一种对位/间位芳纶复合纸的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种对位/间位芳纶复合纸的制备方法，具体包括以下步骤：对对位芳纶短切纤维进行预处理；将经预处理后的对位芳纶短切纤维用疏解机进行第一次疏解；然后再加入间位芳纶浆粕纤维，进行二次疏解；最后再加入分散剂，进行第三次疏解，得悬浮液；将得到的悬浮液注入纸页成型器中进行脱水成型，经压榨、干燥处理后得芳纶复合纸原纸；将所得的芳纶复合纸原纸进行热压成型，即得。本发明专利技术提供的芳纶复合纸的制备方法，可以最大限度地利用短切纤维的高强特性，提高间位芳纶纸的强度性能。

Method for preparing para / meta Aramid Composite Paper

The invention discloses a / para aramid paper composite preparation method comprises the following steps of: the short cut aramid fiber pretreated; the para aramid short fiber pretreated with deflaker first ease; then adding aramid pulp meal fiber, two ease; finally adding dispersant, third ease suspensions; the obtained suspension injected dehydrated sheet molding device, by pressing and drying after treatment of complex aramid paper; the aramid composite paper for hot forming, i.e. well. The invention provides a preparation method of Aramid Composite paper, which can make use of the high strength characteristic of the short cut fiber and improve the strength property of the aramid paper.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于造纸工业和材料工业交叉
，涉及一种对位/间位芳纶复合纸的制备方法。
技术介绍
以间位芳纶(聚间苯二甲酰间苯二胺)浆粕纤维和间位芳纶短切纤维为原料，利用现代造纸湿法造纸技术抄造和热压成型制得的片状复合材料，是一种高性能合成纤维纸基材料。因其具有强韧的机械性能、良好的介电性能、理想的耐高温性能以及灵活的可设计性，可作为绝缘材料、电子材料、结构材料在航空航天、交通电力、国防军事等特殊领域广泛应用。目前，间位芳纶纸基材料的国产化还面临重重难题，有原料质量的问题、纤维分散和湿法成网工艺及设备的问题，特别是热压成型工艺问题。形成的间位芳纶纸机械强度性能差，且羊皮化现象严重，耐老化性差。成为制约芳纶纸进一步应用的瓶颈。对位芳纶(聚对苯二甲酰对苯二胺)，英文简称PPTA，对位芳纶纤维主链中存在对苯撑基使主链刚性较大，分子链内旋转能较高，高分子呈现平面刚性伸直链构象。对位芳纶纤维通过液晶纺丝法制备，具有突出的拉伸强度、拉伸模量、耐热性、介电性能。与间位芳纶纤维相比，对位芳纶纤维强度是其3～7倍，具有“合成钢丝”的美誉。耐热性能良好，玻璃化转变温度为345℃，分解温度为560℃。极限氧指数为28～30。间位芳纶(聚间苯二甲酰间苯二胺)，英文简称PMIA，间位芳纶浆粕由芳纶聚合体溶液细流在沉析剂或凝固液中，由沉析设备高速剧烈搅拌凝固成细碎的浆粕状态，制得沉析纤维，也叫浆粕。间位芳纶浆粕高分子链存在亲水基团，在水中具有良好的分散性，与高性能短切纤维混杂制备耐高温绝缘纸。