高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维及其制备方法技术领域
本发明涉及三聚氰胺甲醛树脂领域，尤其涉及一种高介电常数三聚氰胺甲醛树脂
纤维及其制备方法。
背景技术
近十几年来，由于电子信息产业的飞跃发展，要求电子设备和微波线路小型化、便
携化，因此要求电路板向高容量、小型化方向发展。这就要求材料具有高的介电常数，这是
因为器件的尺寸和制造器件的材料的介电常数成反比。电路板可以由三聚氰胺甲醛树脂纤
维和玻璃纤维组成，玻璃纤维的介电常数通常在7以下。要提高电路板的介电常数，关键在
于提高三聚氰胺甲醛树脂纤维的介电常数，而现有三聚氰胺甲醛树脂纤维的介电常数低，
无法使电路板满足小型化的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种高介电常数三聚氰胺甲醛树脂
纤维及其制备方法，能够解决树脂纤维介电常数低的技术问题。
本发明提供了一种高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维及其制备方法，包括以下重
量份数的原料：
所述填料为钛酸钙或二氧化钛。
优选地，所述填料的粒径为200～400目。
优选地，所述烯烃类聚合物为聚丁烯、聚乙烯、聚乙烯醇、丁苯橡胶、丁腈橡胶、二
元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶中的一种或多种。
本发明还提供了上述高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维的制备方法，包括以下步
骤：
将水溶性三聚氰胺甲醛树脂、填料分散在水中，分散均匀后加入多巴胺盐酸盐；避
光静置18～36h后，再加入烯烃类聚合物和酸性物质，在40～50℃下密封搅拌反应8～15h，
得到三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液；
将所述三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液通过喷丝孔挤出，挤出物经空气层进入凝固浴
凝固，再经过洗涤、干燥后，得到高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维。
优选地，所述三聚氰胺甲醛树脂与所述水的重量比为1:0.4～0.6。
优选地，所述搅拌速度为200～500r/min。
优选地，所述酸性物质为甲酸、NaHSO4、NaHSO3、NaH2PO4、CuSO4、FeCl3、NH4Cl、
NH4NO3、AlCl3、Cu(NO3)2、H2SO4、HCl或HNO3。
优选地，所述酸性物质的重量份数为5～15份。
本发明提供了一种高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维及其制备方法，该三聚氰胺
甲醛树脂纤维中包括80～150重量份数的水溶性三聚氰胺甲醛树脂、3～15重量份的多巴胺
盐酸盐、15～40重量份的烯烃类聚合物、5～12重量份的填料。本发明中多巴胺盐酸盐能够
包裹填料，用于提高高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维的介电常数；多巴胺盐酸盐包裹水
溶性三聚氰胺甲醛树脂，多巴胺盐酸盐上的胺盐能够与水溶性三聚氰胺甲醛树脂反应，苯
上的羟基与烯烃类聚合物反应，从而提高高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维的拉伸强度。
实验结果表明，高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维介电常数在14.9MHz以上，伸长率在
10.7％以上，模量在156MPa以下，拉伸强度在67.5MPa以上，且辐照2000小时后拉伸强度保
持率为95.9％以上。
具体实施方式
本发明公开了一种高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维及其制备方法，本领域技术
人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所述类似的替换和改
动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及引
用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内
对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明提供了一种高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维及其制备方法，包括以下重
量份数的原料：
填料为钛酸钙或二氧化钛。
本发明中，多巴胺盐酸盐能够包裹填料，用于提高高介电常数三聚氰胺甲醛树脂
纤维的介电常数；多巴胺盐酸盐包裹水溶性三聚氰胺甲醛树脂，多巴胺盐酸盐上的胺盐能
够与水溶性三聚氰胺甲醛树脂反应，苯上的羟基与烯烃类聚合物反应，从而提高高介电常
数三聚氰胺甲醛树脂纤维的拉伸强度。
采用本发明的原料、配比制备的高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维介电常数在
14.9MHz以上，伸长率在10.7％以上，模量在156MPa以下，拉伸强度在67.5MPa以上。
