[发明专利]可溶可熔聚酰亚胺沉析纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种可溶可熔聚酰亚胺沉析纤维的制备方法，具有以下步骤：①将氯化钙、N,N‑二甲基乙酰胺以及水按比例混合并搅拌均匀，得到沉析剂；②将二胺单体与二酐单体在非质子极性溶剂中先反应生成聚酰胺酸溶液，再经化学环化脱水得到聚酰亚胺溶液，最后稀释得到聚酰亚胺原液；③将沉析剂与聚酰亚胺原液分别注入沉析机中，经沉析机高速搅拌、剪切得到悬浮液，再经过滤、水洗即得可溶可熔聚酰亚胺沉析纤维。本发明制得的聚酰亚胺沉析纤维不仅能够很好的满足湿法造纸要求，而且能够熔融，从而在热压成型时能够与聚酰亚胺短切纤维紧密结合，最终能够应用于制备高强度的锂电池隔膜纸、电容器纸、绝缘纸、蜂窝纸等高性能耐高温纸制品。

技术领域

本发明属于聚酰亚胺技术领域，具体涉及一种可溶可熔聚酰亚胺沉析纤维的制备方法。

背景技术

聚酰亚胺是在工业应用方面耐热等级很高的聚合物材料，它具有优异的耐热、耐低温、绝缘、难燃、耐腐蚀、耐辐射、尺寸稳定、化学性质稳定、高强度、高模量、抗蠕变能力强、摩擦性能优良、无毒等优异性能，广泛应用于航空、航天、电器、机械、化工、微电子等高技术领域。目前，美国、日本的技术与生产能力仍处于全球的领先地位。

聚酰亚胺由于有酰亚胺基团的特性，比芳纶类聚合物具有更好的耐热性能及化学稳定性，以聚酰亚胺纤维合成的高性能纤维纸具有强度高、耐高温、耐化学腐蚀、阻燃和优良的电绝缘性能。广泛应用于耐高温绝缘材料、电子材料、结构复合材料等领域。

目前，聚酰亚胺沉析纤维的制备均是由聚酰胺酸沉析纤维热亚胺化得到（参见中国专利文献CN105506769A、CN105672025A、CN106638114A等）。由于聚酰胺酸沉析纤维的热亚胺化会产生水分，这样会导致沉析纤维结团，从而大大影响其通过湿法造纸所制得的聚酰亚胺纸的性能。

另外，现有的聚酰亚胺沉析纤维基本不熔融，这样在热压成型时无法与聚酰亚胺短切纤维紧密结合，从而影响所制得的聚酰亚胺纸的强度，难以制备锂电池隔膜纸、电容器纸、绝缘纸、蜂窝纸等高性能耐高温聚酰亚胺纸。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种既能够很好的满足湿法造纸要求、又能够在热压成型时与聚酰亚胺短切纤维紧密结合的可溶可熔聚酰亚胺沉析纤维的制备方法。

实现本发明上述目的的技术方案是：一种可溶可熔聚酰亚胺沉析纤维的制备方法，具有以下步骤：

①配制沉析剂：将氯化钙、N,N-二甲基乙酰胺以及水按比例混合并搅拌均匀；

②制备聚酰亚胺原液：将二胺单体与二酐单体在非质子极性溶剂中先反应生成聚酰胺酸溶液，再经化学环化脱水得到聚酰亚胺溶液，最后稀释得到聚酰亚胺原液；

③制备可溶可熔聚酰亚胺沉析纤维：将步骤①配制的沉析剂与步骤②制得的聚酰亚胺原液分别注入沉析机中，经沉析机高速搅拌、剪切得到悬浮液，再经过滤、水洗即得可溶可熔聚酰亚胺沉析纤维。

上述步骤①的沉析剂中的N,N-二甲基乙酰胺用量对聚酰亚胺沉析纤维的溶解性能有较大影响，申请人经过大量试验发现：当N,N-二甲基乙酰胺用量在70%以上，尤其是在70%～90%时能够获得较好的溶解性能，而60%以下的N,N-二甲基乙酰胺用量溶解性能明显不佳。因此，本发明的沉析剂中氯化钙、N,N-二甲基乙酰胺以及水的重量百分比为：1～20%∶70～90%∶5～25%。

上述步骤②中聚酰亚胺原液的特性粘度对聚酰亚胺沉析纤维的溶解性能同样有较大影响，申请人经过大量试验发现：当聚酰亚胺原液的特性粘度在2.5dl/g以上，尤其是2.5dl/g～4.5dl/g时能够获得较好的溶解性能，而2dl/g以下的特性粘度溶解性能明显不佳。

上述步骤②中得到的聚酰亚胺原液的质量浓度为4～25%，优选为4～10%。