專利名稱：一種聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑的制備方法
技術領域：
本發明屬于造紙工業和化學工業交叉技術領域，具體涉及一種聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑的制備方法。
背景技術：
聚酰亞胺樹脂不僅耐熱性能好，且揮發物少，化學性質穩定，作為一種耐高溫的高強度粘結劑越來越受到人們的關注，并且已廣泛應用于金屬(如銅、鋁、鋼等)、非金屬(如硅片、玻璃、金剛砂等)以及一些聚合物的粘結。聚酰亞胺樹脂粘結劑一般以具有反應性封端基團的聚酰亞胺預聚體的形式存在， 預聚體封端基在高溫下通過交聯反應得到體型結構的聚酰亞胺。由于合成聚酰亞胺樹脂的主要單體仍然是二酐和二胺，其分子結構中含有聚酰亞胺的特征基團，同時也繼承了聚酰亞胺耐高溫、高強、輕質等一些優良的特性。資料表明，聚酰亞胺樹脂具有優良的耐高溫性能，按照合成工藝的不同其玻璃化溫度可以達到220 370°C，初始分解溫度一般在500°C以上，而且在300°C的高溫下其粘結強度仍然可以達到30MPa。與一些普通的樹脂粘結劑(酚醛樹脂、環氧樹脂等)相比較，聚酰亞胺樹脂具有更優良的熱穩定性和更高的粘結強度，已有文獻表明，用聚酰亞胺樹脂溶液浸潰PBO紙基材料、芳綸紙基材料等，能夠明顯的提高紙張的強度性能和耐高溫性能。由于上述一些優良的特性，使得聚酰亞胺樹脂作為一種纖維粘結劑，成為提高聚酰亞胺纖維紙基材料強度性能的首選，但是將聚酰亞胺樹脂作為浸潰液來浸潰原紙，不但生產工序繁瑣，而且增加設備投資和能耗。聚酰亞胺樹脂不溶于水，僅溶于一些有機溶劑，如果能夠找出合適的乳化劑和引發劑，將聚酰亞胺樹脂制備成相應的乳液并應用于聚酰亞胺纖維紙基材料的濕法成型過程中，替代一些較常見的膠乳(如丁苯膠乳、丁腈膠乳等)，不但能夠簡化生產工藝、降低損耗，還能夠有效地提高紙張的強度性能和耐高溫性能。
發明內容
本發明的目的是提供一種聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑的制備方法，解決了現有膠乳粘結劑損耗大，制備得到的紙張強度和耐高溫性能不好的問題。本發明所采用的技術方案是，一種聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑的制備方法，具體按照以下步驟實施以成品聚酰亞胺樹脂為乳化單體，純水為分散介質，一定比例混合的SDBS和0P-10為復和乳化劑，正丁醇為引發劑，制備得到聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑。本發明的特點還在于，其中的制備聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑，是將乳化單體與復和乳化劑混合后在2(T90°C的溫度下反應5 60min，加入正丁醇，在3(T70°C的溫度下繼續反應5 30min，再加入純水攪拌后倒出、冷卻，制備得到聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑。其中的乳化單體，是用N，N-二甲基乙酰胺將聚酰亞胺樹脂稀釋至質量濃度為
0.廣10%，量取一定量上述濃度的聚酰亞胺樹脂溶液并加入三口燒瓶中，用恒溫水浴鍋控制溫度為2(T90°C，并控制攪拌速度為5(T200r/min。其中的正丁醇加入量相對于聚酰亞胺樹脂固含量的0. f 2%。 其中的純水加入量相對于聚酰亞胺樹脂溶液體積率的20 80%。其中的復和乳化劑，由SDBS和0P-10混合而成，復和乳化劑加入量相對于聚酰亞胺樹脂固含量的0. f 3%。其中的SDBS與0P-10的質量比為I :3 3 :1。本發明的有益效果是，本發明經過長期的試驗，找出合適的乳化劑和引發劑，并探索出相應的乳化工藝條件，成功制備出具有一定粒徑、粘度及較好穩定性的聚酰亞胺樹脂乳液。實驗結果表明， 用聚酰亞胺樹脂乳液替代一般的膠乳應用于聚酰亞胺纖維紙的濕法成型過程當中，所形成的紙張具有更好的耐高溫性能和強度性能，能夠滿足產品的使用需求。本發明將聚酰亞胺樹脂制備成相應的乳液并應用于聚酰亞胺纖維紙基材料的濕法成型過程中，替代一般的膠乳(如丁苯膠乳、丁腈膠乳等)，不但能夠簡化生產工藝、降低能耗，同時能夠有效地提高紙張的強度性能和耐高溫性能。本發明以聚酰亞胺樹脂為單體，純水為分散介質，選用按一定比例混合的十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)和烷基酚聚氧乙烯醚(0P-10)為乳化劑，正丁醇為引發劑，控制乳化時間和乳化溫度，制備出具有良好穩定性的聚酰亞胺樹脂乳液。本發明采用新工藝，創新性強，應用前景廣闊，對推動高新技術產業發展，促進傳統產業的升級換代，提升耐高溫絕緣材料產品的檔次，促進相關產業的發展具有重大的現實意義。
