[发明专利]马来酰亚胺改性酚醛纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性酚醛纤维的制备方法，具体涉及一种马来酰亚胺改性酚醛纤维的制备方法。 

背景技术

酚醛纤维具有良好的阻燃性，耐烧蚀性，耐化学腐蚀性和尺寸稳定性等优点而被广泛应用于防火阻燃、航空、航天、耐化学腐蚀等领域。然而，酚醛纤维易氧化裂解，造成其颜色加深，影响后续的染色处理，同时，力学性能差，强度不低，耐磨性较差，韧性和阻燃性较低。 

由于酚醛纤维本身存在的结构缺陷，使其在使用过程中不可避免的受到了一定限制，因此制备拉伸强度高、耐热性能好的高性能酚醛纤维已成为目前酚醛纤维研究的热点。由中原工学院申请的专利号为201320323908.1且名称为硼酸改性高邻位酚醛纤维制备方法，利用邻羟甲基酚加入硼酸制备硼酸改性高邻位酚醛纤维，具备耐热性，由中国科学院山西煤炭化工研究所申请的专利号为200810079786.5且名称为环氧氯丙烷改性酚醛纤维制备方法，利用在催化过程中加入环氧氯丙烷获得环氧氯丙烷改性酚醛纤维，具有断裂伸长高、韧性好的特点，但综上两种申请均未对酚醛纤维在阻燃性能上提出观点，且增韧改性，虽然其纤维的韧性有了大的提高，但残炭率和热稳定性确有轻微的降低，对纤维进行耐热改性，其耐热性大幅度提高，但纤维的韧性却有所下降，仍具有缺陷。 

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供马来酰亚胺改性酚醛纤维的制备方法，其特点是将具有脂肪长链结构和阻燃官能团的马来酰亚胺分子在双酸体系下引入到酚醛交联结构中，能够有效的提高酚醛纤维的性能。 

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种马来酰亚胺改性酚醛纤维的制备方法，包括下述步骤： 

1）将酚类化合物与醛类化合物按摩尔比1：0.3～0.9加入反应容器；

2）将反应物搅拌并在反应初期﹑中期和后期分别加入第一酸、马来酰亚胺和第二酸，温度98～100 oC反应0.5～8小时；

3）将反应物在温度为100～220℃、真空度为－0.05～－0.09 MPa的条件下进行0.5～10小时缩聚反应，制备成马来酰亚胺改性酚醛树脂；

4）将制备成的马来酰亚胺改性酚醛树脂熔融纺丝，制成初生酚醛纤维；

5）采用固化液对初生酚醛纤维固化，3～12小时升温至80～110oC，再恒温反应0.5～24小时；

6）将固化后的初生酚醛纤维用离子水冲洗1～12小时，自然晾干，即得马来酰胺改性酚醛纤维。

所述的酚类化合物为苯酚或邻苯二酚或双酚A或萘酚或甲酚或对苯二酚或间二甲苯酚或间甲苯酚或叔丁基酚中的一种或多种任意比例的混合物。 

所述的醛类化合物为甲醛或乙醛或正丁醛或异戊醛或水杨醛或多聚甲醛，多聚甲醛的聚合度为8～100。 

所述的第一酸、第二酸为草酸或盐酸或醋酸或磷酸或硫酸或丙烯酸或己二酸或戊二酸中的一种或者任意两种按1:1比例的混合酸。 

所述的第一酸占酚类化合物质量0.05～3%、马来酰亚胺占酚类化合物质量的0.05～10%、第二酸占酚类化合物质量0.05～5%。 

所述的马来酰亚胺相对数均分子质量为2~6万。 

所述的固化液由水、酸、醛类化合物组成，水、酸、醛类化合物的摩尔比为1:0.005～0.8: 0.02～1，其中酸为草酸或硫酸或盐酸或醋酸或磷酸，醛类化合物为甲醛或乙醛或多聚甲醛，多聚甲醛的聚合度为8～100。 

所述的将马来酰亚胺改性酚醛树脂装入具有单孔喷丝板的熔融纺丝釜中，待马来酰亚胺改性酚醛树脂变为熔融状时，通过控制氮气压力，熔体从下方喷丝板口挤出，牵伸上辊、收丝，即制成初生纤维。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是： 

本发明原料廉价易得，设备简单，制备方法简便，所制备的马来酰亚胺改性酚醛纤维强度比现有技术增强31～56%、断裂伸长率增加7～13%、弹性模量增加910～3340 Mpa、极限氧指数增加4～6%、残炭率增加9～20%，且具备阻燃性能，有效的解决了韧性提高，残炭率和热稳定性的降低，耐热性提高，但韧性却下降的缺陷。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。 

实施例1