CN115386975A - 一种双组分自卷曲酚醛长丝及其制备方法 - Google Patents
一种双组分自卷曲酚醛长丝及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115386975A CN115386975A CN202211121526.6A CN202211121526A CN115386975A CN 115386975 A CN115386975 A CN 115386975A CN 202211121526 A CN202211121526 A CN 202211121526A CN 115386975 A CN115386975 A CN 115386975A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- crosslinking
- component
- phenolic
- zone melting
- 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
Links
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- 238000002788 crimping Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 8
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims abstract description 80
- 239000004970 Chain extender Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 29
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims abstract description 27
- -1 phenolic aldehyde Chemical class 0.000 claims abstract description 21
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 claims description 72
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 35
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 12
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 6
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 5
- KKKKCPPTESQGQH-UHFFFAOYSA-N 2-(4,5-dihydro-1,3-oxazol-2-yl)-4,5-dihydro-1,3-oxazole Chemical compound O1CCN=C1C1=NCCO1 KKKKCPPTESQGQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HMOZDINWBHMBSQ-UHFFFAOYSA-N 2-[3-(4,5-dihydro-1,3-oxazol-2-yl)phenyl]-4,5-dihydro-1,3-oxazole Chemical compound O1CCN=C1C1=CC=CC(C=2OCCN=2)=C1 HMOZDINWBHMBSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920002961 polybutylene succinate Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004631 polybutylene succinate Substances 0.000 claims description 4
- IMSODMZESSGVBE-UHFFFAOYSA-N 2-Oxazoline Chemical compound C1CN=CO1 IMSODMZESSGVBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000003504 2-oxazolinyl group Chemical group O1C(=NCC1)* 0.000 claims description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 claims 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 21
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 abstract description 4
- 229920006282 Phenolic fiber Polymers 0.000 description 12
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 6