在本发明中，水溶性三聚氰胺甲醛树脂的重量份数为80～150份；在本发明的实施
例中，水溶性三聚氰胺甲醛树脂的重量份数为100～120份。
在本发明中，多巴胺盐酸盐包裹填料于提高高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维的
介电常数；多巴胺盐酸盐包裹水溶性三聚氰胺甲醛树脂并与三聚氰胺甲醛树脂、烯烃类聚
合物反应，用于提高高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维的拉伸强度；多巴胺盐酸盐的重量
份数为3～15份；在本发明的其他实施例中，多巴胺盐酸盐的重量份数为6～11份。
为了提高高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维的拉伸强度，在本发明的实施例中，
烯烃类聚合物为聚丁烯、聚乙烯、聚乙烯醇、丁苯橡胶、丁腈橡胶、二元乙丙橡胶和三元乙丙
橡胶中的一种或多种；在另外的实施例中，烯烃类聚合物为聚乙烯、聚乙烯醇、丁苯橡胶、二
元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶中的一种或两种。
在本发明中，烯烃类聚合物的重量份数为15～40份；在本发明的其他实施例中，烯
烃类聚合物的重量份数为24～32份。
在本发明中，填料为钛酸钙或二氧化钛，用于提高高介电常数三聚氰胺甲醛树脂
纤维的介电常数；在本发明的实施例中，填料的粒径为200～400目，该粒径的填料不仅能够
进一步提高高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维的介电常数，而且能够提高阻燃性能。
在本发明中，填料的重量份数为5～12份；在本发明的其他实施例中，填料的重量
份数为8～10份。
在发明中，填料为钛酸钙或二氧化钛。
本发明还提供了一种高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维的制备方法，包括以下步
骤：
将水溶性三聚氰胺甲醛树脂、填料分散在水中，分散均匀后加入多巴胺盐酸盐；避
光静置18～36h后，再加入烯烃类聚合物和酸性物质，在40～50℃下密封搅拌反应8～15h，
得到三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液；
将三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液通过喷丝孔挤出，挤出物经空气层进入凝固浴凝
固，再经过洗涤、干燥后，得到高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维。
本发明，将多巴胺盐酸盐加入到混有水溶性三聚氰胺甲醛树脂和填料的溶液中，
避光静置18～36h，使得水溶性三聚氰胺甲醛树脂包裹在多巴胺盐酸盐中，并且多巴胺盐酸
盐可以与三聚氰胺甲醛树脂反应，从而提高多巴胺盐酸盐的包裹稳定性；之后再向其中加
入烯烃类聚合物、酸性物质，酸性物质作为催化剂能够催化烯烃类聚合物与多巴胺盐酸盐
反应，生成物质制备得到的三聚氰胺甲醛树脂纤维具有非常高的拉伸强度；多巴胺盐酸盐
包裹填料于提高高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维的介电常数。
在本发明中，搅拌温度的设定，一方面便于原料反应，另一方面使得三聚氰胺甲醛
树脂纺丝原液中无气泡，省略除气泡过程，简化了工艺流程。其中，搅拌温度为40～50℃，搅
拌时间为8～15h。在本发明的实施例中，搅拌速度为200～500r/min。
在本发明中，酸性物质作为催化剂，用于催化多巴胺盐酸盐和烯烃类聚合物反应；
在本发明的实施例中，酸性物质为甲醛、NaHSO4、NaHSO3、NaH2PO4、CuSO4、FeCl3、NH4Cl、
NH4NO3、AlCl3、Cu(NO3)2、H2SO4、HCl或HNO3；在另外的实施例中，酸性物质为甲醛、NaHSO3、
NaH2PO4、CuSO4、NH4NO3、AlCl3或Cu(NO3)2。
在本发明中，酸性物质的重量份数为5～15份；在本发明的其他实施例中，酸性物
质的重量份数为8～12份。
得到三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液后，将三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液纺丝得到高介
电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维。本发明对于所述纺丝方法没有特殊限制，可以为干喷湿法
纺丝或湿法纺丝。
在本发明的实施例中，干喷湿法纺丝包括以下步骤：
将所述三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液通过喷丝孔挤出，挤出物经空气层进入凝固浴
凝固，再经过洗涤、干燥后，得到高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维。
在本发明的实施例中，喷丝板孔径为0.06～0.2mm；喷丝板孔数为200～800孔；喷
拉比为1.5～7.0倍；喷丝速度为10～100m/min。
将通过喷丝孔挤出得到的挤出物经空气层进入凝固浴凝固，再经过洗涤、干燥后，
得到高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维。具体为经过空气层进入凝固浴成型后，再经过水
