本发明专利技术涉及一种制备不含金属离子聚间苯二甲酰间苯二胺溶液的方法，特征在于步骤为：（1）将一定摩尔的间苯二胺溶解在酰胺类极性有机溶剂中，降低体系温度到零下10℃至零下20℃；（2）将少于等摩尔配比含量的间苯二甲酰氯（等摩尔比的80%-95%）加入体系中，缩聚10min-30min后，再加入剩余的间苯二甲酰氯进行搅拌，反应进行0.5h-1h，完成缩聚反应；（3）在缩聚反应后的聚合溶液中加入氨水，中和反应生成的氯化氢，过滤除去氯化铵，制得聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液。分两次加入间苯二甲酰氯，降低聚合放出的反应热，经过过滤，酸性降低，减缓了聚合物的降解作用，降低了能耗；中和反应时没有引入金属离子，制备的纺丝溶液中无金属离子，适合芳纶绝缘纸工业化大生产的需要。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种，特征在于步骤为：（1）将一定摩尔的间苯二胺溶解在酰胺类极性有机溶剂中，降低体系温度到零下10℃至零下20℃；（2）将少于等摩尔配比含量的间苯二甲酰氯（等摩尔比的80%-95%）加入体系中，缩聚10min-30min后，再加入剩余的间苯二甲酰氯进行搅拌，反应进行0.5h-1h，完成缩聚反应；（3）在缩聚反应后的聚合溶液中加入氨水，中和反应生成的氯化氢，过滤除去氯化铵，制得聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液。分两次加入间苯二甲酰氯，降低聚合放出的反应热，经过过滤，酸性降低，减缓了聚合物的降解作用，降低了能耗；中和反应时没有引入金属离子，制备的纺丝溶液中无金属离子，适合芳纶绝缘纸工业化大生产的需要。【专利说明】
本专利技术涉及一种，具体地说，是一种三步法。
技术介绍
聚间苯二甲酰间苯二胺纤维被称为间位芳纶或芳纶1313 (PMIA)，是开发最早，产量最大，应用最广的有机高性能纤维，是当今世界上耐高温性能最佳的高科技新材料之一，被誉为“防火纤维”，属于高品质功能性纤维。独特而稳定的化学结构赋予芳纶1313优异的性能，通过对这些特性加以综合利用，一系列新功能、新产品不断地开发出来，适用领域越来越广，普及程度越来越高，使得芳纶1313在一些特殊用品上成为无法替代的材料，比如宇航员出仓工作的手套，出仓服等。聚间苯二甲酰间苯二胺纤维还具有优异的高温电绝缘性，用于制备高使用温度的电绝缘材料，如芳纶绝缘纸等。美国专利US3063966涉及到一种通过低温聚合反应制备聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液的方法，包括两步:1)在比较低的温度下，间苯二胺和间苯二甲酰氯溶解于酰胺类极性有机溶剂中进行聚合，生成含有间苯二甲酰间苯二胺重复单元的溶液；2)反应生成的氯化氢用金属化合物进行中和，它的优点是低温聚合，但是该专利技术所使用的中和剂为固体颗粒状的金属化合物，反应不完全，制备的纺丝溶液酸性不稳定，不易纺丝，且含有金属离子，降低了芳纶绝缘纸的绝缘性。聚合中和时，在溶液中引入金属离子的类似报道还有美国专利 US3640970。美国专利US5667743提供了一种湿法制备间位芳族聚酰胺纤维的过程，具体为纺丝原液含有聚合物，溶剂，水及至少3wt%_9wt%的盐，主要特征是:(a)纺丝原液挤出并经过喷丝头后，在凝固水浴中凝固为纤维；(b)将初生纤维经过含有溶剂和盐的水溶液中进行拉伸，拉伸比为2.5-6。水溶液含有10-50wt%的溶剂和l-15wt%的盐。(c)对拉伸后的纤维进行水洗。(d)在温度是125°C时进行干燥，以除去纤维中的水。由此可见，制备出的芳纶纤维中含有金属离子，由这种纤维制备出的芳纶绝缘纸也含有金属离子，影响了芳纶绝缘纸的绝缘性。美国专利US2005042814、世界专利W09744507及欧洲专利EP0808922均是利用这种方法制备含盐的间位芳纶。中国专利CN201110406292.5涉及到一种通过连续的低温聚合反应制备聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液的方法，包括两步:1)间苯二胺和间苯二甲酰氯在酰胺类极性有机溶剂中进行低温聚合；2)反应生成的氯化氢用氢氧化钙进行中和，它的优点是连续聚合，虽然可以直接纺丝，但是在聚合中和时也带入了金属离子，也存在降低了芳纶纸的绝缘性的缺陷。另外，又如CN03116187.1提供了一种半连续化制备聚间苯二甲酰间苯二胺方式溶液的方法。具体地说，先将间苯二胺和少于等摩尔比的间苯二甲酰氯预聚合，用液氨预中和，过滤除去盐，过滤后的预聚物与剩余的间苯二甲酰氯在双螺杆中聚合，然后用氢氧化钙中和，所得的聚合物直接用于纺丝，此方法包含的步骤多，需要两个聚合釜，成本大，生产效率低，不利于产业化大生产，同样地，在中和反应时也人为地引入了金属离子。