[发明专利]一种对位芳纶薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种对位芳纶薄膜及其制备方法，属于芳纶薄膜制备技术领域。本发明公开的方法将聚对苯二甲酰对苯二胺聚合物和浓硫酸混合，得到制膜原液；将制膜原液保温后，采用挤膜设备挤出后经酸洗、一级水洗、碱洗、二级水洗、热定型、卷绕处理后得到对位芳纶薄膜，解决对位芳纶纯膜制备不能连续化和大批量生产连续薄膜的问题，避免了采用抽滤方法进行薄膜制备，解决了采用抽滤方法制备对位芳纶薄膜厚度不均一问题。通过开发对位芳纶薄膜制备的工艺方法，开发了对位芳纶薄膜连续生产的新工艺，设备及过程简单、高效，可大大提升薄膜质量的稳定性、提高薄膜生产的效率，可在工业上推广应用。

技术领域

本发明属于芳纶薄膜制备技术领域，具体涉及一种对位芳纶薄膜及其制备方法。

背景技术

对位芳纶全称聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)，又称为芳纶1414。聚对苯二甲酰对苯二胺分子为刚性结构，芳纶纤维具有高强度、高模量和优异的耐热性能、阻燃性能、耐化学腐蚀性能，是一种关键的基础材料，由其制备的纤维通常被用于光缆通信、复合材料、航空航天、国防和汽车等众多领域。聚对苯二甲酰对苯二胺薄膜产品拥有薄膜产品中的最高弹性模量，热绝缘性接近聚酰亚胺，是一种具有适用于工业材料等有用属性的薄膜，如表面光滑度、低吸湿性、气障特性和耐化学性，但由于聚对苯二甲酰对苯二胺的特殊溶解性与生产工艺的高难度性，目前对位芳纶薄膜的产业化生产存在困难。

目前已经出现的基于低温溶液聚合方法制备聚对苯二甲酰对苯二胺薄膜，通过聚合、溶胀、分散、过滤和干燥步骤制备出PPTA薄膜，也有采用真空辅助抽滤的方法对聚对苯二甲酰对苯二胺纳米纤维分散液抽滤制备对位芳纶薄膜，但以上制备方法均通过过滤或抽滤操作，对设备或者真空度的要求较高，适合于少量样品薄膜的制备，不适用于大批量或产业化生产。。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种对位芳纶薄膜及其制备方法，用以解决现有对位芳纶薄膜不能大批量且连续化生产的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种对位芳纶薄膜的制备方法，包括以下步骤：

将聚对苯二甲酰对苯二胺聚合物和浓硫酸混合，得到制膜原液；将制膜原液保温后，采用挤膜设备挤出后经酸洗、一级水洗、碱洗、二级水洗、热定型、处理后得到对位芳纶薄膜。

进一步地，所述浓硫酸的质量浓度为98％～101％；所述制膜原液中的聚对苯二甲酰对苯二胺聚合物的质量浓度为8％～21％。

进一步地，所述聚对苯二甲酰对苯二胺聚合物的特性粘度值为4.5～7.5；所述将制膜原液保温后，采用挤膜设备挤出是通过原液输送泵将制膜原液输送到挤膜设备的入口管中进行挤出，所述原液输送泵的压力为10Kg～45Kg，开度为45％～90％。

进一步地，所述将制膜原液保温的温度为75℃～85℃。

进一步地，所述挤膜设备的膜缝长度为40mm～270mm，宽度为0.02mm～0.30mm。

进一步地，所述采用挤膜设备挤出后还要经过空气隙和凝固浴；所述空气隙的距离为5cm～80cm；所述采用挤膜设备挤出后经酸洗、一级水洗、碱洗、二级水洗、热定型、处理后还要进行卷绕处理。

进一步地，所述酸洗、一级水洗、碱洗和二级水洗分别在酸洗槽、一级水洗槽、碱洗槽和二级水洗槽中进行，所述酸洗槽、一级水洗槽、碱洗槽和二级水洗槽的长度为4m～6m；所述酸洗槽、一级水洗槽、碱洗槽和二级水洗槽中各自设有第一牵伸辊和第二牵伸辊，所述第一牵伸辊和第二牵伸辊的长度为10cm～50cm；所述酸洗槽中的第一牵伸辊的直径为40mm～160mm，第二牵伸辊的直径为80mm～200mm；所述一级水洗槽、碱洗槽和二级水洗槽中的第一牵伸辊和第二牵伸辊的直径相同，为100mm～200mm。