CN109881293A - 一种三聚氰胺复合纤维及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三聚氰胺复合纤维及其制造方法。所述三聚氰胺复合纤维包括三聚氰胺甲醛改性树脂、经偶联剂表面改性的无机纳米材料和水溶性聚合物，该复合纤维内部缺陷少，强度和韧性大，复合纤维拉伸强度达2‑6cN/dtex，断裂伸长率达15％‑40％；阻燃性能优异，离开火焰后立即熄灭，无熔滴，不阴燃，极限氧指数达38％‑45％。本发明制造三聚氰胺复合纤维的方法，在纺丝原液制造过程中，纺丝原液各组分间形成氢键，相容性好，而且经偶联剂表面改性的无机纳米材料消除了纺丝原液中的大量气泡，改善了纺丝原液的流动性，同时提高了纺丝原液稳定性和成纤性，用本发明的方法可以经济地制造出三聚氰胺复合纤维。

Description

一种三聚氰胺复合纤维及其制造方法

技术领域

本发明属于复合纤维材料制造技术领域，具体涉及一种三聚氰胺复合纤维及其制造方法。

背景技术

三聚氰胺纤维由三聚氰胺缩甲醛树脂制成，具有遇火不熔融、不收缩、离火不阴燃、导热率低、焦化程度低、耐高温性能良好等优点，被认为是优异的耐高温阻燃材料，常用于航空座椅套、剧院帷幕、消防服、化工防护服、防护手套以及离合器衬层和耐高温过滤材料等领域。此外，三聚氰胺纤维还具有成本低、原料来源广等优势，但在耐高温阻燃纤维市场占有率不到1％，根本原因是其制造过程复杂、技术门槛高、各种影响纤维性能的因素相互制约。

制造三聚氰胺纤维面临以下问题：

(1)纺丝原液的成纤性不好，使纤维直径分布宽、纤维上附有珠粒(Z.S.Hang,L.H.Tan,X.M.Cao,et al.Materials Letters,2011,65:1079-1081)。

(2)纺丝原液的稳定性差，室温下储存2-3天后即有白色固体生成进而失去可纺性，必须在纺丝原液制备完成后的90小时内进行纺丝工序(CN101016658A；CN1344821A；沈燕,周迎松,于俊荣,等.合成纤维工业,2016,39(6):20-25)。

(3)制成的纤维韧性差，强度不高，拉伸强度约1-3cN/dtex，断裂伸长率约3％-5％，致使纤维在生产过程中易断头。

(4)纤维较难连续生产，生产过程能耗高、污染大、效率低。

针对纺丝原液成纤性不佳和三聚氰胺纤维韧性差的问题，目前大多采用向纺丝原液中添加纺丝级聚乙烯醇加以解决(US4088620；US4361674；CN101016658A；Z.S.Hang,L.H.Tan,X.M.Cao,et al.Materials Letters,2011,65:1079-1081)，但存在如下缺点：

(1)投入少量的聚乙烯醇只能起到提高纺丝原液成纤性的作用，只有在加入的聚乙烯醇重量与三聚氰胺甲醛树脂预聚物重量相当时才能较明显地改善三聚氰胺纤维的韧性，但会降低三聚氰胺纤维的阻燃性能(W.X.Xu,S.J.Dong,C.H.Yu,et al.Journal ofApplied Polymer Science,2014,131(17):40678-40684)。

(2)需要加入多余的溶剂水才能使聚乙烯醇完全溶解，致使三聚氰胺甲醛树脂预聚物和溶剂水之间的相容性下降，聚乙烯醇与三聚氰胺甲醛树脂预聚物之间出现相分离，所制备的纺丝原液稳定性差(CN101016658A)，制得的纤维内部出现较多的缺陷(W.X.Xu,C.H.Yu,X.S.Zhao,et al.Journal of Applied Polymer Science,2015,133(4):42918-42924)。

针对三聚氰胺纤维韧性差的问题，另一种常用的方法是在原料中加入三聚氰胺衍生物，以降低三聚氰胺甲醛树脂的交联点密度(US5084488；US5939515；董书娟,黄司琪,许圣威,等.合成纤维工业,2011,34(6):21-24)，但纤维韧性增加幅度很小。