圖I是本發明聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑的制備方法的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行詳細說明。本發明聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑的制備方法，如圖I所示，具體按照以下步驟實施步驟I :用N，N-二甲基乙酰胺將聚酰亞胺樹脂稀釋至質量濃度為0. f 10%，量取一定量上述濃度的聚酰亞胺樹脂溶液并加入三口燒瓶中，用恒溫水浴鍋控制溫度為2(T90°C，并控制攪拌速度為5(T200r/min ；步驟2 :準確稱取相對于聚酰亞胺樹脂固含量0. r3%的SDBS和0P-10混合物，其中SDBS與0P-10的質量比為I :3 3 :1，將二者充分混合后緩慢加入三口燒瓶，在2(T90°C的溫度下反應5飛Omin ；步驟3 :準確稱取相對于聚酰亞胺樹脂固含量0. f 2%的正丁醇并加入三口燒瓶中，在3(T70°C的溫度下繼續反應5 30min ；步驟4 :待上述反應完成后，加入相對于聚酰亞胺樹脂溶液體積率的2(T80%的純水攪拌一段時間后倒出、冷卻，制備得到聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑。實施例I
用N，N- 二甲基乙酰胺將聚酰亞胺樹脂溶液稀釋至質量濃度為4%，量取一定量特定濃度的聚酰亞胺樹脂溶液并加入三口燒瓶中，用恒溫水浴鍋控制溫度為50°C，并控制攪拌速度在50r/min ;準確稱取相對于聚酰亞胺樹脂固含量I. 5%的SDBS (sodium dodecylbenzene sulfonate)和乳化劑0P-10混合物，其中SDBS與0P-10的質量比為I :3，將二者充分混合后緩慢加入三口燒瓶，在溫度為20°C的溫度下反應45min ;準確稱取相對于聚酰亞胺樹脂固含量0. 5%的正丁醇并加入三口燒瓶中，在60°C的溫度下繼續反應20min ;待上述反應完成后，加入相對于聚酰亞胺樹脂溶液體積率的60%的純水攪拌一段時間后倒出、冷卻，制備得到聚酰亞胺 樹脂乳液粘結劑。實施例2用N，N- 二甲基乙酰胺將聚酰亞胺樹脂溶液稀釋至質量濃度為0. 1%，量取一定量特定濃度的聚酰亞胺樹脂溶液并加入三口燒瓶中，用恒溫水浴鍋控制在20°C，并控制攪拌速度在200r/min ;準確稱取相對于聚酰亞胺樹脂固含量0. 1%的SDBS (sodium dodecylbenzene sulfonate)和乳化劑0P-10混合物，其中SDBS與0P-10的質量比為2 :3，將二者充分混合后緩慢加入三口燒瓶，在40°C的溫度下反應5min ;準確稱取相對于聚酰亞胺樹脂固含量0. 1%的正丁醇并加入三口燒瓶中，在70°C的溫度下繼續反應30min ;待上述反應完成后，加入相對于聚酰亞胺樹脂溶液體積率的20%的純水攪拌一段時間后倒出、冷卻，制備得到聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑。實施例3用N，N- 二甲基乙酰胺將聚酰亞胺樹脂溶液稀釋至質量濃度為10%，量取一定量特定濃度的聚酰亞胺樹脂溶液并加入三口燒瓶中，用恒溫水浴鍋控制溫度為90°C，并控制攪拌速度為120r/min ;準確稱取相對于聚酰亞胺樹脂固含量0. 1%的SDBS (sodium dodecylbenzene sulfonate)和乳化劑0P-10混合物，其中SDBS與0P-10的質量比為3 :1，將二者充分混合后緩慢加入三口燒瓶，在90°C的溫度下反應60min ;準確稱取相對于聚酰亞胺樹脂固含量2%的正丁醇并加入三口燒瓶中，在30°C的溫度下繼續反應5min ;待上述反應完成后，加入相對于聚酰亞胺樹脂溶液體積率的80%的純水攪拌一段時間后倒出、冷卻，制備得到聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑。本發明的發明點在于，以成品聚酰亞胺樹脂為乳化單體，一定比例混合的SDBS和0P-10為復和乳化劑，制備適用于聚酰亞胺纖維紙基材料的聚酰亞胺樹脂乳液。用N，N- 二甲基乙酰胺將聚酰亞胺樹脂溶液稀釋至質量濃度為0. f 10%。