聚醯亞胺纖維或薄膜的加工原液及其製備方法和用途
2023-10-25 02:27:57 1
聚醯亞胺纖維或薄膜的加工原液及其製備方法和用途
【專利摘要】本發明提供一種聚醯亞胺纖維或薄膜的加工原液及其製備方法和用途。該加工原液的主要成分是基於2,2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)丙烷的聚醯胺酸，是以2,2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)丙烷、3,3』，4,4』-二苯醚四甲酸二酐和2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯並咪唑為原料，在非質子極性溶劑環境中通過「一步法」反應即可製得。其製備工藝簡單、操作方便、環境友好、設備通用、有機溶劑可回收利用，有利於產業化生產；且原料易得、價格低廉，有利於降低生產成本。通過嚴格控制原料的摩爾比和投料順序，可以很容易控制聚醯胺酸的分子量、調整聚醯胺酸的分子結構，有利於將該加工原液應用於生產高性能的聚醯亞胺纖維或薄膜。
【專利說明】聚醯亞胺纖維或薄膜的加工原液及其製備方法和用途
【技術領域】
[0001] 本發明涉及聚醯亞胺纖維或薄膜的加工原液，尤其是一種基於2, 2-雙（3-氨 基-4-羥基苯基）丙烷的加工原液，以及這種加工原液的製備方法和用途，屬於有機高分子 合成與應用【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 聚醯亞胺（Polyimide，簡稱PI)作為一種高性能工程材料，具有優異的物理和化 學性能，如良好的耐熱性、耐低溫性、耐輻射性、電絕緣性、阻燃性、高強度、高模量和無毒 等，其已作為多種材料被廣泛地應用於電子、微電子、航空航天、雷射、光電等高科技領域。 隨著合成技術和紡絲方法的發展和改進，聚醯亞胺類高分子材料的發展取得了較快的進 步，尤其是最近幾年來通過對聚醯亞胺的改性，使得其應用範圍更加廣泛。
[0003] 虞鑫海等人[含酚羥基聚醯亞胺薄膜的研製，絕緣材料，2009,42(5) :1-6，10]公 開了一種2, 2-雙（3-氨基-4-羥基苯基）丙烷及其含酚羥基聚醯亞胺薄膜的製備方法。虞 鑫海等人[耐高溫單組分環氧膠粘劑的研製，粘接，2008,29 (12):16-19]公開了一種聚醯 亞胺的製備方法。費斐等人[3, 3' -二氨基-4, 4' -二羥基聯苯及其聚醯亞胺的合成與性 能研究，絕緣材料，2009,42(6) :12-15,22]公開了一種3,3' -二氨基_4,4' -二羥基聯苯 及其聚醯亞胺的製備方法。中國專利CN101003716A公開了一種含酚羥基聚醯亞胺粘合劑 的製備方法。中國專利CN1927908A公開了一種含酚羥基聚醯亞胺粉末的製備方法。中國 專利CN101560298A公開了一種熱塑性含氟全芳型聚醯亞胺粉末及其製備方法。中國專利 CN101580637A公開了一種含脂環聚醯亞胺薄膜及其製備方法。中國專利CN101597428A公 開了一種全芳型含氟無色透明聚醯亞胺薄膜及其製備方法。中國專利CN101585923A公開 了一種高可見光透過性聚醯亞胺薄膜及其製備方法。中國專利CN101922061A公開了一種 聚醯亞胺纖維及其製備方法。