对于纺丝原液稳定性差这一问题，目前有两种解决方案：一是引入醇羟基，提高原料在溶剂水中的溶解度(CN104140511A)；二是加入经硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅，增大三聚氰胺甲醛树脂预聚物、聚乙烯醇、水三者的相容性(居法银,杭祖圣,曹晓苗,等.合成纤维工业,2010,33(6):11-14)。但过量引入醇羟基会形成某些复合物，从原本均匀的纺丝原液中沉淀析出；单独使用纳米二氧化硅并不能大幅改善纺丝原液的稳定性。

传统制备三聚氰胺纤维的方法主要有湿法纺丝、离心纺丝和静电纺丝。其中，湿法纺丝工艺(US4088620；C.H.Yu,W.X.Xu,X.S.Zhao,et al.Fibers and Polymers,2014,15(9):1828-1834)流程复杂，设备投资大，纺丝速度低，三聚氰胺甲醛树脂容易流失在凝固浴中造成原料的浪费，污染凝固浴。离心纺丝工艺(US5084488；CN1344821A)不能连续生产，无法生产长丝，且制成的纤维横截面不规则。静电纺丝工艺(Z.S.Hang,L.H.Tan,X.M.Cao,etal.Materials Letters,2011,65:1079-1081；L.L.Lu,Y.Q.Kang,Y.G.Yang,etal.Advanced Materials Research,2014,1088:419-423)制备三聚氰胺纤维能耗高、产量低、纤维的强度低、寿命短。而近年出现的干法纺丝制造三聚氰胺纤维的技术(CN104831373B)既能制造长丝也能制造短纤，生产效率高、过程连续、成本低、污染小，但其纺丝原液粘度大，脱泡困难，制造的纤维强度低、韧性差。

因此，为提高三聚氰胺纤维的性能，采用恰当的原料及合适的配比制备成稳定性高、流动性好、成纤性佳的纺丝原液，同时通过干法纺丝连续、高效地制造出力学性能好、阻燃性能优异的三聚氰胺纤维是扩大其市场占有率的重要途径。

发明内容

针对现有技术的三聚氰胺纤维存在强度和韧性差等问题，本发明的目的之一在于提供一种三聚氰胺复合纤维，该复合纤维强度和韧性好、阻燃性能优异；本发明的目的之二在于为所述复合纤维的制造提供一种质地均匀、可纺性佳、流动性好、储存稳定性高的纺丝原液；本发明的目的之三在于提供该三聚氰胺复合纤维的制造方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种三聚氰胺复合纤维，包括三聚氰胺甲醛改性树脂、经偶联剂表面改性的无机纳米材料和水溶性聚合物。

传统的三聚氰胺纤维由三聚氰胺甲醛树脂制成，而本发明的三聚氰胺复合纤维由三聚氰胺甲醛改性树脂制成，是在原料中同时加入能参与树脂合成反应的三聚氰胺及其衍生物，经纺丝加工得到的产品。三聚氰胺衍生物的加入降低了三聚氰胺甲醛树脂的交联点密度，增加了交联点间的柔性链长度，提高了复合纤维的韧性。

复合纤维中的改性无机纳米材料，在纺丝原液制造时消除了纺丝原液中的大量气泡，改善纺丝原液的流动性能，同时能增大三聚氰胺改性树脂预聚物、水溶性聚合物、溶剂水等主要成分之间的相容性，提高了纺丝原液稳定性，并且使水溶性聚合物能够与树脂充分复合以提高纺丝原液的成纤性，最终使所得纤维内部缺陷少，增大了复合纤维的强度和韧性。

复合纤维中的水溶性聚合物同样能够提高复合纤维的韧性，而且因为改性无机纳米材料和其他组分的影响，纺丝原液的稳定性和相容性并不会因水溶性聚合物而下降。

在本发明的三聚氰胺复合纤维中，三种主要组分之间形成氢键网络致使复合纤维的多种性能发生显著的有益改变，尤其表现在强度和韧性的提高，以及阻燃性能的保持。附图2展示了本发明一种复合纤维中三聚氰胺甲醛改性树脂、改性纳米二氧化硅和聚乙二醇之间的氢键网络。附图5展示了本发明的一种三聚氰胺复合纤维的横断面SEM照片，可见复合纤维内部缺陷极少。

