[發明專利]可溶可熔聚酰亞胺沉析纖維的制備方法

有效

• 申請號: 201710909166.9
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107881579B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 胡國宜;胡錦平;易澤雄;蔣志強;奚小金
• 申請（專利權）人: 常州市尚科新材料有限公司
• 主分類號: D01F6/88
• 分類號: D01F6/88;D01F1/10;D21H13/26;C08G73/10
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產權代理有限公司 32214
• 代理人: 孫曉暉

本發明公開了一種可溶可熔聚酰亞胺沉析纖維的制備方法，具有以下步驟：①將氯化鈣、N,N?二甲基乙酰胺以及水按比例混合并攪拌均勻，得到沉析劑；②將二胺單體與二酐單體在非質子極性溶劑中先反應生成聚酰胺酸溶液，再經化學環化脫水得到聚酰亞胺溶液，最后稀釋得到聚酰亞胺原液；③將沉析劑與聚酰亞胺原液分別注入沉析機中，經沉析機高速攪拌、剪切得到懸浮液，再經過濾、水洗即得可溶可熔聚酰亞胺沉析纖維。本發明制得的聚酰亞胺沉析纖維不僅能夠很好的滿足濕法造紙要求，而且能夠熔融，從而在熱壓成型時能夠與聚酰亞胺短切纖維緊密結合，最終能夠應用于制備高強度的鋰電池隔膜紙、電容器紙、絕緣紙、蜂窩紙等高性能耐高溫紙制品。

技術領域

本發明屬于聚酰亞胺技術領域，具體涉及一種可溶可熔聚酰亞胺沉析纖維的制備方法。

背景技術

聚酰亞胺是在工業應用方面耐熱等級很高的聚合物材料，它具有優異的耐熱、耐低溫、絕緣、難燃、耐腐蝕、耐輻射、尺寸穩定、化學性質穩定、高強度、高模量、抗蠕變能力強、摩擦性能優良、無毒等優異性能，廣泛應用于航空、航天、電器、機械、化工、微電子等高技術領域。目前，美國、日本的技術與生產能力仍處于全球的領先地位。

聚酰亞胺由于有酰亞胺基團的特性，比芳綸類聚合物具有更好的耐熱性能及化學穩定性，以聚酰亞胺纖維合成的高性能纖維紙具有強度高、耐高溫、耐化學腐蝕、阻燃和優良的電絕緣性能。廣泛應用于耐高溫絕緣材料、電子材料、結構復合材料等領域。

目前，聚酰亞胺沉析纖維的制備均是由聚酰胺酸沉析纖維熱亞胺化得到（參見中國專利文獻CN105506769A、CN105672025A、CN106638114A等）。由于聚酰胺酸沉析纖維的熱亞胺化會產生水分，這樣會導致沉析纖維結團，從而大大影響其通過濕法造紙所制得的聚酰亞胺紙的性能。

另外，現有的聚酰亞胺沉析纖維基本不熔融，這樣在熱壓成型時無法與聚酰亞胺短切纖維緊密結合，從而影響所制得的聚酰亞胺紙的強度，難以制備鋰電池隔膜紙、電容器紙、絕緣紙、蜂窩紙等高性能耐高溫聚酰亞胺紙。

發明內容

本發明的目的在于解決上述問題，提供一種既能夠很好的滿足濕法造紙要求、又能夠在熱壓成型時與聚酰亞胺短切纖維緊密結合的可溶可熔聚酰亞胺沉析纖維的制備方法。

實現本發明上述目的的技術方案是：一種可溶可熔聚酰亞胺沉析纖維的制備方法，具有以下步驟：

①配制沉析劑：將氯化鈣、N,N-二甲基乙酰胺以及水按比例混合并攪拌均勻；

②制備聚酰亞胺原液：將二胺單體與二酐單體在非質子極性溶劑中先反應生成聚酰胺酸溶液，再經化學環化脫水得到聚酰亞胺溶液，最后稀釋得到聚酰亞胺原液；

③制備可溶可熔聚酰亞胺沉析纖維：將步驟①配制的沉析劑與步驟②制得的聚酰亞胺原液分別注入沉析機中，經沉析機高速攪拌、剪切得到懸浮液，再經過濾、水洗即得可溶可熔聚酰亞胺沉析纖維。

上述步驟①的沉析劑中的N,N-二甲基乙酰胺用量對聚酰亞胺沉析纖維的溶解性能有較大影響，申請人經過大量試驗發現：當N,N-二甲基乙酰胺用量在70%以上，尤其是在70%～90%時能夠獲得較好的溶解性能，而60%以下的N,N-二甲基乙酰胺用量溶解性能明顯不佳。因此，本發明的沉析劑中氯化鈣、N,N-二甲基乙酰胺以及水的重量百分比為：1～20%∶70～90%∶5～25%。

上述步驟②中聚酰亞胺原液的特性粘度對聚酰亞胺沉析纖維的溶解性能同樣有較大影響，申請人經過大量試驗發現：當聚酰亞胺原液的特性粘度在2.5dl/g以上，尤其是2.5dl/g～4.5dl/g時能夠獲得較好的溶解性能，而2dl/g以下的特性粘度溶解性能明顯不佳。

上述步驟②中得到的聚酰亞胺原液的質量濃度為4～25%，優選為4～10%。