濃度太低，最終乳液中殘留的有機溶劑較多，對其應用帶來不便；濃度太大時，樹脂溶液粘度較高，不利于其與乳化劑的充分混合與反應。控制SDBS和0P-10的質量比為I :3 3 :1。SDBS為陰離子型表面活性劑，其乳化能力較強，有利于制備微粒徑乳液，起到降低界面張力的作用，但會使乳液粒子帶電荷，易被電解質破壞而引起乳液的破乳絮凝，0P-10為非離子型表面活性劑，對電解質有鹽析作用，能夠保護乳液微粒不被破壞，主要起到提高乳液穩定性的作用。兩者比例過小，乳化劑對單體的乳化能力太弱，不能起到乳化效果；比值太大，則易引起破乳絮凝現象，乳液穩定性較差。SDBS與0P-10加入三口燒瓶后在2(T90°C的溫度下反應。由于兩者都是表面活性齊IJ，溫度太低會抑制其活性，不利于提高其對聚酰亞胺樹脂的乳化能力；溫度太高會使表面活性劑變性從而喪失乳化能力，也不利于乳化的順利進行。 ·
權利要求
1.一種聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施以成品聚酰亞胺樹脂為乳化單體，純水為分散介質，一定比例混合的SDBS和OP-IO為復和乳化劑，正丁醇為引發劑，制備得到聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑。
2.根據權利要求I所述的聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑的制備方法，其特征在于，所述的制備聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑，是將乳化單體與復和乳化劑混合后在2(T90°C的溫度下反應5飛Omin，加入正丁醇，在3(T70°C的溫度下繼續反應5 30min，再加入純水攪拌后倒出、冷卻，制備得到聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑。
3.根據權利要求I或2所述的聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑的制備方法，其特征在于，所述的乳化單體，是用N，N-二甲基乙酰胺將聚酰亞胺樹脂稀釋至質量濃度為0. f 10%，量取一定量上述濃度的聚酰亞胺樹脂溶液并加入三口燒瓶中，用恒溫水浴鍋控制溫度為2(T90°C，并控制攪拌速度為5(T200r/min。
4.根據權利要求3所述的聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑的制備方法，其特征在于，所述的 正丁醇加入量相對于聚酰亞胺樹脂固含量的0. f 2%。
5.根據權利要求3所述的聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑的制備方法，其特征在于，所述的純水加入量相對于聚酰亞胺樹脂溶液體積率的2(T80%。
6.根據權利要求I或2所述的聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑的制備方法，其特征在于，所述的復和乳化劑，由SDBS和OP-IO混合而成，復和乳化劑加入量相對于聚酰亞胺樹脂固含量的0. I 3%。
7.根據權利要求5所述的聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑的制備方法，其特征在于，所述的SDBS與OP-IO的質量比為I :3 3 :1。
全文摘要
本發明公開的一種聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑的制備方法，以聚酰亞胺樹脂為單體，純水為分散介質，一定比例混合的十二烷基苯磺酸鈉和烷基酚聚氧乙烯醚為乳化劑，正丁醇為引發劑，控制乳化時間和乳化溫度，制備出具有良好穩定性的聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑。將本發明制備得到的聚酰亞胺樹脂乳液粘結劑應用于聚酰亞胺纖維紙基材料的濕法成型過程中，替代一般的膠乳，不但能夠簡化生產工藝、降低能耗，同時能夠有效地提高紙張的強度性能和耐高溫性能。
文檔編號C08L79/08GK102746819SQ201210264348
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月27日 優先權日2012年7月27日
發明者丁孟賢, 付饒, 劉斌, 孟育, 徐強, 楊誠, 花莉, 陸趙情 申請人:陜西科技大學