采用不同源的混杂纤维成纸法，可能会产生不同于单一纤维的混杂效应，从而发挥各种纤维的增强与増韧作用，有望成为解决芳纶强度性能不足的有效途径。芳纶短切纤维与浆粕虽为同源结构，但不同形态的纤维之间结合过程仍存在一定的界面作用。如何控制适当的热压温度，使纤维间达到良好的结合状态是获得高强度芳纶纸的关键。采用对位芳纶短切纤维为增强材料，与间位芳纶浆粕混合成纸，通过热压制备芳纶复合纸，希冀获得高性能芳纶纸。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种对位/间位芳纶复合纸的制备方法，可以最大限度地利用短切纤维的高强特性，提高间位芳纶纸的强度性能。本专利技术所采用的技术方案是，一种对位/间位芳纶复合纸的制备方法，具体包括以下步骤：步骤1，对对位芳纶短切纤维进行预处理；步骤2，将经步骤1预处理后的对位芳纶短切纤维用疏解机进行第一次疏解；然后再加入间位芳纶浆粕纤维，进行二次疏解；最后再加入分散剂，进行第三次疏解，得悬浮液；步骤3，将步骤2得到的悬浮液注入纸页成型器中进行脱水成型，经压榨、干燥处理后得芳纶复合纸原纸；步骤4，将步骤3所得的芳纶复合纸原纸进行热压成型，即得。本专利技术的特点还在于，其中步骤1的预处理过程为：将对位芳纶短切纤维在摩尔浓度为1.0×10-3mol/L～3×10-3mol/L、温度为40℃～60℃的十二烷基苯磺酸钠溶液中浸泡0.5h～1h，然后水洗3～5次，最后在100℃～105℃真空干燥箱中烘至绝干。其中步骤2中对位芳纶短切纤维与间位芳纶浆粕纤维的质量比为4：6。其中步骤2中的分散剂为聚氧化乙烯，添加量为相对于对位芳纶短切纤维与间位芳纶浆粕纤维绝干质量的0.05％～0.07％，第一次疏解的疏解参数为：疏解机疏解15000r～25000r；第二次疏解的疏解参数为：疏解机疏解15000r～25000r；第三次疏解的疏解参数为：疏解机疏解15000r～25000r。其中步骤3的具体过程为：将步骤2所得的悬浮液注入纸页成型器中，制备出定量为100g/m2芳纶纸湿片，然后经油压机压榨处理1min～3min，除去湿纸片中多余的水分，最后将压榨处理后的湿纸片在纸张烘干器中进行烘干。其中步骤3中油压机的压力为0.4MPa～0.6MPa。其中步骤3中在纸张烘干器中的烘干温度为95℃～105℃，烘干时间为5min～8min。其中步骤4的具体过程为：首先将步骤3制备出的芳纶原纸在平板硫化机上热压2～4次，然后再放在三辊热压机上热压1～3次。其中步骤4中在平板硫化机上的热压参数为：热压温度为240℃～290℃，热压时间为2min～10min，热压压力为9MPa～21MPa。其中步骤4中在三辊热压机上的热压参数为：热压温度为220℃～240℃，热压压力100bar～140bar，辊速0.5～1.5m/min。本专利技术的有益效果是，本专利技术提供的制备方法采用对位芳纶纤维与间位芳纶浆粕纤维作为原材料，控制热压温度，使温度低于纤维的熔点，使得对位芳纶纤维表而部分熔融，间位芳纶浆粕纤维发生熔融，并且一定的压力条件使得纸张结晶度提高，分子链排列更加规整有序，浆粕纤维形变和迁移的结果是使得纤维间空隙变小和变少，纤维间结合面积更大，纤维结合更紧密，使成纸抗张指数大幅度提高，对位芳纶纤维增强间位芳纶纸的优点在于可以最大限度地利用短切纤维的高强特性，提高间位芳纶纸的强度性能。附图说明图1是本专利技术一种对位/间位芳纶复合纸的制备方法的热压过程中平板硫化机热压温度对芳纶纸强度性能的影响；图2是本专利技术一种对位/间位芳纶复合纸的制备方法的热压过程中平板硫化机热压压力对芳纶纸强度性能的影响；图3是本专利技术一种对位/间位芳纶复合纸的制备方法的热压过程中平板硫化机热压时间对芳纶纸强度性能的影响。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种对位/间位芳纶复合纸的制备方法，具体包括以下步骤：步骤1，对对位芳纶短切纤维进行预处理；对位芳纶短切纤维的预处理过程为：将对位芳纶短切纤维在摩尔浓度为1.0×10-3mol/L～3×10-3mol/L、温度为40℃～60℃的十二烷基苯磺酸钠溶液中浸泡0.5h～1h，然后水洗3～5次，最后在100℃～105℃真空干燥箱中烘至绝干。