进一步地，根据本发明的一些具体实施例，上述三聚氰胺复合纤维中的三聚氰胺甲醛改性树脂含有以下基团：

其中，Y¹、Y²、Y³、Y⁴、Y⁵独立地选自-CH₂OH和-CH₂OR；R选自烷基；D¹选自-CH₂-和-CH₂OCH₂-；D²和D³独立地选自氢、-CH₂OH、-CH₂-和-CH₂OCH₂-；P¹、P²独立地选自-CH₂-、-CH₂OCH₂-、-OCH₂CH₂-和-OCH₂CH₂OCH₂CH₂-；X选自芳基和烷基。

本发明所述的芳基是指具有芳香性的基团，烷基是指烷烃分子中少一个氢原子而成的烃基。因为含有上述结构的三聚氰胺甲醛改性树脂通过降低交联点密度、增加交联点间的柔性链长度，实现了提高复合纤维韧性的效果，因此，只要符合上述结构即可实现相应的功能，对芳基和烷基的具体种类没有限制。作为一种优选的实施方式，所述芳基为C_6-12芳基，所述烷基为C_1-8烷基，芳基和烷基可以是取代的或者未取代的。

进一步地，本发明用于改性无机纳米材料的偶联剂包括硅氧烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等；优选地，所述偶联剂为硅氧烷偶联剂。

进一步地，根据本发明的一些具体实施例，所述无机纳米材料为纳米级的二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氢氧化镁、四氧化三铁、石墨烯、碳纳米管、碳酸钙、炭黑等，优选为纳米二氧化硅；所述水溶性聚合物选自聚乙烯醇、聚环氧乙烷、水溶性纤维素醚中的一种或多种，优选为聚乙烯醇。

进一步地，经偶联剂表面改性的纳米二氧化硅为KH550-SiO₂、KH560-SiO₂、KH570-SiO₂中的一种或多种。

所述水溶性聚合物中，聚乙烯醇的聚合度为1700-2400、醇解度为78％-99％；聚环氧乙烷的分子量为50-600万；水溶性纤维素醚的分子量为20-100万。

优选地，所述水溶性纤维素醚选自羧甲基纤维素钠，甲基纤维素，羟乙基纤维素，羟乙基甲基纤维素，羟丙基纤维素，羟丙基甲基纤维素等中的一种或多种。

进一步地，根据本发明的一些具体实施例，上述三聚氰胺复合纤维的断裂强度为2-6cN/dtex，断裂伸长率为15％-40％，纤度为3-10dtex，极限氧指数38％-45％。优选地，所述三聚氰胺复合纤维的断裂强度为2.5-4cN/dtex，断裂伸长率为17-38％，纤度为3-7dtex，极限氧指数为38％-43％。

本发明提供的制备前述三聚氰胺复合纤维的纺丝原液，由含有以下重量份的原料制备：

进一步地，上述纺丝原液的粘度为1400-5000Pa·s，固体含量为60％-80％，30-40天内保持均匀、流动性好、成纤性佳的状态。本发明克服了纺丝原液稳定性差、保存时间短的问题，可稳定保存30天以上。

本发明原料中的三聚氰胺及其衍生物(如苯代三聚氰胺、甲基胍胺、羟乙基乙氧基三聚氰胺、羟乙基三聚氰胺等)与甲醛反应后生成带有羟甲基的产物(预聚体混合物)，这些产物与原料中其他组分相互溶解、通过氢键复合形成溶液，制成三聚氰胺复合纤维的纺丝原液。本发明的一种纺丝原液中预聚物与其他组分之间的氢键网络如图1所示，氢键的形成提高了组分间的相容性和稳定性，因而本发明的纺丝原液保持时间可达30天以上，为工业纺丝提供了更多的可操作时间。改性无机纳米材料可以改善纺丝原液的流变性能，如图6的一个示例所示，消除纺丝原液中的大量气泡，因此，无需脱泡。

