【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及酚醛纤维改性，特别是涉及一种制备改性酚醛纤维的组合物、改性酚醛纤维及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，酚醛纤维因制备原料成本低、热稳定性能优良、耐烧蚀性能优异而在阻燃防护、航天航空等领域得到广泛应用发展。酚醛纤维可以由热塑性酚醛树脂经熔融纺丝制得，也可由热固性酚醛树脂经湿法纺丝制得，湿法纺丝操作繁琐、工序冗长，在实际应用中有一定的局限性，由热塑性酚醛树脂经熔融纺丝制备酚醛纤维是目前比较常用的工艺方法。然而，单纯的以酚醛树脂加热得到的纺丝熔体可纺性较差、得到的改性酚醛纤维原丝通常具有脆性大、强度低等缺点，进而影响交联固化后酚醛纤维的各项性能。
2、目前，主要通过采用一种或几种线性聚合物与酚醛树脂进行复配混合的方式，提升酚醛纤维的性能。中国专利cn 111501114 a公开了一种改性酚醛纤维的的制备方法，将酚醛树脂与聚甲醛、共聚聚酰胺等纺丝改进剂均匀混合，混合后的物料经双螺杆挤出机熔融共混后形成熔体，熔体再进入单螺杆挤出机，纤维经喷丝组件喷出，经吸丝器进行吸丝，由输丝管道输送至收丝装置，获得酚醛纤维原丝，将制备的改性酚醛纤维原丝在甲醛、盐酸、去离子水组成的固化溶液中先进行预交联反应，再采用阶梯式升温方式进行第二次交联反应，最后在高温下进行第三次交联处理得到最终的改性酚醛纤维。然而，现有采用线性聚合物与酚醛树脂进行复配混合的方式，在对其进行加热熔融时熔融温度范围较宽、多种聚合物熔融温度匹配度较难掌控，同时熔融共混冷却造粒时设备成本较高，在交联固化处理方面，多采用三次交联固化工艺，流程复杂。
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技术实现思路
1、针对现有技术中存在的一个或者多个技术问题，本专利技术提供了一种制备改性酚醛纤维的组合物、改性酚醛纤维及其制备方法，本专利技术提供的组合物可以在实现简化工艺流程，降低设备成本的同时得到纯度高、强度大的改性酚醛纤维。
2、本专利技术在第一方面提供了一种制备改性酚醛纤维的组合物，所述组合物包括热塑性酚醛树脂、嵌段线性聚合物和交联固化液；
3、所述嵌段线性聚合物由端羟基聚乙烯和聚酰胺反应得到。
4、优选地，所述嵌段线性聚合物的结构如下式所示：
5、其中，n1≥1，n2≥1，n3≥1，n1+n2+n3＝5～15，m1＝1～6，m2＝1～6。
6、优选地，所述嵌段线性聚合物占所述热塑性酚醛树脂和所述嵌段线性聚合物总质量的0.1～10％，优选为2～10％。
7、优选地，所述交联固化液为包含盐酸、甲醛和去离子水的混合溶液；优选的是，所述交联固化液中盐酸的质量分数为5～20％，甲醛的质量分数为10～25％。
8、本专利技术在第二方面提供了一种改性酚醛纤维，所述改性酚醛纤维的制备原料包括第一方面所述的组合物。
9、本专利技术在第三方面提供了一种第二方面所述的改性酚醛纤维的制备方法，所述制备方法包括：
10、将热塑性酚醛树脂和嵌段线性聚合物混合，进行加热熔融处理，得到纺丝熔体；
11、将所述纺丝熔体进行喷丝处理，得到改性酚醛纤维原丝；
12、将所述改性酚醛纤维原丝置于交联固化液中，经浸泡预处理、交联固化，得到改性酚醛纤维。
13、优选地，所述嵌段线性聚合物的制备方法包括：将端羟基聚乙烯和聚酰胺分散在溶剂中，在催化体系的作用下进行反应，得到所述嵌段线性聚合物。
14、优选地，所述溶剂为二氯甲烷；
15、所述催化体系为二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶的混合物；和/或
16、所述反应在室温下进行。
17、优选地，所述加热熔融为在惰性气氛下，于100～170℃对混合物进行加热；和/或
18、所述喷丝处理在惰性气氛下进行，施加压力使得熔体经喷丝组件喷出得到改性酚醛纤维原丝；优选的是，所述喷丝处理的压力为20～200kpa。
19、优选地，所述浸泡预处理为将所述改性酚醛纤维原丝置于交联固化液中，并于室温下浸泡0.5～2h；和/或
20、所述交联固化为以10～50℃/h的升温速率将温度升至150～200℃，并保温2～12h。
