[发明专利]一种阳离子染料易染的改性聚间苯二甲酰间苯二胺及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种阳离子染料易染的改性聚间苯二甲酰间苯二胺及其制备方法和应用，由间苯二胺MPD、间苯二甲酰氯IPC、2，4‑二氨基苯磺酸钠、含醚键芳香族二胺四种单体，在有机溶剂中低温共缩聚制得。得到的改性聚间苯二甲酰间苯二胺的比浓对数粘度可达1.5～2.1dL/g，在有机溶剂中具有较好的溶解性能，具有较好的可纺性能，可进一步制成纤维或树脂。制成的纤维可在常压沸水染浴中实现阳离子染料易染，并具有优异的耐高温性能和较好的力学性能，解决了间位芳纶分子排列紧密，没有染色亲和基团，难以采用常规方法染色的难题。

技术领域

本发明属于改性聚间苯二甲酰间苯二胺技术领域，特别涉及一种阳离子染料易染的改性聚间苯二甲酰间苯二胺及其制备方法和应用。

背景技术

间位芳纶因其具有优异的耐热性、耐焰性、电绝缘性、出色的耐高温酸碱性和良好的纺织加工性能，从而在防护服、高温滤料、电器工业和复合材料领域得到广泛应用。特别是用于各类防护服装时要求纤维具有不同的颜色。然而，由于其分子结构的特点，间位芳纶纤维分子链排列紧密规整，氢键和苯环的作用导致纤维结晶度高，纤维玻璃化转变温度为270℃以上，因此很难采用常规染色方法使间位芳纶纤维染色。因此，工业上往往采用原液着色法生产间位芳纶有色纤维，如ZL200610043660.3和ZL201110371212.7直接将着色剂溶液与间位芳纶的纺丝原液进行共混，然后进行湿法纺丝、凝固、热拉伸、卷曲、切断等，制得有色间位芳纶纤维。采用原液着色法可以在一定程度上解决间位芳纶的染色难题，但是依靠原液着色法获得的间位芳纶纤维色调相对单一，且存在生产方式不灵活，更换纤维颜色品种时纺丝管道较难清洗，会造成大量的浆液浪费等缺点，进一步限制了间位芳纶在服用领域的应用扩展。ZL201510148654.3则采用初生纤维染色法，将经湿法纺丝、凝固、水洗制得的间位芳纶初生纤维在经球磨分散后的染色浴液中进行染色处理，再进行烘干、热拉伸处理、卷曲、切断等，制得有色间位芳纶，该方法虽然解决了原液着色纤维颜色单一的问题，但对颜料细度有较高的要求，上染率也有限。

专利US4278779通过改变间位芳纶的化学结构提高纤维的染色性能，用间位亚二甲苯基二胺为第三单体共聚制得改性聚间苯二甲酰间苯二胺，与纯的聚间苯二甲酰间苯二胺溶液进行共混纺丝，制得的纤维具有较好的染料上染性，但是制得共聚物的分子量不高，会影响纤维的力学性能。专利US5852087则将带有烷基苯磺酸基的阳离子季盐加入到聚合所用的溶剂中，然后再与一定比浓对数粘度的聚间苯二甲酰间苯二胺进行混合反应，获得阳离子染料易染的芳香族间位聚酰胺，但是此专利中对所加入的聚间苯二甲酰间苯二胺在比浓对数粘度值上有限制，且操作方法复杂，显然是不适宜的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种阳离子染料易染的改性聚间苯二甲酰间苯二胺及其制备方法和应用，以间苯二胺和间苯二甲酰氯为主要单体，加入适量2，4-二氨基苯磺酸钠和含醚键芳香族二胺作为第三单体和第四单体，在有机溶剂体系中进行低温共缩聚反应，得到有亲阳离子染料活性基团并含醚键柔性链段的四元共聚改性聚间苯二甲酰间苯二胺。

本发明的一种阳离子染料易染的改性聚间苯二甲酰间苯二胺，由间苯二胺MPD、间苯二甲酰氯IPC、2，4-二氨基苯磺酸钠、含醚键芳香族二胺四种单体，在有机溶剂中低温共缩聚制得。

所述含醚键的芳香族二胺为4，4’-二氨基二苯醚4，4’-ODA或3，4’-二氨基二苯醚3，4’-ODA。

所述含醚键的芳香族二胺为4，4’-ODA时制得的改性聚间苯二甲酰间苯二胺的化学结构式为：

其中90≤m≤96，3≤n≤7，1≤p≤3；

所述含醚键的芳香族二胺为3，4’-ODA时制得的改性聚间苯二甲酰间苯二胺的化学结构式为：

其中90≤m≤96，3≤n≤7，1≤p≤3。