进一步地，上述纺丝原液的原料中，所述pH调节剂为无机碱，优选为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氨水、氢氧化钾中的一种或多种。

进一步地，上述三聚氰胺复合纤维的纺丝原液，所述三聚氰胺衍生物为符合下式I结构中的一种或多种：

其中，X₁、X₂和X₃独立地选自NHR₁、R₂、NR₃R₄，但X₁、X₂和X₃中不能有两者同时为R₂，R₁独立地选自羟乙基、羟乙基乙氧基，R₂独立地选自烷基和芳基，R₃、R₄独立地选自氢、羟甲基醚、羟甲基，但不能同时为氢。

所述偶联剂表面改性的无机纳米材料和水溶性聚合物的定义如前所述。

本发明提供的制造前述三聚氰胺复合纤维的方法，包括以下步骤：

(1)按照前述纺丝原液所用的原料配方，称取三聚氰胺、甲醛水溶液、经偶联剂表面改性的无机纳米材料、水溶性聚合物、三聚氰胺衍生物和软化水，搅拌均匀；

(2)用pH调节剂将步骤(1)的反应液的pH调至8-10，超声振荡，在50-110℃下搅拌反应5-8小时，制得均匀的纺丝原液；

(3)将步骤(2)的纺丝原液用干法纺丝工艺进行纺丝。

在制备纺丝原液的过程中，三聚氰胺及其衍生物分别与甲醛反应，生成多种树脂预聚物。将一种纺丝原液制备过程的化学反应展示在图3中。

上述制造前述三聚氰胺复合纤维的方法，步骤(3)所述的干法纺丝工艺可以是现有技术中已知的方法。在本发明的一些具体实施例中，步骤(3)包括：将纺丝原液过滤后，由计量泵打入喷丝板，喷丝孔直径为0.06-0.12mm，压力为3-30MPa，成丝后，进入充满热的酸性气体、温度为80-110℃的纺丝甬道固化，经拉伸、卷绕收集后再送入烘箱中于180-250℃进一步固化。

进一步地，在本发明的一些具体实施例中，制造三聚氰胺复合纤维的方法是按一定投料比将原料加入带有冷凝管、超声探头、机械搅拌器、温度计、压力表、氮气进口的反应釜中，pH调至8-10，超声振荡3-6小时，在50-110℃下，搅拌5-8小时，制得均匀的纺丝原液。将纺丝原液过滤后，由计量泵打入喷丝板，喷丝孔直径为0.06-0.12mm，压力为3-30MPa，成丝后，进入充满热的酸性气体、温度为80-110℃的纺丝甬道后发生了一系列的化学反应，纤维得以固化，经拉伸、卷绕收集后再送入烘箱中于180-250℃进一步固化，即可制得内部缺陷少、强度和韧性好、阻燃性能优良的纤维。

本发明的纺丝原液在干法纺丝的固化过程中发生例如图4所示的反应，生成三聚氰胺甲醛改性树脂，该树脂与改性无机纳米材料和水溶性聚合物再通过氢键结合，最终形成本发明的复合纤维。

因此，本发明具有以下优点：

(1)纺丝原液中由于含有适量的羟甲基、羟乙基、羟乙基乙氧基、羟基、氨基、亚氨基、醚键等，易形成氢键，使各组分间的相容性良好，提升了纺丝原液储存稳定性和成纤性。

(2)原料中加入芳基或烷基取代的三聚氰胺减少了体系中的反应位点，从而降低树脂产物的交联点密度，改善了纤维的韧性。原料中加入羟乙基或羟乙基乙氧基三聚氰胺将柔性链段引入交联点之间，增大交联点之间的距离，增强交联网链的活动能力，从而提升纤维韧性。