21、本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：
22、本专利技术提供的制备改性酚醛纤维的组合物中包含与热塑性酚醛树脂室温熔融温度接近嵌段线性聚合物，嵌段线性聚合物在提高酚醛树脂可纺性同时也可以有效调节加热熔融温度，避免了线性聚合物熔融温度过高，在加热熔融过程中热塑性酚醛树脂和嵌段线性聚合物熔融温度匹配度较低，进而导致熔融温度范围较宽，熔融过程难掌控，使得改性效果不佳的问题。该组合物中热塑性酚醛树脂和嵌段线性聚合物通过加热熔融搅拌的方式即可实现共混，简化了使用双螺杆挤出机共混法的操作繁琐性，降低了设备成本。
23、本专利技术通过将嵌段线性聚合物和热塑性酚醛树脂混合经熔融纺丝制得的改性酚醛纤维原丝，经一次性升温固化即可实现改性酚醛纤维的交联固化，简化了交联固化工艺，实现改性酚醛纤维丝的制备工艺的简易化和高效化。此外，在固化过程中添加的嵌段线性聚合物得以析出，可以提高改性酚醛纤维的纯度和拉伸强度。在实现简化工艺流程，降低设备成本的同时得到纯度高、强度大的改性酚醛纤维。
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1.一种制备改性酚醛纤维的组合物，其特征在于，所述组合物包括热塑性酚醛树脂、嵌段线性聚合物和交联固化液；
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述嵌段线性聚合物的结构如下式所示：
3.根据权利要求1所述的改性酚醛纤维，其特征在于，所述嵌段线性聚合物占所述热塑性酚醛树脂和所述嵌段线性聚合物总质量的0.1～10％，优选为2～10％。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述交联固化液为包含盐酸、甲醛和去离子水的混合溶液；优选的是，所述交联固化液中盐酸的质量分数为5～20％，甲醛的质量分数为10～25％。
5.一种改性酚醛纤维，其特征在于，所述改性酚醛纤维的制备原料包括权利要求1-4任一项所述的组合物。
6.一种权利要求5所述的改性酚醛纤维的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述嵌段线性聚合物的制备方法包括：将端羟基聚乙烯和聚酰胺分散在溶剂中，在催化体系的作用下进行反应，得到所述嵌段线性聚合物。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述加热熔融为在惰性气氛下，于100～170℃对混合物进行加热；和/或
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述浸泡预处理为将所述改性酚醛纤维原丝置于交联固化液中，并于室温下浸泡0.5～2h；和/或
...【技术特征摘要】
1.一种制备改性酚醛纤维的组合物，其特征在于，所述组合物包括热塑性酚醛树脂、嵌段线性聚合物和交联固化液；
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述嵌段线性聚合物的结构如下式所示：
3.根据权利要求1所述的改性酚醛纤维，其特征在于，所述嵌段线性聚合物占所述热塑性酚醛树脂和所述嵌段线性聚合物总质量的0.1～10％，优选为2～10％。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述交联固化液为包含盐酸、甲醛和去离子水的混合溶液；优选的是，所述交联固化液中盐酸的质量分数为5～20％，甲醛的质量分数为10～25％。
5.一种改性酚醛纤维，其特征在于，所述改性酚醛纤维的制备原料包括权利要求1-4任一...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜铭，黄红岩，国亚新，李文静，赵英民，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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