專利名稱：一種共聚聚酰亞胺納米纖維非織造布及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種共聚聚酰亞胺及其制備方法和應(yīng)用，具體涉及一種聚酰亞胺納米 纖維非織造布、制備方法及其作為電池隔膜的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
化學(xué)電源是現(xiàn)代生活中極其重要的組成部分，如手機(jī)電池、正在發(fā)展中的汽車動(dòng) 力電池等都是人類追求高質(zhì)量生活不可或缺的產(chǎn)品。而電池的安全性是人們關(guān)注的重大科 技問題和社會責(zé)任問題，開發(fā)安全電池隔膜是解決電池安全性問題的一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵。目前 電池工業(yè)中使用的聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)之類的電池隔膜由于熔融溫度低及熱收縮比 過高的原因而不能保證其在較高溫度下的完整性，在過熱、過充電等情況下，經(jīng)常出現(xiàn)由于 熱致收縮甚至融化造成電池隔膜破裂，發(fā)生電池內(nèi)部短路導(dǎo)致熱失控和爆炸等嚴(yán)重事故。 因此，開發(fā)耐熱性好和抗熱收縮的材料并將其應(yīng)用于電池隔膜成為解決化學(xué)電源安全性問 題的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種抗撕裂性強(qiáng)、孔隙率高、能耐高低溫及機(jī)械性能優(yōu)異等 特性的共聚聚酰亞胺納米纖維非織造布。本發(fā)明的另一目的是提供本發(fā)明的一種聚酰亞胺納米纖維非織造布的制備方法。本發(fā)明的又一目的是將聚酰亞胺納米纖維非織造布應(yīng)用于電池隔膜。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明的一種共聚聚酰亞胺納米纖維非織造布，其是由下述(I)、(II)、(III)、 (IV)四類單體中的三種以上單體共聚成共聚聚酰胺酸，再經(jīng)靜電紡絲、亞胺化而成
權(quán)利要求
一種共聚聚酰亞胺納米纖維非織造布，其特征在于其是由下述(I)、(II)、(III)、(IV)四類單體中的三種以上單體共聚成共聚聚酰胺酸，再經(jīng)靜電紡絲、亞胺化而成H2N R2 NH2(III)，H2N R4 NH2 (IV)，其中共聚聚酰亞胺具有以下化學(xué)結(jié)構(gòu)通式n值為50 300之間的自然數(shù)，m值為50 300之間的自然數(shù)，R1、R3為C4 C30的四酸二酐單體的殘基結(jié)構(gòu)，R2、R4為C6 C30二胺單體的殘基結(jié)構(gòu)，共聚反應(yīng)中四酸二酐單體總物質(zhì)的量與二胺單體的總物質(zhì)的量之比始終保持為1∶1。FSA00000295516400011.tif,FSA00000295516400012.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種共聚聚酰亞胺納米纖維非織造布，其特征在于所 述的共聚聚酰亞胺納米纖維是由上述(I)、(III)、(IV)或者(II)、(III)、(IV)三種單 體共聚，其中三種單體的摩爾比為(I) (III) (IV)或(II) (III) (IV)= [1]

。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種共聚聚酰亞胺納米纖維非織造布，其特征在于所 述的共聚聚酰亞胺納米纖維是由上述(I)、(II)、(III)或者(I)、(II)、(IV)三種單 體共聚，其中三種單體的摩爾比為(I) (II) (III)或(II) (III) (IV)=

[1]。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種共聚聚酰亞胺納米纖維非織造布，其特征在于所述的 共聚聚酰亞胺納米纖維是由上述(I)、(II)、(III)、(IV)四種單體共聚，其中四種單體的摩爾比關(guān)系為[
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種共聚聚酰亞胺納米纖維非織造布，其特征在 于其中札、R3分別選自以下四酸二酐殘基結(jié)構(gòu)