[0004] 以上，聚醯亞胺作為具有發展前途的高分子材料已經得到充分的認識，但與其它 聚合物高分子材料比較，成本還是相對較高。雖然經過前述改良，聚醯亞胺類高分子材料在 性能上得到進一步優化，但是上述公布的技術方案的生產過程中仍然存在工藝複雜、原料 來源不便，進而導致生產成本增加等不足。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是為了解決上述技術問題而提供一種聚醯亞胺纖維或薄膜的加工 原液及其製備方法和用途，該加工原液的製備原料來源方便，製備工藝簡單、操作方便、設 備通用，製備獲得的加工原液的主要組分聚醯胺酸，其分子量容易控制、分子結構容易調 整，有利於將其應用於製備高性能的聚醯亞胺纖維或聚醯亞胺薄膜。
[0006] 本發明的技術解決方案是：一種聚醯亞胺纖維或薄膜的加工原液，其特徵在於： 所述加工原液的組分包括基於2, 2-雙（3-氨基-4-羥基苯基）丙烷的聚醯胺酸，所述聚醯 胺酸的分子結構式為：
【權利要求】
1. 一種聚醯亞胺纖維或薄膜的加工原液，其特徵在於：所述加工原液的組分包括基於 2, 2-雙（3-氨基-4-羥基苯基）丙烷的聚醯胺酸，所述聚醯胺酸的分子結構式為：
其中，η為大於10且小於60的自然數。
2. 權利要求1所述聚醯亞胺纖維或薄膜的加工原液的製備方法，依次包括如下步驟： ① 室溫條件下，將2, 2-雙（3-氨基-4-羥基苯基）丙烷和非質子極性溶劑加入反應釜 中，攪拌溶解； ② 加入3,3'，4,4' -二苯醚四甲酸二酐，0°C?5°C條件下反應0. 5h?lh; ③ 加入2-(4-氨基苯基）-5-氨基苯並咪唑，0°C?5°C條件下反應3h?5h，得到基於 2, 2-雙（3-氨基-4-羥基苯基）丙烷的聚醯亞胺纖維或薄膜的加工原液。
3. 根據權利要求2所述的聚醯亞胺纖維或薄膜的加工原液的製備方法，其特徵在於： 以所述2, 2-雙（3-氨基-4-羥基苯基）丙烷、所述3, 3'，4, 4' -二苯醚四甲酸二酐和所述 2-(4-氨基苯基）-5-氨基苯並咪唑的質量之和作為總反應物的總質量，所述非質子極性溶 劑的體積與所述總反應物的總質量之比為3ml?4ml : lg。
4. 根據權利要求2所述的聚醯亞胺纖維或薄膜的加工原液的製備方法，其特徵在於： 所述非質子極性溶劑包括下述的一種或多種組合：N，N-二甲基甲醯胺、N，N-二甲基乙醯 胺、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亞碸。
5. 根據權利要求2所述的聚醯亞胺纖維或薄膜的加工原液的製備方法，其特徵在於： 所述2, 2-雙（3-氨基-4-羥基苯基）丙烷與所述2- (4-氨基苯基）-5-氨基苯並咪唑的投 料摩爾比為1 : 1。
6. 根據權利要求2所述的聚醯亞胺纖維或薄膜的加工原液的製備方法，其特徵在於： 所述3, 3'，4, 4' -二苯醚四甲酸二酐的添加量以摩爾數計，為所述2, 2-雙（3-氨基-4-羥 基苯基）丙烷的摩爾數與所述2-(4-氨基苯基）-5-氨基苯並咪唑摩爾數之和。
7. 權利要求1所述加工原液的用途，用於生產聚醯亞胺纖維，工藝過程包括：將所述加 工原液倒入紡絲機，經螺杆擠出、噴絲板噴絲、凝固浴、拉伸、卷繞，得到初生纖維，所述初生 纖維經150°C?350°C烘乾，製得聚醯亞胺纖維。
8. 權利要求1所述加工原液的用途，用於生產聚醯亞胺薄膜，工藝過程包括：將所述加 工原液塗覆於平板玻璃上，經130°C?30(TC烘乾，製得聚醯亞胺薄膜。
【文檔編號】C08G73/10GK104109242SQ201310133507
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年4月17日 優先權日:2013年4月17日
【發明者】錢明球, 虞鑫海, 趙炯心 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化儀徵化纖股份有限公司