- 206010042674 Swelling Diseases 0.000 description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000004629 polybutylene adipate terephthalate Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- ZMKVBUOZONDYBW-UHFFFAOYSA-N 1,6-dioxecane-2,5-dione Chemical compound O=C1CCC(=O)OCCCCO1 ZMKVBUOZONDYBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CKXDKAOBYWWYEK-UHFFFAOYSA-N 1,6-dioxecane-2,5-dione;hexanedioic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O.O=C1CCC(=O)OCCCCO1 CKXDKAOBYWWYEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NQZRDXDTNFGVMK-UHFFFAOYSA-N 1,6-dioxecane-2,5-dione;terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1.O=C1CCC(=O)OCCCCO1 NQZRDXDTNFGVMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZDNUPMSZKVCETJ-UHFFFAOYSA-N 2-[4-(4,5-dihydro-1,3-oxazol-2-yl)phenyl]-4,5-dihydro-1,3-oxazole Chemical compound O1CCN=C1C1=CC=C(C=2OCCN=2)C=C1 ZDNUPMSZKVCETJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000011363 dried mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920009537 polybutylene succinate adipate Polymers 0.000 description 1
- 239000004630 polybutylene succinate adipate Substances 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000013341 scale-up Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/22—Formation of filaments, threads, or the like with a crimped or curled structure; with a special structure to simulate wool
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D10/00—Physical treatment of artificial filaments or the like during manufacture, i.e. during a continuous production process before the filaments have been collected
- D01D10/02—Heat treatment
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/08—Melt spinning methods
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/12—Stretch-spinning methods
- D01D5/16—Stretch-spinning methods using rollers, or like mechanical devices, e.g. snubbing pins
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
- D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/07—Addition of substances to the spinning solution or to the melt for making fire- or flame-proof filaments
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/10—Other agents for modifying properties
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
- D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
- D01F8/16—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one other macromolecular compound obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as constituent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
