[發(fā)明專利]一種以腰果殼油為改性劑的高韌性酚醛纖維的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810079551.6
• 申請(qǐng)日: 2008-10-08
• 公開（公告）號(hào): CN101368298A
• 公開（公告）日: 2009-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史景利;翟更太;趙麗紅;張東卿;郭全貴;劉朗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): D01F6/78
• 分類號(hào): D01F6/78;D01F11/08
• 代理公司: 山西五維專利事務(wù)所（有限公司）
• 代理人: 李毅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種高韌性酚醛纖維的制備方法，具體地說(shuō)涉及一種以腰果殼油為改性劑的高韌性酚醛纖維的制備方法。

背景技術(shù)

酚醛纖維由于具有防焰、耐燃、隔熱和抗蝕等突出性能，可用做宇宙航行、國(guó)防和航空工業(yè)中的絕緣、隔熱和耐腐蝕材料，也可作為防火、防腐蝕服和耐酸、耐腐蝕過濾材料。此外，還是炭纖維、石墨纖維、活性炭纖維和離子交換等特種纖維的初級(jí)材料。

目前的酚醛纖維是由酚醛樹脂經(jīng)紡絲、固化得到的，所用的酚醛樹脂原料由酚、醛縮聚而成。由于其苯環(huán)密度高，且兩相鄰苯環(huán)間只有亞甲基相連，因而很脆，造成酚醛纖維的韌性低、斷裂伸長(zhǎng)小。此外，酚羥基易氧化，使其耐熱性、耐氧化性、耐堿性受到一定程度的影響。這些缺點(diǎn)使產(chǎn)品的性能降低，使用受到一定限制。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)酚醛纖維進(jìn)行增韌改性研究的未見報(bào)道，國(guó)外也只見于少數(shù)專利、文獻(xiàn)中。

普通酚醛纖維的斷裂伸長(zhǎng)一般為3-6％，U.S.Pat.No.3,650,102(Economy?et?al?1972)中，將制得的酚醛纖維經(jīng)過高溫?zé)崽幚恚瑪嗔焉扉L(zhǎng)可提高到11.6％。本專利采用化學(xué)改性的方法，通過縮聚反應(yīng)得到腰果殼油改性酚醛樹脂，再經(jīng)紡絲、固化，得到高韌性腰果殼油改性酚醛纖維。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種斷裂伸長(zhǎng)高、韌性好的以腰果殼油為改性劑的高韌性酚醛纖維的制備方法。

本發(fā)明以腰果殼油為改性劑，通過酚、醛和腰果殼油共同在有機(jī)溶劑中的縮聚反應(yīng)制備出改性酚醛樹脂混合液，經(jīng)過濾、干燥得到改性酚醛樹脂，再熔融紡絲、固化，首次制備出一種高韌性腰果殼油改性酚醛纖維。

本發(fā)明的制備方法包括如下步驟：

(1)將酚、醛、腰果殼油和催化劑加入有機(jī)溶劑中，在80-95℃溫度下反應(yīng)1-6小時(shí)；過濾后于40-120℃溫度，-0.02～-0.08MPa壓力真空干燥10-30小時(shí)，得到腰果殼油改性酚醛樹脂；

(2)將制得的改性樹脂熔融紡絲、固化，得到高韌性的腰果殼油改性酚醛纖維。

上述步驟中各組分摩爾比為：

醛:酚＝0.5-1.0:1

有機(jī)溶劑：酚＝3.0-10.0:1

腰果殼油：酚＝0.001-0.5:1

催化劑：酚＝0.001-0.1:1

最佳比為：

醛:酚＝0.7-1.0:1

有機(jī)溶劑：酚＝3.0-5.0:1

腰果殼油：酚＝0.01-0.4:1

催化劑：酚＝0.001-0.05:1

所述的酚為苯酚、甲酚或雙酚A。

所述的醛為甲醛、乙醛或多聚甲醛。

所述的溶劑為甲醇、乙醇或丙酮。

所述的催化劑為鹽酸、草酸、醋酸、硫酸、氫氧化鈉或氨水。

所述的熔融紡絲溫度為100～150℃，紡絲壓力0.2～1.0MPa；固化條件：原絲在水、醛和酸組成的固化液(固化液濃度：醛5-24wt％，酸5-24wt％，H₂O55-80wt％)中，1-8小時(shí)升溫至55-90℃，恒溫0.5-2小時(shí)，即可得到腰果殼油改性酚醛纖維。

所述固化液中的醛為甲醛、乙醛或多聚甲醛。

所述固化液中的酸為鹽酸、醋酸、甲酸或?qū)Ρ交撬帷?/p>

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)原料廉價(jià)易得，生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單。

(2)本方法制備的改性酚醛纖維斷裂伸長(zhǎng)高、韌性好。

具體實(shí)施方式

對(duì)比例

稱取苯酚100g，37％甲醛溶液60g，腰果殼油0g，醋酸5.0g，乙醇400ml，80-95℃反應(yīng)6小時(shí)，停止加熱攪拌，熱過濾。將所得濾液在減壓條件下80℃干燥16小時(shí)。所得樹脂于145℃、0.2MPa紡絲，固化(固化液濃度：甲醛10wt％，對(duì)苯磺酸16wt％，H₂O?74wt％)，得到改性酚醛纖維。所得纖維直徑：10.7μm，抗拉強(qiáng)度215.4MPa，斷裂伸長(zhǎng)率12.7％。

實(shí)施例1

稱取苯酚100g，37％甲醛溶液58g，腰果殼油1g，氨水3.0g，丙酮350ml，80-95℃反應(yīng)3小時(shí)，停止加熱攪拌，熱過濾。將所得濾液在減壓條件下40℃干燥30小時(shí)。所得樹脂于150℃、0.3MPa紡絲，固化(固化液濃度：乙醛5wt％，甲酸15wt％，H₂O80wt％)，得到改性酚醛纖維。所得纖維直徑：8.5μm，抗拉強(qiáng)度218.9MPa，斷裂伸長(zhǎng)率15.1％。

實(shí)施例2