[发明专利]聚酰胺酸溶液及制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种聚酰胺酸溶液及制备方法及应用，主要解决现有技术中聚酰胺酸原液不均匀且凝胶粒子较多所造成的工艺过程不易控制产品质量下降的问题。本发明通过提供一种聚酰胺酸溶液，包括预聚体溶液1和预聚体溶液2的混合溶液；其中，所述预聚体溶液1由包括X摩尔的二胺与Y摩尔的二酐的反应物反应得到；所述预聚体溶液2由包括Z摩尔的二胺和K摩尔的二酐的反应物反应得到；所述X、Y、Z、K满足：0.5≤Y/X≤0.98，1.02≤K/Z≤2.0的技术方案，较好的解决了该问题，可用于聚酰亚胺材料的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种分子量分布较窄且均质化的聚酰胺酸溶液及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰亚胺是一类综合性能非常优异的聚合物，具有非常优良的耐热性、耐低温性、自润滑性、耐辐射性以及阻燃等特性，同时具有优良的力学性能和介电性能。

普通的聚酰亚胺主链上含有大量的酰亚胺环结构,由于电子极化和结晶性致使聚酰亚胺分子链间存在较强的作用力,使得聚酰亚胺分子链紧密堆积,从而导致其难溶难熔而难以加工成型，从而严重影响其应用价值。为了解决溶解性的难题，通常先合成聚酰亚胺的前体-聚酰胺酸溶液，通过涂膜或纺丝等方式先加工成聚酰胺酸材料，然后再通过热亚胺化或者化学亚胺化等方式转化成最终的聚酰亚胺材料。聚酰亚胺材料的加工成型以及性能与聚酰胺酸溶液的品质有着直接地关联性。

通常，聚酰胺酸通常由二酐和二胺在非质子极性溶剂中于低温下反应制得。常用的聚合方法是先将二胺单体溶于非质子极性溶剂中，再通过一次性投料或者分次间歇式投料加入二酐单体，并通过多加或少加二酐单体或者采用含水溶剂水解掉一部分二酐的方法来调节相对分子质量。采用上述聚合方法制备聚酰胺酸溶液存在溶液在短时间内表观黏度迅速增大，经常发生在二酐溶解完之前体系局部分子量就变得很大，造成传质困难反应难以充分，形成大量凝胶粒子，并且所得聚酰胺酸分子量分布较宽严重影响加工性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中聚酰胺酸原液不均匀且凝胶粒子较多所造成的工艺过程不易控制产品质量下降的问题，提供了一种聚酰胺酸溶液，该聚酰胺酸溶液分子量分布较窄且凝胶粒子含量很低，在后续加工过程中容易稳定控制，且制品不容易产生缺陷，能够获得高性能的聚酰亚胺产品。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的聚酰胺酸溶液的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的聚酰胺酸溶液的应用方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种聚酰胺酸溶液，包括预聚体溶液1和预聚体溶液2的混合溶液；其中，所述预聚体溶液1由包括X摩尔的二胺与Y摩尔的二酐的反应物反应得到；所述预聚体溶液2由包括Z摩尔的二胺和K摩尔的二酐的反应物反应得到；其中，所述X、Y、Z、K满足：0.5≤Y/X≤0.98，1.02≤K/Z≤2.0。

上述技术方案中，所述聚酰胺酸优选自通式(1)所示结构：

其中，Ar₁为含有至少一个碳六元环的四价芳香族残基，更优选的是以下结构式(1)中所示的芳香族残基：

Ar₂优选含有至少一个碳六元环的四价芳香族残基,更优选的是以下结构式(2)所示的芳香族残基：

上述结构式(2)中,R₂较好选用H-、CH₃-、Cl-、Br-、F-、CH₃O-等任意一个基团。

上述技术方案中，所述二酐单体与二胺单体总摩尔比为0.95～1.05：1。

上述技术方案中，所述聚酰胺酸溶液的固含量优选为5～30％。