[發明專利]聚間苯二甲酰間苯二胺紡絲溶液的制備方法

無效

• 申請號: 201110227125.4
• 申請日: 2011-08-09
• 公開（公告）號: CN102277627A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 鐘洲;胡祖明;陳蕾
• 申請（專利權）人: 圣歐（蘇州）安全防護材料有限公司
• 主分類號: D01D1/02
• 分類號: D01D1/02;C08G69/32;D01F6/94
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種聚間苯二甲酰間苯二胺紡絲溶液的制備方法。

背景技術

聚間苯二甲酰間苯二胺纖維，英文名稱?Poly?m-phenylene?isophthalamide?fiber，中文別名：間位芳酰胺纖維、間位芳綸、芳綸1313、HT-1纖維。英文別名?Nomex;?Conex;?Phenicon。

聚間苯二甲酰間苯二胺主要用于制作防火和耐高溫材料，如防火簾、防燃手套、消防服、耐熱工作服、石油化工廠工作服、消防戰斗服等，其特點是穿著舒適性好，高溫下機械強度較高，且密度較小。還用于制作降落傘、飛行服、宇航服、民航客機裝飾織物等。間位芳綸針刺氈也用于制作高溫和腐蝕性氣體的過濾介質，如煙道氣的過濾，可用于金屬冶煉、水泥、石灰和石膏生產、煉焦、發電和化工等行業中使用的高溫除塵過濾袋。運送高溫和腐蝕性物質的運輸帶和電氣絕緣材料等。也用于蜂窩結構材料、抗輻射材料。也可與其他抗燃纖維混織，提高阻燃性。

目前國內常用的聚合方法為低溫溶液聚合，該方法分為兩個步驟，步驟1）間苯二胺和間苯二甲酰氯在酰胺類溶劑中于較低溫度下進行聚合反應生成聚間苯二甲酰間苯二胺，同時作為副產物產生氯化氫。步驟2）用堿土金屬化合物中和步驟1）所述的氯化氫，中和反應得到的堿土金屬氯化物溶解于聚合溶濃體系，該聚合物溶液可直接用于紡絲。如美國專利USP3063966。該方法的缺點是，對聚間苯二甲酰間苯二胺紡絲溶液的粘度無法進行有效控制，從而導致聚合反應的聚合度過高。眾所周知，聚間苯二甲酰間苯二胺紡絲溶液需要一定的粘度（相對粘度在2.2-2.6之間），粘度太低，纖維達不到要求，而粘度太高，對輸送和紡絲工藝都有困難。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種聚間苯二甲酰間苯二胺紡絲溶液的制備方法，在該方法中，聚合步驟中添加阻聚劑能夠快速停止聚間苯二甲酰間苯二胺的聚合反應，得到粘度適合的紡絲溶液。

本發明的聚間苯二甲酰間苯二胺紡絲溶液的制備方法，是通過如下技術方案實現的：

一種聚間苯二甲酰間苯二胺紡絲溶液的制備方法，由下述步驟組成：

（1）配制阻聚劑溶液：將阻聚劑溶解在極性有機溶劑中；

（2）低溫溶液聚合反應：在聚合反應器中將間苯二胺溶解在極性有機溶劑中并冷卻，加入間苯二甲酰氯進行聚合，生成聚間苯二甲酰間苯二胺和氯化氫；

（3）停止聚合：當紡絲溶液粘度升至65-75Pa.S時，將步驟（1）制備的阻聚劑溶液加入聚合反應器中，促使聚合反應停止；

（4）中和：將堿土金屬化合物加入聚合反應器中，中和上述的氯化氫，中和反應得到的堿土金屬氯化物溶解于聚合溶液體系，制得聚間苯二甲酰間苯二胺紡絲溶液。

其中，優選地：

步驟（1）中，所述阻聚劑為單官能團單體或水，所述單官能團單體為苯甲酰氯或苯乙胺，當阻聚劑為單官能團單體時，阻聚劑在阻聚劑溶液中的質量百分比為5-20%，最佳質量百分比為10-15%；當阻聚劑為水時，阻聚劑在阻聚劑溶液中的質量百分比為1-10%。最佳質量百分比為4-6%。在本發明中采用水作為阻聚劑，價格低，且易溶于酰胺類溶劑，容易保存。

步驟（1）中，阻聚劑為單官能團單體時，單官能團單體的加入量為間苯二胺摩爾用量的0.2-2%，最佳摩爾用量為0.5-0.7%，可以快速的停止聚合反應，又不影響其他性能；阻聚劑為水時，水的加入量為間苯二胺摩爾用量的0.2-2%，最佳摩爾用量為0.8-1%，可以快速的停止聚合反應，又不影響其他性能。

步驟（2）中，間苯二甲酰氯和間苯二胺為等摩爾比加入。

步驟（2）中，聚合反應器中安裝有粘度計。在線監測溶液粘度，聚合物粘度隨著反應的進行升高，聚合物粘度升高至65-75?Pa.S（30℃旋轉粘度）時，加入阻聚劑。

步驟（1）和步驟（2）中，所述極性有機溶劑為N,N-二甲基乙酰胺或甲基吡咯烷酮。

步驟(4）中，制得的聚間苯二甲酰間苯二胺紡絲溶液中聚間苯二甲酰間苯二胺的質量百分含量為10-20%。

本發明通過加入阻聚劑，可以隨時停止聚合物的聚合反應，得到粘度適合(相對粘度在2.2-2.6之間)的紡絲溶液，非常適合輸送和后續的紡絲工藝要求。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步描述。

實施例1