The invention discloses a manufacturing method of gradient structure nano aramid paper. The manufacturing method is equipped with a pretreatment solution, which is used to pretreat the para-aramid staple fibers. The pretreated aramid staple fibers and para-aramid pulp fibers are modified with a coupling agent or a coupling agent solution to make paper. The gradient structure of paper is strengthened with nano-para-aramid fibers. The strength of the gradient structure nano-aramid paper is 10 25 of the original paper. Times. The invention improves the defects of aramid paper, and the product of the invention has the characteristics of high temperature resistance, flame retardant and excellent electrical insulation performance.
【技术实现步骤摘要】
一种梯度结构纳米芳纶纸的制造方法
本专利技术涉及一种高强度对位芳纶纸的制造方法,具体涉及一种用纳米芳纶来增强普通芳纶纸从而大幅度提高其力学性能的新型方法。
技术介绍
芳纶纸作为一种新型的高性能特种材料,近些年来在军事、民用领域的重要应用逐步扩大。虽然我国芳纶纸产业近些年来获得了较快速的发展,在某些领域已经有了一定的应用,但是产品的性能特别是如力学性能、纸张匀度、电学性能等仍显不足,许多关键技术仍然缺失,与国外存在不小的差距。芳纶纤维有两类:一类是分子链排列呈锯齿状的间位芳纶纤维,一类是分子链排列呈直线状的对位芳纶纤维,一般来说间位芳纶纸耐高温性能与力学性能均不如对位芳纶纸,然而对位芳纶纤维由于其结构的稳定性导致其表面惰性强,亲水性差,在水中容易絮聚很难均匀分散,因此在抄造对位芳纶纸时往往会出现纸张均匀度差,厚薄不均一等问题,这会导致纸张受力不均匀,往往在纸张最为薄弱的地方所能承受的应力很小,进而决定了纸张的整体强度低下。针对这一问题,目前国内外对此采取的技术手段主要为纤维表面亲水化改性、或对纤维进行筛选、或进行分层抄造、或利用树脂浸渍增强纸张、或在纸张抄造时加入热熔纤维混抄等,这些方法或多或少都存在一些缺点。亲水化改性效果如有限,芳纶纤维在水中的分散性能不可能达到类似植物纤维分散性能,树脂浸渍增强和混抄热熔纤维增强会影响芳纶纸的热稳定性。公开号为CN106192601A的中国专利技术专利申请公开了一种高强度芳纶纸及其制备方法。具体方法是先通过普通湿法抄造芳纶纤维纸,通过水刺方法利用卷曲的芳纶短切纤维制备水刺无纺布层,然后通过高温高压热压将芳纶纤维纸和水刺无 ...
【技术保护点】
1.一种梯度结构纳米芳纶纸的制造方法,其特征在于包括如下步骤:(1)预处理液的配备:配置质量分数为1%‑55%的弱碱溶液或表面活性剂或有机溶剂,得预处理液,备用;(2)纤维预处理:将步骤(1)所配备的预处理液维持在20‑90℃的温度条件下,对对位芳纶短切纤维进行预处理;所述预处理工艺包括浸泡、搅拌及超声处理,预处理处理时间为15‑80min,处理完后用蒸馏水洗涤干净并干燥至恒重,获得预处理后的芳纶短切纤维;(3)纤维表面改性:将步骤(2)所获得的预处理后的芳纶短切纤维和对位芳纶浆粕纤维用偶联剂或偶联剂溶液进行改性处理,偶联剂或偶联剂溶液中偶联剂的加载量按芳纶纤维绝干重量计算为15‑180ml/g,在20‑60℃恒温条件下,处理时间为20‑180min;所述偶联剂为KH‑550、KH‑560、KH‑570和KH‑792中的一种或多种;(4)抄造工艺:将经步骤(3)处理后的芳纶短切纤维和浆粕纤维用蒸馏水清洗,去除多余的偶联剂,加入分散剂,分散剂加载量为绝干纤维质量的0.1‑10.0%,疏解30000‑100000rpm,抄造成纸;(5)纸张干燥:将经步骤(4)制得的芳纶纸在真空条件下干燥; ...
【技术特征摘要】
1.一种梯度结构纳米芳纶纸的制造方法,其特征在于包括如下步骤:(1)预处理液的配备:配置质量分数为1%-55%的弱碱溶液或表面活性剂或有机溶剂,得预处理液,备用;(2)纤维预处理:将步骤(1)所配备的预处理液维持在20-90℃的温度条件下,对对位芳纶短切纤维进行预处理;所述预处理工艺包括浸泡、搅拌及超声处理,预处理处理时间为15-80min,处理完后用蒸馏水洗涤干净并干燥至恒重,获得预处理后的芳纶短切纤维;(3)纤维表面改性:将步骤(2)所获得的预处理后的芳纶短切纤维和对位芳纶浆粕纤维用偶联剂或偶联剂溶液进行改性处理,偶联剂或偶联剂溶液中偶联剂的加载量按芳纶纤维绝干重量计算为15-180ml/g,在20-60℃恒温条件下,处理时间为20-180min;所述偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570和KH-792中的一种或多种;(4)抄造工艺:将经步骤(3)处理后的芳纶短切纤维和浆粕纤维用蒸馏水清洗,去除多余的偶联剂,加入分散剂,分散剂加载量为绝干纤维质量的0.1-10.0%,疏解30000-100000rpm,抄造成纸;(5)纸张干燥:将经步骤(4)制得的芳纶纸在真空条件下干燥;(6)纳米芳纶纤维制备:将步骤(2)处理过后得到的芳纶短切纤维溶解于溶有强碱或无机盐的有机溶剂中得到纳米芳纶纤维;(7)纳米芳纶纤维增强芳纶纸:通过真空抽滤工艺或者旋涂工艺在步骤(5)制得的芳纶纸结构上沉积步骤(6)制得的纳米芳纶纤维;(8)热压工艺:将经步骤(7)得到的增强芳纶纸真空干燥后再进行热压处理,以获得高致密的梯度结构纳米芳纶纸。2.根据权利要求1所述的一种梯度结构纳米芳纶纸的制造方法,其特征在于,步骤(1)中所述的弱碱为氨水和/或碳酸氢钠;所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠;所述有机溶剂为乙醇、丙酮和异丙醇中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种梯度结构纳米芳纶纸的制造方法,...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘德桃,欧阳豪,林美燕,苏灵峰,李映辉,徐科,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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