目前的聚合方法制备出的聚间苯二甲酰间苯二胺溶液中均含有金属离子，从而降低了芳纶纸的绝缘性。由此，本专利技术拟提供一种不含金属离子的制备聚间苯二甲酰间苯二胺溶液的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种三步法制备不含金属离子的聚间苯二甲酰间苯二胺溶液的方法，以从根本上提高芳纶纸的绝缘性，降低芳纶纸的导电性。本专利技术的目的是通过以下三步法的技术方案来实现的:一种，其特征在于，包括以下步骤:(I)将一定摩尔的间苯二胺溶解在酰胺类极性有机溶剂中；降低体系温度到零下10°C至零下20°C ；(2)将少于等摩尔配比含量的间苯二甲酰氯(等摩尔比的80%-95%)加入体系中，缩聚15min-30min后，再加入剩余的间苯二甲酰氯进行搅拌，反应进行0.5h_lh后，完成缩聚反应;(3)在缩聚反应后的聚合溶液中加入氨水，中和反应生成的氯化氢，过滤除去氯化铵，制得不含金属离子的聚间苯二甲酰间苯二胺溶液。所述的间苯二胺与间苯二甲酰氯均为纯度99wt%以上的固体颗粒，颗粒尺寸5.0mm以下；所述有机溶剂为N、N_ 二甲基乙酰胺(DMAc)，N-甲基_2_吡咯烷酮(NMP)，N、N_ 二甲基甲酰胺(DMF)，其纯度为99wt%以上的溶液；较优的溶剂选用DMAc ；所述的中和剂是氨水；所述的缩聚反应在氮气气体保护中进行；所述的方法中，制备的聚间苯二甲酰间苯二胺溶液，在0.4?0.6MPa压力下，在氮气保护下进行过滤。所述的方法中，制备的聚间苯二甲酰间苯二胺溶液，酸性较低，不含金属离子。所述的方法中，制备的聚间苯二甲酰间苯二胺纤维和浆柏均不含金属离子，特别适合于制备芳纶绝缘纸。所述的方法中，生产后的聚间苯二甲酰间苯二胺废液中的生产溶剂易于回收再利用。本专利技术一种三步法制备不含金属离子聚间苯二甲酰间苯二胺溶液方法的积极效果是:(I)本专利技术采用三步法制备不含金属离子的聚间苯二甲酰间苯二胺溶液的方法，分两次加入间苯二甲酰氯，减缓了聚合反应放出的热，有利于缩聚反应的顺利进行。(2)本专利技术所制得到溶液经过过滤，酸性降低，减缓了聚合物的降解作用，降低了能耗，向环境中的排放物减少以及降低了与此相关的成本，符合健康环保的要求；(3)本专利技术的溶液所纺制的纤维和制备的浆柏中均无金属离子，特别适合芳纶绝缘纸工业化大生产的需要。(4)本专利技术所制得的溶液，工业化后产生的废液中的生产溶剂，经过升温除去水后，再经过简单的精馏就可以得到溶剂DMAc、NMP或DMF，可再循环利用。【具体实施方式】以下通过具体的实施例对本专利技术的技术方案进行详细的说明。实施例1一种三步法，包括以下步骤:将0.25ml的纯度为99wt%，尺寸为5.0mm以下的间苯二胺溶解在300ml极性有机溶剂DMAc中；降低体系温度到零下15°C;将相同摩尔配比为90%含量的间苯二甲酰氯加入体系中进行搅拌，缩聚20min后，将剩余等摩尔配比为10%的间苯二甲酰氯加入预聚合溶液中，继续进彳丁 Ih的缩聚反应,完成聚合；然后在缩聚溶液中加入氣水，中和反应生成的氣化氢，制得聚间苯二甲酰间苯二胺溶液。在0.4MPa的压力，氮气保护下进行过滤，除去氯化铵，测得所得的滤液浓度为16.5wt%，利用电导率仪测出聚合溶液的电导率为2.75 μ s/cm,而二级RO法制备的去离子水的电导率1-1.5μ s/cm，由于在缩聚和中和时，均没有引入金属离子，因此过滤后的缩聚溶液中基本上不含金属离子，聚合的溶液湿法纺丝，凝固，水洗，拉伸，热处理，切断制备出几乎不含金属本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三步法制备不含金属离子聚间苯二甲酰间苯二胺溶液的方法，其特征在于，包括以下步骤：?（1）将一定摩尔的间苯二胺溶解在酰胺类极性有机溶剂中；降低体系温度到零下10℃至零下20℃；?（2）将少于等摩尔配比含量的间苯二甲酰氯加入体系中，缩聚15min?30min后，再加入剩余的间苯二甲酰氯进行搅拌，反应进行0.5h?1h后，完成缩聚反应；所述的少于等摩尔配比为等摩尔比的80%?95%；?（3）在缩聚反应后的聚合溶液中加入氨水，中和反应生成的氯化氢，过滤除去氯化铵，制得聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：钟洲，
申请(专利权)人：圣欧芳纶江苏股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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