洗槽，经干燥后得到高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维。空气层高度为10～60mm，凝固浴选
自甲醇、乙醇、乙二醇、丁醇、丙酮、丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚
砜和N-甲基吡咯烷酮中任意一种或几种与水的混合溶液；干燥为经热辊或热气体甬道干
燥，干燥环境为空气、氮气、氩气或其它惰性气体。
在本发明的实施例中，湿法纺丝包括以下步骤：
将三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液通过喷丝孔挤出；挤出物进入凝固浴凝固成型，再
经过洗涤、干燥后，得到高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维。
在本发明的实施例中，喷丝板孔径为0.04～0.15mm；喷丝板孔数为30～12000孔；
喷拉比为1.0～5.0倍；喷丝速度5～100m/min。
将通过喷丝孔挤出得到的挤出物进入凝固浴凝固，再经过洗涤、干燥后，得到高介
电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维。具体为进入凝固浴成型后，再经过水洗槽，经干燥后得到高
介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维。凝固浴选自甲醇、乙醇、乙二醇、丁醇、丙酮、丁酮、N,N-二
甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮中任意一种或几种与水的
混合溶液；干燥为经热辊或热气体甬道干燥，干燥环境为空气、氮气或惰性气体。惰性气体
为氦气或氩气。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的高介电常数三聚氰胺甲
醛树脂纤维及其制备方法进行详细描述。
实施例1
将80g三聚氰胺甲醛树脂、5g二氧化钛分散在40g水中，搅拌均匀后加入3g多巴胺
盐酸盐；避光静置18h后，加入15g聚丁烯、5gNaHSO4，在40℃下密封搅拌8h，得到三聚氰胺甲
醛树脂纺丝原液。
将上述的三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液采用干喷湿法纺丝成型，用计量泵将常温的
纺丝浆液精确计量后，由喷丝孔挤出，其中，喷丝板为200孔，孔径0.2mm，喷拉比为1.5倍，纺
丝速度为100m/min；将通过喷丝孔挤出得到的挤出物经过高度为10mm空气层进入体积比为
1：4的二甲基亚砜和水的凝固浴中，水洗后经热氮气甬道干燥得到高介电常数三聚氰胺甲
醛树脂纤维。
实施例2
将150g三聚氰胺甲醛树脂、12g二氧化钛分散在82.5g水中，搅拌均匀后加入15g多
巴胺盐酸盐；避光静置36h后，加入40g二元乙丙橡胶、15g NH4Cl，在50℃下密封搅拌15h，得
到三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液。
将上述的三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液采用湿法纺丝技术路线纺丝成型，用计量泵
将常温的纺丝浆液精确计量后，由喷丝孔挤出，其中喷丝板为30孔，孔径0.12mm，喷拉比为
2.0倍，纺丝速度为30m/min；将通过喷丝孔挤出得到的挤出物进入体积比为1：6的N,N-二甲
基甲酰胺和水的凝固浴中，水洗后经热氮气甬道干燥得到高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤
维。
实施例3
将100g三聚氰胺甲醛树脂、8g二氧化钛分散在70g水中，搅拌均匀后加入6g多巴胺
盐酸盐；避光静置24h后，加入24g丁腈橡胶、8g CuSO4，在45℃下密封搅拌12h，得到三聚氰
胺甲醛树脂纺丝原液。
将上述的三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液采用干喷湿法纺丝成型，用计量泵将常温的
纺丝浆液精确计量后，由喷丝头挤出，其中，喷丝板为800孔，孔径0.06mm，速度为10m/min，
喷拉比为7.0倍；将通过喷丝孔挤出得到的挤出物经过高度为60mm的空气层进入体积比为
1：2的乙醇和水的凝固浴中，水洗后经热氩气甬道干燥得到高介电常数三聚氰胺甲醛树脂
纤维。
实施例4
将120g三聚氰胺甲醛树脂、9g二氧化钛分散在60g水中，搅拌均匀后加入11g多巴
胺盐酸盐；避光静置30h后，加入32g聚乙烯、12g NaH2PO4，在45℃下密封搅拌12h，得到三聚
氰胺甲醛树脂纺丝原液。
将上述的三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液采用湿法纺丝技术路线纺丝成型，用计量泵
将常温的纺丝浆液精确计量后，由喷丝孔挤出，其中喷丝板为12000孔，孔径0.04mm，喷拉比
为1倍，纺丝速度为5m/min；将通过喷丝孔挤出得到的挤出物进入体积比为1：4的乙醇和水
的凝固浴中，水洗后经热氮气甬道干燥得到高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维。
实施例5
将110g三聚氰胺甲醛树脂、10g二氧化钛分散在55g水中，搅拌均匀后加入8g多巴
胺盐酸盐；避光静置28h后，加入30g丁苯橡胶、10g NaHSO3，在45℃下密封搅拌12h，得到三