(3)原料中加入水溶性聚合物提高了纺丝原液的成纤性以及制成的纤维韧性。

(4)原料中加入改性无机纳米材料能够改善纺丝原液各组分的相容性，提高纺丝原液的流动性，消除了纺丝原液中的大量气泡。

(5)纺丝原液固体含量高、粘度大，但无需脱泡。

(6)制成的纤维内部缺陷少、强度和韧性好、阻燃性优良。

(7)生产运行成本低，连续化程度高，工艺简单，环境污染小。

附图说明

图1是本发明一种纺丝原液中各组分间形成氢键网络示意图。

图2是本发明一种复合纤维中各组分间形成氢键网络示意图。

图3是本发明一种制备纺丝原液过程中的化学反应示意图。

图4是本发明一种纤维固化过程中化学反应示意图。

图5本发明制造的一种三聚氰胺复合纤维横截面图。

图6未加改性纳米二氧化硅和加入改性纳米二氧化硅的纺丝原液流变曲线。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据本发明的上述内容作出一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

以下为非限制性实施例。各实施例中的粘度采用旋转流变仪测试。

实施例1

将三聚氰胺504.5g，苯代三聚氰胺74.9g，37wt％甲醛水溶液792.8g，多聚甲醛43.2g，聚乙烯醇11g，甲醚化三聚氰胺10g，羟乙基三聚氰胺20g，软化水25g，经KH-550改性的纳米二氧化硅2g加入装配有温度计、压力表、机械搅拌器、回流冷凝管、超声探头的反应釜中，加入氢氧化钠4g，调节pH为9左右，超声振荡3小时，90℃搅拌6小时，制得固体含量为66％的纺丝原液。存放时间可达35天，成纤性仍然良好，粘度为2600Pa·s。将纺丝原液送入纺丝工序，由计量泵打入过滤装置，通过喷丝板(喷丝孔直径0.12mm，压力3.5Mpa，温度约40℃)，连续成丝，进入充满酸性气体的纺丝甬道固化(甬道温度80-90℃)，纤维由牵引机、喂入机送至卷绕机构收集，放置于烘箱中于210℃继续固化2小时。纤维纤度为6.5dtex，拉伸强度为3.4cN/dtex，断裂伸长率为17.8％，极限氧指数为43％，离开火焰后立即熄灭，无熔滴，不阴燃。

实施例2

将三聚氰胺403.6g，甲基胍胺50.1g，37wt％甲醛水溶液642.2g，聚环氧乙烷10g，经KH-550改性的纳米二氧化硅1g，丁醚化三聚氰胺10g，羟乙基乙氧基三聚氰胺30g，软化水50g，加入装配有温度计、压力表、机械搅拌器、回流冷凝管、超声探头的反应釜中，加入氢氧化钾3g，调节pH为8-9，超声振荡3小时，80℃搅拌8小时，制得固体含量为62％的纺丝原液。存放时间可达37天，成纤性仍然良好，粘度为3100Pa·s。将纺丝原液送入纺丝工序，由计量泵打入过滤装置，通过喷丝板(喷丝孔直径0.06mm，压力6Mpa，温度约40℃)，连续成丝，进入充满酸性气体的纺丝甬道固化(甬道温度100-110℃)，纤维由牵引机、喂入机送至卷绕机构收集，放置于烘箱中于220℃继续固化2小时。纤维纤度为4dtex，拉伸强度为3cN/dtex，断裂伸长率为22.9％，极限氧指数为40％，离开火焰后立即熄灭，无熔滴，不阴燃。

实施例3

将三聚氰胺504.5g，甲基胍胺50.1g，37wt％甲醛水溶液648.6g，多聚甲醛91.2g，羧甲基纤维素钠20g，经KH-570改性的纳米二氧化硅7.5g，甲醚化三聚氰胺5g，羟乙基乙氧基三聚氰胺25g，软化水100g，加入装配有温度计、压力表、机械搅拌器、回流冷凝管、超声探头的反应釜中，加入氢氧化钾4g，调节pH为9左右，超声振荡4小时，90℃搅拌7小时，制得固体含量65％的纺丝原液。存放时间可达33天，成纤性仍然良好，粘度为4200Pa·s。将纺丝原液送入纺丝工序，由计量泵打入过滤装置，通过喷丝板(喷丝孔直径0.12mm，压力8.7Mpa，温度约40℃)，连续成丝，进入充满酸性气体的纺丝甬道固化(甬道温度80-100℃)，纤维由牵引机、喂入机送至卷绕机构收集，放置于烘箱中于230℃继续固化1小时。纤维纤度为4.5dtex，拉伸强度为4cN/dtex，断裂伸长率为31.9％，极限氧指数为39％，离开火焰后立即熄灭，无熔滴，不阴燃。

