[發(fā)明專利]聚芳醚腈樹(shù)脂、聚芳醚腈纖維及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110422906.9
• 申請(qǐng)日: 2011-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102532516A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余興江;李岳山;任偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川飛亞新材料有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08G65/40
• 分類(lèi)號(hào): C08G65/40;C08G65/46;D01F6/78;D01D5/08;D01D5/12
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所 51124
• 代理人: 武森濤;羅麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及聚芳醚腈樹(shù)脂、聚芳醚腈纖維及其制備方法。

背景技術(shù)

聚芳醚腈是一類(lèi)側(cè)鏈上具有腈基的熱塑性聚合物，它是從二十世紀(jì)八十年代以來(lái)首先為國(guó)防軍工和尖端技術(shù)的需求而發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)綜合性能優(yōu)異的結(jié)構(gòu)型高分子材料，具有很高的耐熱性、阻燃性、機(jī)械強(qiáng)度、防紫外線和抗蠕變性好等優(yōu)良特性，可廣泛應(yīng)用于航空航天、電子封裝、機(jī)械制造、汽車(chē)零件等領(lǐng)域。

聚芳醚腈在國(guó)內(nèi)的研究起始于80年代，主要集中在研究合成工藝和配方等方面。國(guó)內(nèi)申請(qǐng)關(guān)于聚芳醚腈樹(shù)脂的生產(chǎn)發(fā)明專利主要有：專利申請(qǐng)?zhí)枮?4113026.6的《一種聚芳醚腈及其制造方法》、200610038381.8的《聚芳醚腈的工業(yè)化生產(chǎn)方法》、200510038360.1的《聚芳醚腈高分子無(wú)鹵阻燃劑的工業(yè)化生產(chǎn)方法》、200610021306.0的《一種含間苯鏈節(jié)的聚芳醚腈共聚物及其制備方法》、200810305720.3的《一種半晶型聚芳醚醚腈的工業(yè)化生產(chǎn)方法》。近年來(lái)關(guān)于聚芳醚腈復(fù)合材料以及型材加工的專利也逐漸增多，具體有：200910302012.9的《聚芳醚腈玻纖復(fù)合材料及其制備方法》、201010218960.7的《一種聚芳醚腈樹(shù)脂和纖維布的層壓復(fù)合材料及其制備方法》、201010264875.4的《聚芳醚腈復(fù)合材料及其制備方法》、以及200910310566.3的《聚芳醚腈/超支化酞菁銅介電薄膜及其制備方法》等。

上述專利中所涉及的聚芳醚腈樹(shù)脂制備方法主要是針對(duì)通用型材以及復(fù)合材料的制備與應(yīng)用，未針對(duì)纖維制備的紡絲級(jí)聚芳醚腈樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制備。聚芳醚腈樹(shù)脂具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)藥品性、自阻燃性和力學(xué)性能，使之纖維化可以在很大程度上擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。然而可適用于紡絲的聚芳醚腈樹(shù)脂有著特殊的要求，例如需要聚芳醚腈樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)具有較高的規(guī)整性以及適當(dāng)?shù)姆肿恿浚瑫r(shí)還應(yīng)具有較高的純度。專利201010192447.5《一種聚芳醚腈纖維的制備方法》中公開(kāi)了一種聚芳醚腈纖維的制備方法，其是先在聚芳醚腈樹(shù)脂中添加熱穩(wěn)定劑、無(wú)機(jī)填料、降粘劑混煉制得紡絲專用料，再以紡絲專用料制得聚芳醚腈纖維，這些眾多的添加物并不有利于高性能聚芳醚腈纖維的穩(wěn)定生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可用于紡絲的聚芳醚腈樹(shù)脂，該聚芳醚腈樹(shù)脂分子量高，易于紡絲生產(chǎn)。

本發(fā)明的聚芳醚腈樹(shù)脂，其分子結(jié)構(gòu)含有結(jié)構(gòu)單元：

其中結(jié)構(gòu)單元的摩爾比為：80-100∶0-20；且該樹(shù)脂的數(shù)均分子量為30000至80000；

其中Ar為如下結(jié)構(gòu)中的一個(gè)：

優(yōu)選的，上述聚芳醚腈樹(shù)脂的數(shù)均分子量為40000～60000。

優(yōu)選的，上述聚芳醚腈樹(shù)脂中結(jié)構(gòu)單元

的摩爾比為：80-99∶1-20。

優(yōu)選的，述聚芳醚腈樹(shù)脂中結(jié)構(gòu)單元

的摩爾比為：90-99∶1-10。

本發(fā)明還提供了上述聚芳醚腈的制備方法，具體為：

(1)聚合反應(yīng)：

按照下列摩爾配比稱取原料：2，6-鹵代苯甲腈∶芳香族二元酚∶催化劑∶非質(zhì)子強(qiáng)極性溶劑∶脫水劑＝1∶1∶1.1～1.3∶14～18∶6～8；所述芳香族二元酚為芳香族二元酚中至少有一個(gè)為

將上述原料在惰性氣體保護(hù)下，于140～160℃下反應(yīng)1-3小時(shí)，蒸出脫水劑后升溫至190-205℃，反應(yīng)1.5～3小時(shí)，獲得聚芳醚腈溶液；

(2)后處理

將步驟(1)得到的聚芳醚腈溶液進(jìn)行沉淀、固液分離，分離后的固體洗滌、過(guò)濾、干燥即得本發(fā)明的聚芳醚腈樹(shù)脂。

所述2，6-鹵代苯甲腈優(yōu)選為2，6-二氯苯甲腈。

所述催化劑優(yōu)選為無(wú)機(jī)弱酸強(qiáng)堿鹽，優(yōu)選為無(wú)水碳酸鉀。

所述非質(zhì)子強(qiáng)極性溶劑為環(huán)丁砜、N-甲基吡咯烷酮中的至少一種。

所述脫水劑為甲苯。

步驟(1)中優(yōu)選的蒸出脫水劑后升溫至200℃。

優(yōu)選的，步驟(2)中聚芳醚腈溶液進(jìn)行沉淀時(shí)需要添加沉淀劑，并加熱回流2～3小時(shí)；所述沉淀劑為甲醇、水或乙醇中的至少一種，沉淀劑的用量為非質(zhì)子強(qiáng)極性溶劑的2倍以上，優(yōu)選的是3-5倍。

優(yōu)選的，步驟(2)中固液分離采用離心方法分離。

優(yōu)選的，步驟(2)所述洗滌先用pH值4-6的沸水洗滌，然后用沸水洗滌數(shù)次。所述pH值4-6的沸水由稀鹽酸水溶液或草酸水溶液加熱至沸點(diǎn)所得。

另外，本發(fā)明還提供了上述聚芳醚腈樹(shù)脂制備聚芳醚腈纖維的方法：