本发明属于特种纤维领域。本发明提供了一种双组分自卷曲酚醛长丝及其制备方法，由组分A和组分B混合制备得到，组分A和组分B的质量比为60～90：10～40。本发明将两种组分分别熔融后通过并列型复合纺丝组件，顺次进行纺丝、牵伸和吸丝，得到初生丝；将初生丝进行交联，即得所述自卷曲酚醛长丝。本发明将酚醛长丝的原料进行合理的分配，引入PBS系聚酯可以在保证纤维阻燃性能的前提下提高其韧性，扩链剂的加入在进行熔融时可以对酚醛树脂进行改性，提高熔体强度、可纺性和纤维的力学性能，从而获得性能优异的自卷曲酚醛长丝，最大断裂强度达3.5cN/dtex。
Description
技术领域
本发明涉及特种纤维技术领域，尤其涉及一种双组分自卷曲酚醛长丝及其制备方法。
背景技术
酚醛纤维是一种集耐温、绝热、阻燃、耐腐蚀、隔音等多种功能为一体的特种纤维。在阻燃、高温热防护、保温隔热、绝缘隔音、化学防护以及飞机潜艇等室内高档阻燃装饰材料等应用领域具有广阔的应用前景。但是由于酚醛纤维生产技术的开发难度很高，纤维强度低，不易通过机械卷曲的方法使其卷曲。专利文献US3996327A公开了一种酚醛树脂复合纤维纺丝工艺，其包括将由热塑性树脂(聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂或聚烯烃树脂)和热塑性酚醛树脂组成的改性酚醛树脂(a)和热塑性酚醛树脂(b)进行复合纺丝，使得两种组分相互结合以偏心或并列排布，喷丝头喷出复合长丝后进行卷绕得到初生丝，然后通过固化和溶胀得到自卷曲酚醛复合纤维。然而该发明中由于组分B只包含热塑性酚醛树脂，由于酚醛树脂脆性大，熔融温度低，可纺性差，这限制了复合纺丝的纺丝速度，最大仅为1000m/min。另外，该发明是通过对熔融纺丝所得的复合纤维先进行酸性和碱性两阶段的固化处理，然后再用溶胀剂对其进行溶胀处理，从而赋予纤维卷曲性。该方法工序较为繁琐，且使用的溶胀剂有较大的毒性，不利于环保以及工程放大生产。因此需要提供一种适合工业应用的、性能优异的自卷曲酚醛长丝。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种双组分自卷曲酚醛长丝及其制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种双组分自卷曲酚醛长丝，由包含下列质量比的原料制备得到：
组分A和组分B的质量比为60～90：10～40；
所述组分A包含下列质量份的原料：
酚醛树脂90～98.9份、PBS系聚酯1～9份、扩链剂0.1～1份；
所述组分B包含下列质量份的原料：
酚醛树脂74～84.9份、PBS系聚酯15～25份、扩链剂0.1～1份。
作为优选，所述PBS系聚酯包含聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯、聚丁二酸-己二酸-丁二醇酯和聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或几种。
作为优选，所述扩链剂包含噁唑啉类扩链剂和/或环氧类扩链剂；
所述噁唑啉类扩链剂包含2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉、2,2'-(1,4-亚苯基)二恶唑啉和2,2'-双(2-恶唑啉)中的一种或几种；所述环氧类扩链剂包含ADR4400、KL-E4300和TN4300中的一种或几种。
本发明还提供了所述双组分自卷曲酚醛长丝的制备方法，包含下列步骤：
(1)将组分A和组分B分别通过单螺杆熔融后经计量泵计量进入复合纺丝组件；
(2)将熔融物顺次进行纺丝、温差牵伸和吸丝，得到初生丝；
(3)将初生丝进行交联，即得所述双组分自卷曲酚醛长丝。
作为优选，步骤(1)中组分A熔融顺次经过一区熔融a、二区熔融a、三区熔融a和四区熔融a；
所述一区熔融a的温度为85～95℃；所述二区熔融a的温度为110～130℃；所述三区熔融a的温度为120～160℃；所述四区熔融a的温度为130～200℃；
步骤(1)中组分B熔融顺次经过一区熔融b、二区熔融b、三区熔融b和四区熔融b；
所述一区熔融b的温度为85～100℃；所述二区熔融b的温度为110～150℃；所述三区熔融b的温度为130～180℃；所述四区熔融b的温度为140～220℃。
作为优选，步骤(2)中所述纺丝的温度为100～220℃，压力为0.5～5MPa，孔径为0.13～0.3mm。
作为优选，步骤(2)中所述温差牵伸为顺次经过导丝辊1、加热牵伸辊组和导丝辊2；
所述导丝辊1的牵伸速度为500～1800m/min；
所述加热牵伸辊组的牵伸速度为500～2000m/min，温度为30～60℃；
所述导丝辊2的牵伸速度为500～2000m/min；
作为优选，步骤(2)中所述吸丝的风速为10～60m/s。
作为优选，步骤(3)中所述交联为顺次进行预交联、升温交联、洗涤、干燥和高温交联；
所述预交联在交联剂中进行，所述交联剂中包含水、甲醛和盐酸；
所述水、甲醛和盐酸的质量比为60～80：10～20：10～20；
所述预交联的温度为10～30℃，时间为0.5～10h。
作为优选，所述升温交联为顺次进行的交联a、交联b和交联c；
交联a的目标温度为35～45℃，从预交联温度升温至交联a目标温度的升温速率为0.1～0.5℃/min，到达交联a目标温度后的保温时间为10～20min；
交联b的目标温度为45～55℃，从交联a目标温度升温至交联b目标温度的升温速率为0.1～0.5℃/min，到达交联b目标温度后的保温时间为10～20min；
交联c的目标温度为85～95℃，从交联b目标温度升温至交联c目标温度的升温速率为0.5～1℃/min，到达交联c目标温度后停止加热，开始降温；
所述洗涤的温度为20～50℃，时间为15～25min；所述干燥的温度为40～60℃；