实施例4

将三聚氰胺504.5g，苯代三聚氰胺112.3g，37wt％甲醛水溶液405.4g，多聚甲醛139.8g，聚乙烯醇20g，聚环氧乙烷5g，经KH-560改性的纳米二氧化硅1g，丁醚化三聚氰胺8g，羟乙基乙氧基三聚氰胺25g，软化水150g，加入装配有温度计、压力表、机械搅拌器、回流冷凝管、超声探头的反应釜中，加入氢氧化钾3g，调节pH为8-9，90℃搅拌7小时，制得固体含量为70.3％的纺丝原液。存放39天，成纤性仍然良好，粘度为4000Pa·s。将纺丝原液送入纺丝工序，由计量泵打入过滤装置，通过喷丝板(喷丝孔直径0.06mm，压力25Mpa，温度约40℃)，连续成丝，进入充满酸性气体的纺丝甬道固化(甬道温度80-90℃)，纤维由牵引机、喂入机送至卷绕机构收集，放置于烘箱中于230℃继续固化1小时。纤维纤度为3dtex，拉伸强度为2.5cN/dtex，断裂伸长率为35.2％，极限氧指数为38％，离开火焰后立即熄灭，无熔滴，不阴燃。

实施例5

将三聚氰胺302.7g，苯代三聚氰胺93.6g，甲基胍胺62.5g，37wt％甲醛水溶液689.2g，羟乙基纤维素10g，经KH-560改性的纳米二氧化硅10g，甲醚化三聚氰胺6g，羟乙基乙氧基三聚氰胺30g，加入装配有温度计、压力表、机械搅拌器、回流冷凝管、超声探头的反应釜中，加入氢氧化钠4g，调节pH为10左右，超声振荡6小时，90℃搅拌7小时，制得固体含量为64.8％的纺丝原液。存放30天，成纤性仍然良好，粘度为1400Pa·s。将纺丝原液送入纺丝工序，由计量泵打入过滤装置，通过喷丝板(喷丝孔直径0.12mm，压力10Mpa，温度约40℃)，连续成丝，进入充满酸性气体的纺丝甬道固化(甬道温度80-100℃)，纤维由牵引机、喂入机送至卷绕机构收集，放置于烘箱中于220℃继续固化1.5小时。纤维纤度为6.3dtex，拉伸强度为3.7cN/dtex，断裂伸长率为26.4％，极限氧指数为40％，离开火焰后立即熄灭，无熔滴，不阴燃。

实施例6

将三聚氰胺504.5g，苯代三聚氰胺149.8g，37wt％甲醛水溶液656.8g，多聚甲醛93g，聚乙烯醇60g，经KH-570改性的纳米二氧化硅5g，甲醚化三聚氰胺10g，羟乙基三聚氰胺30g，软化水300g，加入装配有温度计、压力表、机械搅拌器、回流冷凝管、超声探头的反应釜中，加入氢氧化钾5g，调节pH为9-10，超声振荡4小时，90℃搅拌8小时，制得固体含量为61.8％的纺丝原液。存放30天，成纤性仍然良好，粘度为5000Pa·s。将纺丝原液送入纺丝工序，由计量泵打入过滤装置，通过喷丝板(喷丝孔直径0.06mm，压力27Mpa，温度约40℃)，连续成丝，进入充满酸性气体的纺丝甬道固化(甬道温度100-110℃)，纤维由牵引机、喂入机送至卷绕机构收集，放置于烘箱中于230℃继续固化1小时。纤维纤度为3.8dtex，拉伸强度为2.9cN/dtex，断裂伸长率为37.4％，极限氧指数为38％，离开火焰后立即熄灭，无熔滴，不阴燃。

