纳米纤维的制备方法
CN109252251A (zh) 大直径干湿法聚丙烯腈基碳纤维及其制备方法
CN105155007B (zh) 一种三叶异形fdy纤维及其制备方法
CN103184591B (zh) 一种12k二元聚丙烯腈基碳纤维的制造方法
CN104532392B (zh) 一种多孔超亮光聚酯纤维及其制备方法
CN106283224A (zh) 一种湿法大有光腈纶的制备方法
CN105019245A (zh) 一种粗旦多孔聚酯纤维及其制备方法
CN105155016B (zh) 一种超柔浓染型聚酯hoy纤维及其制备方法
CN102978740A (zh) 胶原蛋白与聚乙烯醇复合纤维及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20151028

RJ01 Rejection of invention patent application after publication