所述高温交联的温度为180～250℃，时间为0.5～1.2h。
本发明提供了一种双组分自卷曲酚醛长丝，由组分A和组分B进行复合纺丝得到，组分A和组分B的质量比为60～90：10～40；组分A中酚醛树脂为90～98.9份、PBS系聚酯为1～9份、扩链剂为0.1～1份；组分B中酚醛树脂为74～84.9份、PBS系聚酯为15～25份、扩链剂为0.1～1份。本发明采用不同配比的双组分原料，制备得到了不同性能的改性酚醛树脂，然后将改性酚醛树脂进行复合纺丝得到酚醛长丝。本发明将酚醛长丝的原料进行合理的分配，引入PBS系聚酯可以在保证纤维阻燃性能的前提下提高其韧性，扩链剂的加入在进行熔融时可以对酚醛树脂进行改性，提高熔体强度，可纺性和纤维的力学性能。此外，本发明通过调控扩链剂的添加比例，使其在纺丝体系中发生不均匀的扩链反应，从而使纺丝原料的分子量分布较大，结晶不均一，各处的收缩能力不一样，而且通过调控双组分的比例来控制双组分的收缩比，从而获得卷曲率更高且卷曲更稳定的自卷曲酚醛长丝。
本发明还提供了双组分自卷曲酚醛长丝的制备方法，将组分A和组分B分别在单螺杆中熔融后经计量泵计量进入复合纺丝组件；将熔融物顺次进行纺丝、温差牵伸和吸丝，得到初生丝；将初生丝进行交联，即得双组分自卷曲酚醛长丝。本发明提供的方法解决了酚醛纤维熔融纺丝不易获得长丝的问题，可直接制备连续的长丝束酚醛纤维，工段之间连续性好，可实现工艺连续化生产，纤维强度高。而且本发明克服了酚醛纤维偏脆、韧性差、力学性能低，不能进行后加工卷曲的难题，采用的双组分成分相同，配比不同，一方面使得两组分的收缩性不同，有利于自卷曲的产生，另一方面两组分的螺杆纺丝温度接近，更有利于纺丝的稳定性，从而获得稳定的卷曲纤维。
附图说明
图1为制备双组分自卷曲酚醛长丝的流程示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种双组分自卷曲酚醛长丝，由包含下列质量比的原料制备得到：
组分A和组分B的质量比为60～90：10～40；
所述组分A包含下列质量份的原料：
酚醛树脂90～98.9份、PBS系聚酯1～9份、扩链剂0.1～1份；
所述组分B包含下列质量份的原料：
酚醛树脂74～84.9份、PBS系聚酯15～25份、扩链剂0.1～1份。
在本发明中，组分A和组分B的质量比为60～90：10～40，优选为70～80：20～30，更优选为74～76：24～26。
在本发明中，所述组分A包含下列质量份的原料：
酚醛树脂90～98.9份、PBS系聚酯1～9份、扩链剂0.1～1份。
在本发明中，组分A中酚醛树脂为90～98.9份，优选为91～98份，更优选为94～95份。
在本发明中，组分A中PBS系聚酯为1～9份，优选为2～8份，更优选为4～6份。
在本发明中，组分A中扩链剂为0.1～1份，优选为0.2～0.8份，更优选为0.4～0.6份。
在本发明中，所述组分B包含下列质量份的原料：
酚醛树脂74～84.9份、PBS系聚酯15～25份、扩链剂0.1～1份。
在本发明中，组分B中酚醛树脂为74～84.9份，优选为76～82份，更优选为78～80份。
在本发明中，组分B中PBS系聚酯为15～25份，优选为16～24份，更优选为18～22份。
在本发明中，组分B中扩链剂为0.1～1份，优选为0.2～0.8份，更优选为0.4～0.6份。
在本发明中，所述PBS系聚酯优选为聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯、聚丁二酸-己二酸-丁二醇酯和聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或几种。
在本发明中，所述扩链剂优选包含噁唑啉类扩链剂和/或环氧类扩链剂。
在本发明中，所述噁唑啉类扩链剂优选包含2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉、2,2'-(1,4-亚苯基)二恶唑啉和2,2'-双(2-恶唑啉)中的一种或几种；所述环氧类扩链剂优选包含ADR4400、KL-E4300和TN4300中的一种或几种。
本发明还提供了所述双组分自卷曲酚醛长丝的制备方法，包含下列步骤：
(1)将组分A和组分B分别通过单螺杆熔融后经计量泵计量进入复合纺丝组件；
(2)将熔融物顺次进行纺丝、温差牵伸和集丝，得到初生丝；
(3)将初生丝进行交联，即得所述双组分自卷曲酚醛长丝。
在本发明中，制备双组分自卷曲酚醛长丝的流程示意图如图1所示。
在本发明中，步骤(1)中组分A熔融顺次经过一区熔融a、二区熔融a、三区熔融a和四区熔融a。
在本发明中，所述一区熔融a的温度优选为85～95℃，进一步优选为86～94℃，更优选为88～92℃。
在本发明中，所述二区熔融a的温度优选为110～130℃，进一步优选为115～125℃，更优选为110～120℃。
在本发明中，所述三区熔融a的温度优选为120～160℃，进一步优选为130～150℃，更优选为135～145℃。
在本发明中，所述四区熔融a的温度优选为130～200℃，进一步优选为150～180℃，更优选为160～170℃。
在本发明中，步骤(1)中组分B熔融顺次经过一区熔融b、二区熔融b、三区熔融b和四区熔融b。
在本发明中，所述一区熔融b的温度优选为85～100℃，进一步优选为88～97℃，更优选为90～95℃。
在本发明中，所述二区熔融b的温度优选为110～150℃，进一步优选为120～140℃，更优选为125～135℃。
在本发明中，所述三区熔融b的温度优选为130～180℃，进一步优选为140～170℃，更优选为150～160℃。
在本发明中，所述四区熔融b的温度优选为140～220℃，进一步优选为160～200℃，更优选为175～185℃。