步骤2，将经步骤1预处理后的对位芳纶短切纤维用疏解机进行第一次疏解；然后再加入间位芳纶浆粕纤维，进行二次疏解；最后再加入分散剂，进行第三次疏解，得悬浮液；对位芳纶短切纤维与间位芳纶浆粕纤维的质量比为4：6，分散剂为聚氧化乙烯，添加量为相对于对位芳纶短切纤维与间位芳纶浆粕纤维绝干质量的0.05％～0.07％，第一次疏解的疏解参数为：疏解机疏解15000r～25000r，疏解浓度控制在质量百分比0.3％；第二次疏解的疏解参数为：疏解机疏解15000r～25000r，疏解浓度控制在质量百分比0.3％；第三次疏解的疏解参数为：疏解机疏解15000r～25000r，疏解浓度控制在质量百分比0.3％。步骤3，将步骤2得到的悬浮液注入纸页成型器中进行脱水成型，经压榨、干燥处理后得芳纶复合纸原纸；步骤3的具体过程为：将步骤2所得的悬浮液注入纸页成型器中，制备出定量为100g/m2芳纶纸湿片，然后经油压机压榨处理1min～3min，除去湿纸片中多余的水分，最后将压榨处理后的湿纸片在纸张烘干器中进行烘干；其中油压机的压力为0.4MPa～0.6MPa，纸张烘干器中的烘干温度为95℃～105℃，烘干时间为5min～8min。步骤4，将步骤3所得的芳纶复合纸原纸进行热压成型，即得芳纶复合纸；步骤4的具体过程为：首先将步骤3制备出的芳纶原纸在平板硫化机上热压2～4次，然后再放在三辊热压机上热压1～3次；在平板硫化机上的热压参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对位/间位芳纶复合纸的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤1，对对位芳纶短切纤维进行预处理；步骤2，将经步骤1预处理后的对位芳纶短切纤维用疏解机进行第一次疏解；然后再加入间位芳纶浆粕纤维，进行二次疏解；最后再加入分散剂，进行第三次疏解，得悬浮液；步骤3，将步骤2得到的悬浮液注入纸页成型器中进行脱水成型，经压榨、干燥处理后得芳纶复合纸原纸；步骤4，将步骤3所得的芳纶复合纸原纸进行热压成型，即得。

【技术特征摘要】
1.一种对位/间位芳纶复合纸的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤1，对对位芳纶短切纤维进行预处理；步骤2，将经步骤1预处理后的对位芳纶短切纤维用疏解机进行第一次疏解；然后再加入间位芳纶浆粕纤维，进行二次疏解；最后再加入分散剂，进行第三次疏解，得悬浮液；步骤3，将步骤2得到的悬浮液注入纸页成型器中进行脱水成型，经压榨、干燥处理后得芳纶复合纸原纸；步骤4，将步骤3所得的芳纶复合纸原纸进行热压成型，即得。2.根据权利要求1所述的一种对位/间位芳纶复合纸的制备方法，其特征在于：所述步骤1的预处理过程为：将对位芳纶短切纤维在摩尔浓度为1.0×10-3mol/L～3×10-3mol/L、温度为40℃～60℃的十二烷基苯磺酸钠溶液中浸泡0.5h～1h，然后水洗3～5次，最后在100℃～105℃真空干燥箱中烘至绝干。3.根据权利要求1所述的一种对位/间位芳纶复合纸的制备方法，其特征在于：所述步骤2中对位芳纶短切纤维与间位芳纶浆粕纤维的质量比为4：6。4.根据权利要求1所述的一种对位/间位芳纶复合纸的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的分散剂为聚氧化乙烯，添加量为相对于对位芳纶短切纤维与间位芳纶浆粕纤维绝干质量的0.05％～0.07％，第一次疏解的疏解参数为：疏解机疏解15000r～25000r；第二次疏解的疏解参数为：疏解机疏解15000r～25000r；第三次疏解的疏解参数为：疏解机疏...

【专利技术属性】
技术研发人员：张素风，李鹏辉，刘媛，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61