聚氰胺甲醛树脂纺丝原液。
将上述的聚酰胺酸原液过滤、真空脱泡后采用干喷湿法纺丝成型，用计量泵将常
温的纺丝浆液精确计量后，由喷丝孔挤出，其中，喷丝板为500孔，孔径0.1mm，纺丝速度为
50m/min，喷拉比为3.0倍；将通过喷丝孔挤出得到的挤出物经过高度为30mm空气层进入体
积比为1：3的N,N－二甲基甲酰胺和水的凝固浴中，水洗后经热氮气甬道干燥得到高介电常
数三聚氰胺甲醛树脂纤维。
实施例6
将100g三聚氰胺甲醛树脂、5g钛酸钙分散在60g水中，搅拌均匀后加入10g多巴胺
盐酸盐；避光静置30h后，加入10g聚乙烯和20g聚乙烯醇、11g NH4NO3，在45℃下密封搅拌
12h，得到三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液。
将上述的三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液采用湿法纺丝技术路线纺丝成型，用计量泵
将常温的纺丝浆液精确计量后，由喷丝孔挤出，其中喷丝板为100孔，孔径0.08mm，喷拉比为
5倍，纺丝速度为100m/min；将通过喷丝孔挤出得到的挤出物进入体积比为2:3的N-甲基吡
咯烷酮和水的凝固浴中，水洗后经热氦气甬道干燥得到高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤
维。
实施例7
将120g三聚氰胺甲醛树脂、12g钛酸钙分散在72g水中，搅拌均匀后加入7g多巴胺
盐酸盐；避光静置25h后，加入26g聚乙烯醇、10g Cu(NO3)2，在45℃下密封搅拌12h，得到三聚
氰胺甲醛树脂纺丝原液。
将上述的聚酰胺酸原液过滤、真空脱泡后采用干喷湿法纺丝成型，用计量泵将常
温的纺丝浆液精确计量后，由喷丝孔挤出，其中，喷丝板为600孔，孔径0.15mm，纺丝速度为
60m/min，喷拉比为4.0倍；将通过喷丝孔挤出得到的挤出物经过高度为40mm的空气层进入
体积比为1:1：1的乙二醇、N,N-二甲基乙酰胺和水的凝固浴中，水洗后经热氩气甬道干燥得
到高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维。
实施例8
将100g三聚氰胺甲醛树脂、8g钛酸钙分散在65g水中，搅拌均匀后加入10g多巴胺
盐酸盐；避光静置30h后，加入10g二元乙丙橡胶和10g三元乙丙橡胶、12g AlCl3，在45℃下
密封搅拌12h，得到三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液。
将上述的三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液采用湿法纺丝技术路线纺丝成型，用计量泵
将常温的纺丝浆液精确计量后，由喷丝孔挤出，其中喷丝板为1000孔，孔径0.12mm，喷拉比
为3倍，纺丝速度为50m/min；将通过喷丝孔挤出得到的挤出物进入体积比为1:5的丁酮和水
的凝固浴中，水洗后经热氦气甬道干燥得到高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维。
实施例9
将100g三聚氰胺甲醛树脂、10g钛酸钙分散在60g水中，搅拌均匀后加入10g多巴胺
盐酸盐；避光静置24h后，加入10g二元乙丙橡胶和15g丁苯橡胶、10g FeCl3，在45℃下密封
搅拌12h，得到三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液。
将上述的聚酰胺酸原液过滤、真空脱泡后采用干喷湿法纺丝成型，用计量泵将常
温的纺丝浆液精确计量后，由喷丝孔挤出，其中，喷丝板为400孔，孔径0.12mm，纺丝速度为
80m/min，喷拉比为3.5倍；将通过喷丝孔挤出得到的挤出物经过高度为20mm的空气层进入
体积比为2:1：2的丁醇、N-甲基吡咯烷酮和水的凝固浴中，水洗后经热氮气甬道干燥得到高
介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维。
实施例10
将130g三聚氰胺甲醛树脂、9g钛酸钙分散在65g水中，搅拌均匀后加入10g多巴胺
盐酸盐；避光静置30h后，加入25g三元乙丙橡胶、10g HCl，在45℃下密封搅拌12h，得到高介
电常数三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液。
将上述的三聚氰胺甲醛树脂纺丝原液采用湿法纺丝技术路线纺丝成型，用计量泵
将常温的纺丝浆液精确计量后，由喷丝孔挤出，其中喷丝板为5000孔，孔径0.06mm，喷拉比
为4倍，纺丝速度为60m/min；将通过喷丝孔挤出得到的挤出物进入体积比为2:1的二甲基亚
砜和水的凝固浴中，水洗后经热氦气甬道干燥得到高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维。
对本发明实施例1～10制备的高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维进行断裂强度、
拉伸强度、模量和耐紫外线性能测定，结果见表1。
耐紫外强度测定：具体为上述制备的高介电常数三聚氰胺甲醛树脂纤维经过紫外
灯辐照后测定其强度保持数据，辐照强度为10.43w/m2，波长范围是280～315nm。
表1实施例1～10的测定结果
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。