在本发明中，将组分A和组分B分别进行熔融，得到熔融状态下的组分A和组分B，然后将熔融后的两个组分分别通过计量泵后同时进入复合纺丝组件进行纺丝。
在本发明中，步骤(2)中所述纺丝的温度优选为100～220℃，进一步优选为130～170℃，更优选为145～155℃；压力优选为0.5～5MPa，进一步优选为1～4MPa，更优选为2～3MPa；孔径优选为0.13～0.3mm，进一步优选为0.15～0.28mm，更优选为0.18～0.25mm。
在本发明中，步骤(2)中所述温差牵伸为顺次经过导丝辊1、加热牵伸辊组和导丝辊2；
在本发明中，所述导丝辊1的牵伸速度优选为500～1800m/min，进一步优选为700～1500m/min，更优选为900～1200m/min。
在本发明中，所述加热牵伸辊组的牵伸速度优选为500～2000m/min，进一步优选为800～1800m/min，更优选为1000～1500m/min；温度优选为30～60℃，进一步优选为32～50℃，更优选为34～45℃。
在本发明中，所述加热牵伸辊组的导辊数量优选为1～6个，进一步优选为2～5个，更优选为3～4个。
在本发明中，通过将导丝辊1、加热牵伸辊组和导丝辊2的牵伸比设定在一定的范围内，保证长丝顺利牵伸和传送。
在本发明中，所述导丝辊2的牵伸速度优选为500～2000m/min，进一步优选为800～1800m/min，更优选为1000～1500m/min。
在本发明中，步骤(2)中所述吸丝的风速优选为10～60m/s，进一步优选为20～50m/s，更优选为25～45m/s。
在本发明中，经集丝器进行集丝，由传输带输送至收丝装置，获得酚醛纤维初生丝。
在本发明中，步骤(3)中所述交联优选为顺次进行预交联、升温交联、洗涤、干燥和高温交联。
在本发明中，所述预交联在交联剂中进行，所述交联剂中包含水、甲醛和盐酸。
在本发明中，所述水、甲醛和盐酸的质量比优选为60～80：10～20：10～20，进一步优选为65～75：12～18：12～18，更优选为68～72：14～16：14～16。
在本发明中，所述预交联的温度优选为10～30℃，进一步优选为12～28℃，更优选为15～25℃；时间优选为0.5～10h，进一步优选为1～9h，更优选为3～7h。
在本发明中，所述升温交联优选为顺次进行的交联a、交联b和交联c。
在本发明中，交联a的目标温度优选为35～45℃，进一步优选为36～44℃，更优选为38～42℃；从预交联温度升温至交联a目标温度的升温速率优选为0.1～0.5℃/min，进一步优选为0.2～0.4℃/min，更优选为0.25～0.35℃/min；到达交联a目标温度后的保温时间优选为10～20min，进一步优选为12～18min，更优选为14～16min。
在本发明中，交联b的目标温度优选为45～55℃，进一步优选为46～54℃，更优选为48～52℃；从交联a目标温度升温至交联b目标温度的升温速率优选为0.1～0.5℃/min，进一步优选为0.2～0.4℃/min，更优选为0.25～0.35℃/min；到达交联b目标温度后的保温时间优选为10～20min，进一步优选为12～18min，更优选为14～16min。
在本发明中，交联c的目标温度优选为85～95℃，进一步优选为86～94℃，更优选为88～92℃；从交联b目标温度升温至交联c目标温度的升温速率优选为0.5～1℃/min，进一步优选为0.6～0.9℃/min，更优选为0.7～0.8℃/min；到达交联c目标温度后停止加热，开始降温。
在本发明中，所述洗涤的温度优选为20～50℃，进一步优选为25～45℃，更优选为30～40℃；时间优选为15～25min，进一步优选为16～24min，更优选为18～22min；所述干燥的温度优选为40～60℃，进一步优选为45～55℃，更优选为48～52℃。
在本发明中，所述高温交联的温度优选为180～250℃，进一步优选为200～230℃，更优选为210～220℃；时间优选为0.5～1.2h，进一步优选为0.7～1h，更优选为0.8～0.9h。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
组分A为94.5份酚醛树脂、5份聚丁二酸丁二醇酯、0.5份2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉；组分B为79.5份酚醛树脂、20份聚丁二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯、0.5份ADR4400；组分A和组分B的质量比为75：25。
将组分A和组分B经单螺杆分别熔融，组分A中控制一区熔融a的温度为90℃，二区熔融a的温度为120℃，三区熔融a的温度为140℃，四区熔融a的温度为170℃；组分B中控制一区熔融b的温度为95℃、二区熔融b的温度为130℃，三区熔融b的温度为160℃，四区熔融b的温度为180℃；两种组分熔融完成后，分别通过计量泵同时进入复合纺丝组件中，在170℃、1MPa、0.2mm条件下纺出细丝；然后将细丝依次绕过导辊1、加热牵伸辊组和导辊2，导辊1的牵伸速度为900m/min，加热牵伸辊组的牵伸速度为1000m/min，温度为45℃，加热牵伸辊组的导辊数量为6个，导辊2的速度为1000m/min。将通过导辊2的细丝送入集丝器中，集丝的风速为18m/s，经集丝器进行集丝后由传送带送至收丝装置，获得酚醛纤维初生丝。将初生丝置于交联剂(水、甲醛和盐酸的质量比为70：15：15)中，控制温度为25℃，时间为3h完成预交联，然后从25℃以0.5℃/min速率升温至45℃保温20min；然后从45℃以0.5℃/min速率升温至55℃保温20min；然后从55℃以0.5℃/min速率升温至95℃停止加热，开始降温，温度降至30℃时用水洗涤20min，然后在50℃干燥至恒重，干燥结束后在250℃交联0.5h，即得双组分自卷曲酚醛长丝。
