[发明专利]聚酰胺酸溶液制备方法

说明书

本发明涉及一种聚酰胺酸溶液制备方法，属于聚酰胺酸溶液的制备领域，主要解决现有技术聚酰胺酸制备中聚酰胺酸溶液粘度不可控，易形成聚酰胺酸团块或均匀性差的问题。本发明通过采取一种聚酰胺酸溶液的制备方法，其特征在于，先制备一种胺过量的聚酰胺酸溶液A和一种酐过量的聚酰胺酸溶液B，再将聚酰胺酸溶液A、聚酰胺酸溶液B两种溶液混合制备所述的聚酰胺酸溶液；其中，聚酰胺酸溶液A、聚酰胺酸溶液B的当量配比满足使得所制备的聚酰胺酸溶液中的二酐与二胺单元的摩尔比为0.95～1.05的技术方案，较好地解决了该问题，可用于聚酰胺酸制备的工业应用中。

技术领域

本发明涉及一种新型的聚酰胺酸溶液制备方法，通过该方法可以更方便、更有效的控制聚酰胺酸溶液的黏度，制备的聚酰胺酸溶液均匀性更好。

背景技术

聚酰亚胺(PI)是指主链上含有酰亚胺环的一类芳杂环聚合物，是迄今为止耐热等级最高的高分子材料之一。除具有突出的热稳定性(开始分解温度500℃)外，聚酰亚胺还具有优异的耐低温性(-269℃液氦下不脆断)、耐辐照性以及良好的机械性能、耐化学腐蚀性能和介电性能等。通常以薄膜、纤维、泡沫、工程塑料或复合材料等形式，广泛用于航空航天、微电子、太阳能电池、高温过滤、机械、分离膜以及OLED等领域。。

聚酰亚胺主链上大量酰亚胺环和芳香环的结构决定了其难溶难熔的特点，导致难以加工成型，从而严重影响其应用价值。为解决这个难题，通常先合成聚酰亚胺的前体——聚酰胺酸溶液，将聚酰胺酸溶液加工成型后，再通过热亚胺化等方式制得聚酰亚胺材料。因此，高品质的聚酰胺酸溶液是制备高质量聚酰亚胺材料的先决条件。

聚酰胺酸通常由二酐单体和二胺单体在非质子极性溶剂中低温缩聚而成。传统的方法是将二胺单体溶解于非质子极性溶剂中，再将粉末状的二酐单体加入上述溶液来制备聚酰胺酸溶液。该方法被广泛采用但存在以下两点不足：

1、由于聚合后期体系黏度很大，粉末状的二酐单体在溶液中传质十分困难，反应难以充分进行，这会造成溶液中存在较多的凝胶粒子，带来溶液不均匀的现象，严重影响后续加工成型及聚酰亚胺制品的质量；

2、当二胺与二酐两种单体接近等当量时，其摩尔比微小的变化都会造成溶液黏度的巨大改变，也就是说向溶液中加入二酐单体时，微小的计量误差会导致很大的黏度变化，这对PAA溶液黏度的控制，尤其是在工业生产时，带来了很大的挑战。

发明内容

基于以上背景技术内容，本发明所要解决的技术问题就是现有技术中聚酰胺酸溶液制备方法中的上述不足，提供一种聚酰胺酸溶液的制备方法，该方法可以更方便、更有效的控制聚酰胺酸溶液的黏度，能够制得均匀性更好的聚酰胺酸溶液，具有溶液均匀性好、粘度可控、品质高的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种聚酰胺酸溶液的制备方法，其特征在于，先制备一种胺过量的聚酰胺酸溶液A和一种酐过量的聚酰胺酸溶液B，再将聚酰胺酸溶液A、聚酰胺酸溶液B两种溶液混合制备所述的聚酰胺酸溶液；其中，聚酰胺酸溶液A、聚酰胺酸溶液B的当量配比满足使得所制备的聚酰胺酸溶液中的二酐与二胺单元的摩尔比为0.95～1.05。

上述技术方案中，所述制备方法优选包括如下步骤：

(1)将二胺单体溶于非质子极性溶剂中；

(2)将二酐单体加入步骤(1)中获得的二胺溶液，进行聚合反应，制备胺过量的聚酰胺酸溶液A；

(3)将二胺单体溶于非质子极性溶剂中；

(4)将二酐单体加入步骤(3)中获得的二胺溶液，进行聚合反应，制备酐过量的聚酰胺酸溶液B；

(5)将步骤(2)中获得的聚酰胺酸溶液A与步骤(4)中获得的聚酰胺酸溶液B按所需当量配比混合均匀；得到所述的聚酰胺酸溶液。

上述技术方案中，所述步骤(1)和步骤(3)中所述的二胺单体为式(I)所示二胺中的一种或几种二胺的混合物：