Claims (10)

1.一种三聚氰胺复合纤维，其特征在于，所述三聚氰胺复合纤维包括三聚氰胺甲醛改性树脂、经偶联剂表面改性的无机纳米材料和水溶性聚合物。

2.根据权利要求1所述的三聚氰胺复合纤维，其特征在于，所述三聚氰胺甲醛改性树脂含有以下基团：

其中，Y¹、Y²、Y³、Y⁴、Y⁵独立地选自-CH₂OH和-CH₂OR；R选自烷基；D¹选自-CH₂-和-CH₂OCH₂-；D²和D³独立地选自氢、-CH₂OH、-CH₂-和-CH₂OCH₂-；P¹、P²独立地选自-CH₂-、-CH₂OCH₂-、-OCH₂CH₂-和-OCH₂CH₂OCH₂CH₂-；X选自芳基和烷基。

3.根据权利要求1所述的三聚氰胺复合纤维，其特征在于，所述无机纳米材料为纳米级的二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氢氧化镁、四氧化三铁、石墨烯、碳纳米管、碳酸钙、炭黑中的一种或多种；所述水溶性聚合物选自聚乙烯醇、聚环氧乙烷、水溶性纤维素醚中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的三聚氰胺复合纤维，其特征在于，所述聚乙烯醇的聚合度为1700-2400、醇解度为78％-99％；聚环氧乙烷的分子量为50-600万；水溶性纤维素醚的分子量为20-100万。

5.根据权利要求1所述的三聚氰胺复合纤维，其特征在于，三聚氰胺复合纤维的断裂强度为2-6cN/dtex，断裂伸长率为15％-40％，纤度为3-10dtex，极限氧指数38％-45％。

6.一种制造权利要求1-5任意一项所述的三聚氰胺复合纤维的纺丝原液，其特征在于，由含有以下重量份的原料制备：

所述纺丝原液的粘度为1400-5000Pa·s，固体含量为60％-80％，30-40天内保持均匀、流动性好、成纤性佳的状态。

7.根据权利要求6所述的制造三聚氰胺复合纤维的纺丝原液，其特征在于，所述三聚氰胺衍生物为符合下式I结构中的一种或多种：

其中，X₁、X₂和X₃独立地选自NHR₁、R₂、NR₃R₄，但X₁、X₂和X₃中不能有两者同时为R₂，R₁独立地选自羟乙基、羟乙基乙氧基，R₂独立地选自烷基和芳基，R₃、R₄独立地选自氢、羟甲基醚、羟甲基，但不能同时为氢；

所述经偶联剂表面改性的无机纳米材料为偶联剂表面改性的纳米二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氢氧化镁、四氧化三铁、石墨烯、碳纳米管、碳酸钙、炭黑中的一种或多种；

所述水溶性聚合物选自聚乙烯醇、聚环氧乙烷、水溶性纤维素醚中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的制造三聚氰胺复合纤维的纺丝原液，其特征在于，所述pH调节剂为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氨水、氢氧化钾中的一种或多种。

9.一种制造权利要求1-5任意一项所述的三聚氰胺复合纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按重量称取三聚氰胺、甲醛水溶液、经偶联剂表面改性的无机纳米材料、水溶性聚合物、三聚氰胺衍生物和软化水，搅拌均匀；

(2)用pH调节剂将步骤(1)的反应液的pH调至8-10，超声振荡，在50-110℃下搅拌反应5-8小时，制得均匀的纺丝原液；

(3)将步骤(2)的纺丝原液用干法纺丝工艺进行纺丝。

10.根据权利要9所述的制造三聚氰胺复合纤维的方法，其特征在于，所述步骤(3)包括：将纺丝原液过滤后，由计量泵打入喷丝板，喷丝孔直径为0.06-0.12mm，压力为3-30MPa，成丝后，进入充满热的酸性气体、温度为80-110℃的纺丝甬道固化，经拉伸、卷绕收集后再送入烘箱中于180-250℃进一步固化。