将本实施例制备的双组分自卷曲酚醛长丝进行性能测试，结果记录在表1中。
实施例2
组分A为90.8份酚醛树脂、9份聚丁二酸-己二酸-丁二醇酯、0.2份TN4300；组分B为84.9份酚醛树脂、15份聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯、0.1份2,2'-双(2-恶唑啉)；组分A和组分B的质量比为68：32。
将组分A和组分B经单螺杆分别熔融，组分A中控制一区熔融a的温度为85℃，二区熔融a的温度为110℃，三区熔融a的温度为135℃，四区熔融a的温度为165℃；组分B中控制一区熔融b的温度为85℃、二区熔融b的温度为115℃，三区熔融b的温度为140℃，四区熔融b的温度为170℃；两种组分熔融完成后，分别通过计量泵同时进入复合纺丝组件中，在170℃、1.5MPa、0.25mm条件下纺出细丝；然后将细丝依次绕过导辊1、加热牵伸辊组和导辊2，导辊1的牵伸速度为1000m/min，加热牵伸辊组的牵伸速度为1100m/min，温度为40℃，加热牵伸辊组的导辊数量为4个，导辊2的速度为1100m/min。将通过导辊2的细丝送入集丝器中，集丝的风速为20m/s，经集丝器进行集丝后由传送带送至收丝装置，获得酚醛纤维初生丝。将初生丝置于交联剂(水、甲醛和盐酸的质量比为65：17：18)中，控制温度为20℃，时间为5h完成预交联，然后从20℃以0.2℃/min速率升温至40℃保温10min；然后从40℃以0.2℃/min速率升温至50℃保温20min；然后从50℃以0.8℃/min速率升温至90℃后开始降温，温度降至35℃时用水洗涤15min，然后在60℃干燥至恒重，干燥结束后在220℃交联0.8h，即得双组分自卷曲酚醛长丝。
将本实施例制备的双组分自卷曲酚醛长丝进行性能测试，结果记录在表1中。
实施例3
组分A为97份酚醛树脂、2.7份聚丁二酸丁二醇酯、0.3份KL-E4300；组分B为74.6份酚醛树脂、25份聚丁二酸-己二酸-丁二醇酯、0.4份2,2'-(1,4-亚苯基)二恶唑啉；组分A和组分B的质量比为80：20。
将组分A和组分B经单螺杆分别熔融，组分A中控制一区熔融a的温度为88℃，二区熔融a的温度为110℃，三区熔融a的温度为125℃，四区熔融a的温度为145℃；组分B中控制一区熔融b的温度为90℃、二区熔融b的温度为115℃，三区熔融b的温度为135℃，四区熔融b的温度为160℃；两种组分熔融完成后，分别通过计量泵同时进入复合纺丝组件中，在145℃、2MPa、0.3mm条件下纺出细丝；然后将细丝依次绕过导辊1、加热牵伸辊组和导辊2，导辊1的牵伸速度为1200m/min，加热牵伸辊组的牵伸速度为1500m/min，温度为35℃，加热牵伸辊组的导辊数量为3个，导辊2的速度为1500m/min。将通过导辊2的细丝送入集丝器中，吸丝的风速为25m/s，经集丝器进行集丝后由传送带送至收丝装置，获得酚醛纤维初生丝。将初生丝置于交联剂(水、甲醛和盐酸的质量比为75：30：32)中，控制温度为30℃，时间为1.5h完成预交联，然后从30℃以0.5℃/min速率升温至45℃保温20min；然后从45℃以0.5℃/min速率升温至55℃保温20min；然后从55℃以1℃/min速率升温至95℃后开始降温，温度降至25℃时用水洗涤20min，然后在45℃干燥至恒重，干燥结束后在200℃交联1h，即得双组分自卷曲酚醛长丝。
将本实施例制备的双组分自卷曲酚醛长丝进行性能测试，结果记录在表1中。
表1性能测试结果
由以上实施例可知，本发明提供了一种双组分自卷曲酚醛长丝，本发明采用双组分原料，制备得到了不同性能的改性酚醛树脂，然后将改性酚醛树脂进行复合纺丝制备得到酚醛长丝。本发明将酚醛长丝的原料进行合理的分配，引入PBS系聚酯可以在保证纤维阻燃性能的前提下提高其韧性，扩链剂的加入在进行熔融时可以对酚醛树进行改性，提高熔体强度、可纺性和纤维的力学性能。同时通过调控扩链剂的添加比例，从而使纺丝原料的分子量分布不均，导致结晶不均一，各处的收缩能力不一样，而且通过调控双组分的比例来控制双组分的收缩比，从而获得卷曲率更高且卷曲更稳定的自卷曲酚醛长丝。
本发明提供的方法解决了酚醛纤维熔融纺丝不易获得长丝的问题，可直接制备连续的长丝束酚醛纤维，工段之间连续性好，可实现工艺连续化生产，纤维强度高，卷曲率达到45.3％，卷曲弹性率达到95.2％，断裂强度达到3.5cN/dtex，断裂伸长率达到26.8％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种双组分自卷曲酚醛长丝，其特征在于，由包含下列质量比的原料制备得到：
组分A和组分B的质量比为60～90：10～40；
所述组分A包含下列质量份的原料：
酚醛树脂90～98.9份、PBS系聚酯1～9份、扩链剂0.1～1份；
所述组分B包含下列质量份的原料：
酚醛树脂74～84.9份、PBS系聚酯15～25份、扩链剂0.1～1份。
2.如权利要求1所述的酚醛长丝，其特征在于，所述PBS系聚酯包含聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯、聚丁二酸-己二酸-丁二醇酯和聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或几种。
3.如权利要求1或2所述的酚醛长丝，其特征在于，所述扩链剂包含噁唑啉类扩链剂和/或环氧类扩链剂；
