[发明专利]用于1,3,4-噁二唑含酸湿态流延薄膜的洗涤工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种洗涤工艺，特别是涉及一种用于1,3,4-噁二唑含酸湿态流延薄膜的洗涤工艺，本发明适用于芳香族聚1,3,4-噁二唑薄膜等需要多级、高效洗涤才能满足工艺要求的薄膜品种。芳香族聚1,3,4-噁二唑薄膜制备所用溶剂为浓硫酸或发烟硫酸，凝固成型所用凝固剂为稀硫酸或水。

背景技术

芳香族聚1,3,4-噁二唑（简称POD）是一种具备良好的耐热、耐氧化、电绝缘等性能的芳杂环高分子材料，在耐高温、电绝缘等领域有着广泛的应用。因其合成困难、流动性能差、难以加工成型，故POD高聚物的合成、薄膜的成型加工等方面的研发成果相对较少。

芳香族聚1,3,4-噁二唑的制备方法主要有两步法与一步法两种。早起的制备采用两步法，即先合成聚酰肼，加工成型后高温脱水环化成为POD材料。一步法采用发烟硫酸（oleum）或多聚磷酸（PPA）等强酸作为溶剂和脱水剂，二酸和肼盐（硫酸肼、盐酸肼等）作为单体，合成过程采用预聚合与聚合并环化的两段式控制方式，直接得到POD溶液，然后直接加工成纤维或薄膜。两步法工艺的关键在于，先合成聚酰肼，纺丝成型后长时间高温脱水环化形成聚噁二唑材料。

尽管已有一些一步法和两步法合成POD并加工成纤维或薄膜的专利、成果，但实施商品化的仅有俄罗斯的Arselon^TM（原Oxalon）纤维与我国的宝德纶（PODRUN^TM）纤维。商品化的POD薄膜至今未见报道。

芳香族聚噁二唑薄膜的生产工艺流程为：由芳香族二酸和肼盐（硫酸肼、盐酸肼等）为单体，发烟硫酸为溶剂和脱水剂，进行缩聚而成聚合物溶液，经过滤、脱泡、过滤、计量、流延模头挤出、凝固成型、牵伸、洗涤、干燥、定型、切边、计量、卷绕而成芳香族聚噁二唑薄膜成品。芳香族聚噁二唑薄膜可广泛应用于耐高温、电绝缘、复合材料、碳膜基材等领域。

芳香族聚噁二唑薄膜的洗涤工序的目的是使流延挤出凝固成型后的含大量硫酸的浓溶液薄片经过碱洗与水洗变成中性，并将凝胶薄膜的含水率降低至100%以下，洗涤工序的工艺方法与工艺条件影响薄膜成品的力学性能指标、色泽，还影响生产效率与生产成本。对于含酸的湿态薄膜的洗涤，一般采用侧流洗涤、喷淋洗涤，新型洗涤方式如超声洗涤等处于实验或研制阶段，尚不能应用于规模生产；因此，含酸凝胶薄膜的洗涤方法存在洗涤不充分、洗涤效率低、能量消耗高等不足。

本发明将借鉴粘胶玻璃纸的洗涤方法以及专利（CN201010213834.2，CN201220103814.4，CN201220103812.5）提及的POD纤维的洗涤方法，T型模头或衣架式流延模头挤出的POD浓溶液薄片经凝固成型后，形成的高含酸量的芳香族聚噁二唑凝胶薄膜经牵伸辊牵伸并经过喷淋水初步洗涤（主要将凝胶薄膜中硫酸稀释、初步降低硫酸含量）后，输送进入一道碱洗装置，通过超声与侧流洗涤装置的使用使得碱液能快速充分扩散进入薄膜的内部，将酸液中和，大幅降低酸液浓度；碱洗后的丝带经压轧后，进入三道水洗装置，每道水洗装置的侧边、底部洗涤槽装备有超声发生器，并且三个洗涤槽中装备有空气鼓泡装置，提高了洗涤效果，降低了洗涤水的用量，薄膜经每道水洗完毕，经压轧装置压轧，可进一步提高洗涤效果，降低干燥能耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于1,3,4-噁二唑含酸湿态流延薄膜的洗涤工艺，其能够在芳香族聚1,3,4-噁二唑含酸湿态薄膜的洗涤中既满足高效率、低成本，又确保环保要求。本发明也可适用于其他种类含酸湿态凝胶薄膜的高效洗涤工艺。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种用于1,3,4-噁二唑含酸湿态流延薄膜的洗涤工艺，其特征在于，所述用于1,3,4-噁二唑含酸湿态流延薄膜的洗涤工艺包括以下步骤：经T型或衣架式流延模头挤出的浓溶液薄片经稀硫酸凝固成凝胶薄膜后，由导向辊导向至带喷淋装置的多辊牵伸机构，受到湿态或湿热拉伸，湿态薄膜依次通过多级碱洗与水洗、烘干、热定型、切边、计量，最后卷绕为成品，得到耐高温聚噁二唑薄膜。

优选地，所述用于1,3,4-噁二唑含酸湿态流延薄膜的洗涤工艺是由至少一种洗涤液分别依次对含酸湿态薄膜进行同种洗涤液喷淋、侧向、超声、鼓泡流动洗涤。

优选地，所述洗涤液在淋喷阶段是从牵伸辊间薄膜的一侧以一定角度喷淋到薄膜上。

优选地，所述用于1,3,4-噁二唑含酸湿态流延薄膜的洗涤工艺的洗涤步骤包括：喷淋水洗、碱洗、水洗、水洗、水洗。