[发明专利]芳香族聚噁二唑薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种芳香族聚噁二唑薄膜及其制备方法，包括以下步骤：以芳香族二甲酸化合物和肼盐为单体，在发烟硫酸中进行缩聚反应得到芳香族聚噁二唑溶液；将所述芳香族聚噁二唑溶液经衣架式流延模具挤出，然后输送至稀硫酸凝固浴中进行凝固成型，得到凝固的含酸湿态初生流延薄膜；将所述含酸湿态初生流延薄膜进行洗涤后，得到不含硫酸的初生流延薄膜；将所述不含硫酸的初生流延薄膜进行张紧干燥，在200～350℃进行热定型处理，并进行切边、卷绕，得到所述芳香族聚噁二唑薄膜。该芳香族聚噁二唑薄膜可广泛用作耐高温电绝缘薄膜、耐高温绝缘纸/薄膜复合材料、覆铜薄膜、耐高温渗透膜、碳膜基材及航空航天材料等。

技术领域

本发明涉及薄膜制备技术领域，特别是涉及一种芳香族聚噁二唑薄膜及其制备方法。

背景技术

芳香族聚噁二唑(简称POD)是一种具备良好的电绝缘、耐热、耐氧化、等性能的芳杂环高分子材料，不溶于一般有机溶剂和绝大多数无机溶剂，高温下只分解不熔融，因而在耐高温、电绝缘等领域有着广阔的应用前景。但因其合成条件苛刻、流动性能差、加工成型性差，故POD高聚物的合成、薄膜、纤维等材料成型加工方面的研发成果相对较少，尤其是薄膜成型加工方面的成果更为稀少。

20世纪60年代，美国科学家最先发起芳香族聚噁二唑的制备、结构与性能的研究，其后，POD高聚物因其良好的性能受到较多关注。POD的制备一般采用两步法，即先合成出聚酰肼，加工成型后高温脱水环化成为POD材料。这种方法不仅技术路线复杂、原料成本高，而且，材料结构缺陷多、力学性能差。现阶段，二步法主要限于实验室研究，用于制备光电材料等，但关于使用POD制备耐高温、功能性薄膜的文献未见报道。

发明内容

基于此，有必要提供一种性能更好的芳香族聚噁二唑薄膜的制备方法。

一种芳香族聚噁二唑薄膜的制备方法，包括以下步骤：

以芳香族二甲酸化合物和肼盐为单体，在发烟硫酸中进行缩聚反应得到芳香族聚噁二唑溶液；

将所述芳香族聚噁二唑溶液经衣架式流延模具挤出，然后输送至稀硫酸凝固浴中进行凝固成型，得到凝固的含酸湿态初生流延薄膜；所述衣架式流延模具挤出的工艺为：将所述芳香族聚噁二唑溶液经高效真空脱泡，然后输送至粗过滤器进行粗过滤，再输送至精过滤器进行精过滤，再送至衣架式模具，在模具狭缝中挤出至凝固托辊上形成片状聚噁二唑溶液；

将所述含酸湿态初生流延薄膜进行洗涤后，得到不含硫酸的初生流延薄膜；

将所述不含硫酸的初生流延薄膜进行张紧干燥，在200～350℃进行热定型处理，并进行切边、卷绕，得到所述芳香族聚噁二唑薄膜。

在其中一个实施例中，所述粗过滤器的过滤网孔径为40μm～80μm，过滤压力≤1.0MPa，所述精过滤器的过滤网孔径为30μm～50μm，过滤压力≤3.0MPa。

在其中一个实施例中，所述稀硫酸凝固浴中稀硫酸的质量浓度为20％～50％，所述稀硫酸凝固浴中稀硫酸的温度为20℃～60℃。

在其中一个实施例中，所述稀硫酸凝固浴中稀硫酸的质量浓度为40％～45％，所述稀硫酸凝固浴中稀硫酸的温度为40℃～50℃。

在其中一个实施例中，在所述洗涤的步骤之前还包括以下步骤：将所述含酸湿态初生流延薄膜进行湿态热浴塑化，然后进行单向或双向拉伸。

在其中一个实施例中，所述单向或双向拉伸的工艺为：将所述含酸湿态初生流延薄膜在单向拉伸设备中进行1.1～4倍的单向拉伸或在双向拉伸设备中进行1.1～3倍的双向拉伸，拉伸温度为40℃～50℃。

在其中一个实施例中，所述衣架式模具的流道内表面的粗糙度为Ra≤0.8μm。

在其中一个实施例中，所述衣架式模具的材质为904不锈钢、904L不锈钢、哈氏B-2合金或哈氏C-276合金。