所述噁唑啉类扩链剂包含2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉、2,2'-(1,4-亚苯基)二恶唑啉和2,2'-双(2-恶唑啉)中的一种或几种；所述环氧类扩链剂包含ADR4400、KL-E4300和TN4300中的一种或几种。
4.权利要求1～3任意一项所述双组分自卷曲酚醛长丝的制备方法，其特征在于，包含下列步骤：
(1)将组分A和组分B分别通过单螺杆熔融后经计量泵计量进入复合纺丝组件；
(2)将熔融物顺次进行纺丝、温差牵伸和吸丝，得到初生丝；
(3)将初生丝进行交联，即得所述双组分自卷曲酚醛长丝。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中组分A熔融顺次经过一区熔融a、二区熔融a、三区熔融a和四区熔融a；
所述一区熔融a的温度为85～95℃；所述二区熔融a的温度为110～130℃；所述三区熔融a的温度为120～160℃；所述四区熔融a的温度为130～200℃；
步骤(1)中组分B熔融顺次经过一区熔融b、二区熔融b、三区熔融b和四区熔融b；
所述一区熔融b的温度为85～100℃；所述二区熔融b的温度为110～150℃；所述三区熔融b的温度为130～180℃；所述四区熔融b的温度为140～220℃。
6.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述纺丝的温度为100～220℃，压力为0.5～5MPa，孔径为0.13～0.3mm。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述温差牵伸为顺次经过导丝辊1、加热牵伸辊组和导丝辊2；
所述导丝辊1的牵伸速度为500～1800m/min；
所述加热牵伸辊组的牵伸速度为500～2000m/min，温度为30～60℃；
所述导丝辊2的牵伸速度为500～2000m/min。
8.如权利要求5或7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述吸丝的风速为10～60m/s。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述交联为顺次进行预交联、升温交联、洗涤、干燥和高温交联；
所述预交联在交联剂中进行，所述交联剂中包含水、甲醛和盐酸；
所述水、甲醛和盐酸的质量比为60～80：10～20：10～20；
所述预交联的温度为10～30℃，时间为0.5～10h。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述升温交联为顺次进行的交联a、交联b和交联c；
交联a的目标温度为35～45℃，从预交联温度升温至交联a目标温度的升温速率为0.1～0.5℃/min，到达交联a目标温度后的保温时间为10～20min；
交联b的目标温度为45～55℃，从交联a目标温度升温至交联b目标温度的升温速率为0.1～0.5℃/min，到达交联b目标温度后的保温时间为10～20min；
交联c的目标温度为85～95℃，从交联b目标温度升温至交联c目标温度的升温速率为0.5～1℃/min，到达交联c目标温度后停止加热，开始降温；
所述洗涤的温度为20～50℃，时间为15～25min；所述干燥的温度为40～60℃；
所述高温交联的温度为180～250℃，时间为0.5～1.2h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211121526.6A CN115386975A (zh) | 2022-09-15 | 2022-09-15 | 一种双组分自卷曲酚醛长丝及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211121526.6A CN115386975A (zh) | 2022-09-15 | 2022-09-15 | 一种双组分自卷曲酚醛长丝及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115386975A true CN115386975A (zh) | 2022-11-25 |
Family
ID=84127258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211121526.6A Pending CN115386975A (zh) | 2022-09-15 | 2022-09-15 | 一种双组分自卷曲酚醛长丝及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115386975A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3996327A (en) * | 1972-12-20 | 1976-12-07 | Nippon Kynol Inc. | Process for spinning composite fiber of phenolic resin |
| CN103429636A (zh) * | 2011-03-10 | 2013-12-04 | 聂克斯姆化学有限公司 | 用于改进聚酯的组合物 |
| CN103980657A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-13 | 中国科学院化学研究所 | 一种3d打印改性酚醛树脂材料及其制备方法 |
| CN105623207A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-06-01 | 江苏永盛高分子新材料研究所有限公司 | 一种可降解的改性聚酯复合材料及其制备方法 |