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種共聚聚酰亞胺納米纖維非織造布，其特征在 于其中r2、R4分別選自以下二胺殘基結(jié)構(gòu)OCH3H O-二苯醚二胺殘基 對苯二胺殘基<y<y Xy二苯基甲烷二胺殘基間苯二胺殘基聯(lián)苯二胺殘基H3C聯(lián)苯二胺殘基苯氧基二苯砜二胺殘基2-甲基二苯醚二胺殘基 苯氧基三苯氧膦二胺殘基 苯氧基雙酚A 二胺殘基苯二醚二胺殘基(CH3),__^`2. 6-吡啶二胺殘基CH3`2 1 H-CH^C`2，6_嘧啶聯(lián)二苯二胺殘基 (3，3' - 二甲基)二苯甲烷二胺殘基CH3二苯氧基二苯甲酮二胺殘基 5-甲基間苯二胺殘基中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種共聚聚酰亞胺納米纖維非織造布，其特征在 于所述的共聚的酰亞胺納米纖維非織造布的斷裂伸長率為20-30%、孔隙率為80-86%、 拉伸強(qiáng)度20-25MPa、電擊穿強(qiáng)度IXlO7-L 5 X 107V/m、熱分解溫度為510_560°C。
8.如權(quán)利要求1所述的一種共聚聚酰亞胺納米纖維非織造布的制備方法，其特征在 于該制備方法包括(1)將三種以上的所述的二酐、二胺單體提純后，與適量的溶劑一起加入到聚合反應(yīng)釜 中，攪拌反應(yīng)一段時(shí)間。得到共聚聚酰胺酸(聚酰亞胺前體)溶液，并將該共聚聚酰胺酸溶 液在高壓電場中實(shí)施靜電紡絲，用不銹鋼滾筒為收集器，收集得到共聚聚酰胺酸納米纖維 非織造布；(2)將上述所得的共聚聚酰胺酸納米纖維非織造布置于高溫爐中，加熱亞胺化。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種共聚聚酰亞胺納米纖維非織造布的制備方法，其特征在 于所述的溶劑為極性溶劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種共聚聚酰亞胺納米纖維非織造布的制備方法，其特征 在于所述的極性溶劑為N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)或者N，N- 二甲基乙酰胺(DMAC)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種共聚聚酰亞胺納米纖維非織造布的制備方法，其特征 在于所述的反應(yīng)釜的聚合反應(yīng)溫度為0-30°C，反應(yīng)時(shí)間為1-10小時(shí)，高壓電場的電場強(qiáng) 度為 250-300Kv。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或11所述的一種共聚聚酰亞胺納米纖維非織造布的制備方法， 其特征在于所述的亞胺化過程的升溫程序?yàn)橐?0°C /min的升溫速度從室溫加熱到 200-250°C，在該溫度下停留30min，然后以5°C /min的升溫速度加熱至330_370°C，并在該 溫度下停留30min，然后切斷電源。
13.如權(quán)利要求1所述的一種共聚聚酰亞胺納米纖維非織造布用于電池隔膜。全文摘要
本發(fā)明涉及一種共聚聚酰亞胺納米纖維非織造布及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明以四酸二酐單體和二胺單體為反應(yīng)，以高極性溶劑為反應(yīng)媒介，在反應(yīng)釜中通過機(jī)械攪拌，進(jìn)行縮合聚合，形成共聚聚酰胺酸溶液，將該共聚聚酰胺酸溶液通過高壓電場實(shí)施靜電紡絲，加工成共聚聚酰胺酸納米纖維非織造布，并在高溫下將該非織造布亞胺化，制得一種抗撕裂性強(qiáng)、孔隙率高、能耐高低溫及機(jī)械性優(yōu)異等特性的共聚聚酰亞胺納米纖維非織造布，主要應(yīng)用于電池隔膜和電容器隔膜。
文檔編號D01F6/78GK101974828SQ20101050134
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者任金生, 何平, 侯豪情, 匡曉明, 呂曉義, 周小平, 程楚云, 陳水亮 申請人:江西先材納米纖維科技有限公司