[发明专利]一种可交联型聚酰亚胺沉析纤维的制备方法

说明书

本发明涉及一种可交联型聚酰亚胺沉析纤维的制备方法，包括：在氮气保护下，将二胺单体加入非质子极性溶剂中，完全溶解后加入二酐单体室温搅拌反应，再加入封端剂继续搅拌反应，得到两端封端的聚酰胺酸原液；过滤，脱泡，稀释，然后注入至搅拌的沉析液中，得到聚酰胺酸沉析纤维悬浮液，经洗涤，过滤，真空干燥，得到聚酰胺酸沉析纤维；进行热环化交联反应，即得。本发明工艺简单可控，节能环保，提高生产效率，降低生产成本，制得的可交联型聚酰亚胺沉析纤维具有较高的比表面积，且具有更高的机械性能、耐热性能及耐化学腐蚀性能。

技术领域

本发明属于沉析纤维技术领域，特别涉及一种可交联型聚酰亚胺沉析纤维的制备方法。

背景技术

高性能纸不仅拥有良好的绝缘性能和机械强度，还有着各种特种性能，如耐高温、耐辐照、耐化学腐蚀等，在电气电工、航空航天、通讯电子、化工生产、环境保护等领域都得到了广泛应用。以聚酰亚胺为原料的绝缘纸在高性能电机、电缆、电容器和变压器中具有非常广阔的应用前景，也可用于制备层压制品、复合材料和预浸材料等绝缘材料。

传统绝缘纸中最具代表性的就是1960年美国杜邦公司成功研究生产出的H级绝缘的耐高温材料Nomex纸，随着我国高新技术行业的发展，对耐高温性能绝缘纸的需求和要求也不断提高。耐高温绝缘纸的性能主要取决于其纤维的耐热性能和机械性能，由于聚酰亚胺纤维具有独特的芳杂环刚性结构，具有着优异的热稳定性、电绝缘性、化学稳定性以及耐辐射性能，在原子能工业、空间环境、航空航天、高速交通工具、电气绝缘、海洋开发、体育器械、环境产业及防护用具等严酷环境中得到广泛使用。聚酰亚胺纤维相比于传统耐高温材料，具有耐高温达400℃以上，可以在-200℃～300℃下长期使用，且具有相比其他纤维更优异的耐辐射性能，因此在高温和辐照领域有着更广大的应用前景。

聚酰亚胺绝缘纸主要由短纤和沉析纤维混合抄造而成，而由于传统的聚酰亚胺纸是聚酰亚胺短纤和芳纶浆粕抄造而成，如CN102953288A，该方法由于混入芳纶，芳纶耐热性能低于聚酰亚胺，导致该纸的耐热性能有所下降。近年来开发了许多纯聚酰亚胺绝缘纸，如CN106436441A、CN106638114A、CN106436441A、CN102352576A提到的，在制备聚酰亚胺复合纸的过程中，加入了胶黏剂，该方法由于胶黏剂的加入，纸张耐热性能下降，但是仅靠通过热压，不添加胶黏剂，浆粕的物理缠结力不够，导致复合纸的机械性能不高。如CN105506769A提到的，由两部法制备聚酰亚胺沉析纤维，但是该方法中由于聚酰胺酸在环化过程中会释放小分子水，对其内部结构造成破坏，因此沉析纤维机械性能下降。

目前我国的聚酰亚胺沉析纤维的研究虽然有了长足的进步，但仍处于起步阶段。其比表面积、机械性能不能满足现阶段的要求。因此，现在急需一种比表面积大的、机械性能更高、耐热性能更高的聚酰亚胺沉析纤维来提高聚酰亚胺复合纸的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可交联型聚酰亚胺沉析纤维的制备方法，以解决现阶段聚酰亚胺沉析纤维技术上所存在的不足，在聚酰亚胺沉析纤维中引入交联结构，提高沉析纤维的机械性能、耐热性能、耐化学腐蚀性能等，避免了传统两步法力学性能降低的缺点，通过两步法制备沉析纤维，比表面积相比于一步法的沉析纤维高，且工艺简单可控，提高生产效率，降低生产成本。

本发明的一种可交联型聚酰亚胺沉析纤维的制备方法，包括：

(1)在氮气保护下，将二胺单体加入非质子极性溶剂中，完全溶解后加入二酐单体室温搅拌反应，再加入封端剂继续搅拌反应，得到固含量为10～25％的两端封端的聚酰胺酸原液；其中二胺单体、二酐单体、封端剂的摩尔比为1：0.92～0.96：0.2～0.4；

(2)将步骤(1)得到的聚酰胺酸原液过滤，脱泡，稀释至浓度为1～20wt％，然后按体积比1：9～11注入至搅拌的沉析液中，得到聚酰胺酸沉析纤维悬浮液，经洗涤，过滤，真空干燥，得到聚酰胺酸沉析纤维；