| CN111501114A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-07 | 唐山开滦化工科技有限公司 | 一种酚醛纤维的制备方法 |
| CN112239898A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-01-19 | 上海海冰新材料科技有限公司 | 一种酚醛基纤维及其制备方法 |
| CN112267164A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-01-26 | 彤程化学（中国）有限公司 | 一种酚醛基共混纤维及其制备方法 |
-
2022
- 2022-09-15 CN CN202211121526.6A patent/CN115386975A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3996327A (en) * | 1972-12-20 | 1976-12-07 | Nippon Kynol Inc. | Process for spinning composite fiber of phenolic resin |
| CN103429636A (zh) * | 2011-03-10 | 2013-12-04 | 聂克斯姆化学有限公司 | 用于改进聚酯的组合物 |
| CN103980657A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-13 | 中国科学院化学研究所 | 一种3d打印改性酚醛树脂材料及其制备方法 |
| CN105623207A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-06-01 | 江苏永盛高分子新材料研究所有限公司 | 一种可降解的改性聚酯复合材料及其制备方法 |
| CN111501114A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-07 | 唐山开滦化工科技有限公司 | 一种酚醛纤维的制备方法 |
| CN112239898A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-01-19 | 上海海冰新材料科技有限公司 | 一种酚醛基纤维及其制备方法 |
| CN112267164A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-01-26 | 彤程化学（中国）有限公司 | 一种酚醛基共混纤维及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106400166B (zh) | 一种多孔超亮光三叶异型聚酯纤维及其制备方法 | |
| CN106283253A (zh) | 一种多孔聚酯纤维dty丝及其制备方法 | |
| CN102505177B (zh) | 一种非织造专用混合再生涤纶纤维的制备方法 | |
| CN112095163B (zh) | 一种生物基聚酰胺短纤维聚纺牵定一体化成型制备方法及设备 | |
| CN109023564B (zh) | 一种聚乳酸有色短纤维的制备方法 | |
| CN109234820B (zh) | 一种聚乳酸短纤维的制备方法 | |
| CN108660539B (zh) | 聚氨酯纺丝原液及其制备皮芯复合结构聚氨酯纤维的方法 | |
| CN101109110A (zh) | 一种偏芯双组份复合纤维及其制备方法 | |
| CN110331467B (zh) | 一种与涤纶交织的超细旦氨纶及其制备方法 | |
| CN110029408B (zh) | 一种弹性复合纤维及其制造方法 | |
| CN101280465A (zh) | 一种聚苯硫醚长丝的生产方法 | |
| CN115386975A (zh) | 一种双组分自卷曲酚醛长丝及其制备方法 | |
| CN105803571A (zh) | 生物质尼龙56纤维/pet纤维的fdy/poy异收缩混纤丝及其制备方法 | |
| CN106319678A (zh) | 一种多孔超柔软仿毛聚酯纤维及其制备方法 | |
| CN104831373B (zh) | 一种蜜胺纤维干法纺丝方法 | |
| CN107059152B (zh) | 一种高均匀性高模低收缩型聚酯工业丝及其制备方法 | |
| KR102183246B1 (ko) | 폴리페닐렌 설파이드 복합 멀티필라멘트 및 그의 제조방법 | |
| CN112251827A (zh) | 一种h型皮芯结构聚乳酸丝束及其制备方法 | |
| CN106283258A (zh) | 一种多孔pbt纤维dty丝及其制备方法 | |
| US4118225A (en) | Method for producing fibrous steel matts | |
| CN106149396A (zh) | 一种高均匀性聚氨酯涂层织物及其制备方法 | |
| CN106400165A (zh) | 一种高均匀性军用柔软型聚酯工业丝及其制备方法 | |
| CN111979591B (zh) | 一种高强度高耐热细单纤尼龙66纤维及其制备方法 | |
| CN106381549B (zh) | 一种多孔超细旦聚酯纤维及其制备方法 | |
| CN210314595U (zh) | 一种生产聚四氟乙烯棕色纤维的设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |