一种纳米芳纶纸基材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了纳米芳纶纸基材料及其制备方法和应用，将芳纶、氢氧化钾、水及DMSO混合，搅拌，得到对位纳米芳纶纤维悬浮液；在对位纳米芳纶纤维悬浮液中加水，配制得到对位纳米芳纶纤维浆料，纤维疏解，得到分散均匀的对位纳米芳纶浆料；将对位纳米芳纶浆料在纸页成型网上进行网上成型，得到湿纸张；将湿纸张与成型网剥离，脱水、干燥及热压成型，得到纳米芳纶纸基材料；本发明专利技术将对位纳米芳纶纤维通过纸页成型的方式制备纳米芳纶纸基材料，纳米芳纶纤维经交互搭桥、嫁接后紧密连接，再经上网形成纸张，压榨、干燥成纸；由于对位纳米芳纶纤维分散均匀，纳米芳纶纸基材料性能稳定，强度较高，能够应用于航空飞机内饰材料；生产过程简单，效率极高。

A nano Aramid Paper-Based material and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种纳米芳纶纸基材料及其制备方法和应用
本专利技术属于功能纸基材料制备
，特别涉及一种纳米芳纶纸基材料及其制备方法和应用。
技术介绍
芳纶纸基功能材料因其具备高强、高模、耐腐蚀及耐热性好、良好的介电性能、理想的耐高温性能以及灵活的可设计性等优点，可作为绝缘材料、电子材料、结构材料广泛应用于在航空航天、交通电力、国防军事等领域；但由于原料中的短切纤维分子链排列取向度高，结晶度高，表面光滑，比表面积小，缺少化学活性基团，纤维在生产过程中经过凝固浴和拉伸浴，其形态挺硬，纤维间结合疏松，导致成纸机械性能较差，限制了芳纶复合材料的性能和应用。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种纳米芳纶纸基材料及其制备方法和应用，以解决现有技术中芳纶纸基材料机械性能较差的技术问题。为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案为：本专利技术提供了一种纳米芳纶纸基材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1、将芳纶、氢氧化钾、水及DMSO混合，搅拌，得到对位纳米芳纶纤维悬浮液；步骤2、在对位纳米芳纶纤维悬浮液中加水，配制得到对位纳米芳纶纤维浆料；对对位纳米芳纶纤维浆料进行纤维疏解，得到分散均匀的对位纳米芳纶浆料；步骤3、将对位纳米芳纶浆料在纸页成型网上进行网上成型，得到湿纸张；步骤4、将湿纸张与纸页成型网剥离，对湿纸张脱水、干燥及热压成型，得到所述的纳米芳纶纸基材料。进一步的，步骤1中，芳纶、氢氧化钾、水及DMSO的质量比为1:(1-5):(5-20):(200-700)。进一步的，步骤2中，对位纳米芳纶纤维浆料中对位纳米芳纶纤维的质量浓度为0.001％-5％。进一步的，步骤2中，纤维疏解过程中，纤维疏解转速为1000-4000r/min，纤维疏解时间为10-30min。进一步的，步骤3中，纸页成型网采用100-500目的成型网。进一步的，步骤3中，采用喷射或涂布方式，将对位纳米芳纶浆料进行网上成型。进一步的，步骤4中，采用真空压榨方式，将湿纸张与纸页成型网剥离。进一步的，步骤4中脱水过程采用抽真空脱水；热压成型采用在100-200℃温度条件下，压力为10-50MPa条件下对湿纸张进行热压成型。本专利技术还提供了一种纳米芳纶纸基材料，利用所述的一种纳米芳纶纸基材料的制备方法制备得到，所述纳米芳纶纸基材料的断裂强度为60-140Mpa，介电强度为10-31.2kV/mm。本专利技术还提供了一种纳米芳纶纸基材料的应用，应用于制作电器绝缘材料和航空航天材料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种纳米芳纶纸基材料的制备方法，制备的纳米芳纶纤维具有长径比高，比表面积大的纳米尺度上的结构优势，同时还具有宏观芳纶的力学强度和耐温性能；将对位纳米芳纶纤维通过纸页成型的方式制备纳米芳纶纸基材料，其中，纳米芳纶纤维经交互搭桥、嫁接后紧密连接，再经上网形成纸张，压榨、干燥成纸；由于对位纳米芳纶纤维分散均匀，因此，纳米芳纶纸性能稳定；本专利技术所制备的纳米芳纶纸基材料生产过程简单，效率极高能够进行产业化生产，并且未曾添加其他任何组分，能够充分发挥纳米芳纶纤维的性能，故而该纳米芳纶纸基材料具有高强机械性能，同时，生产成本极低，具有实现工业化生产的前景。附图说明图1为本专利技术实施例1中制备得到的纳米芳纶纸基材料的SEM图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的解释说明。本专利技术提供了一种纳米芳纶纸基材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1、将芳纶、氢氧化钾、水及DMSO按质量比为1:(1-5):(5-20):(200-700)的比例混合混合，搅拌，得到对位纳米芳纶纤维悬浮液；步骤2、在对位纳米芳纶纤维悬浮液中加水，配制得到对位纳米芳纶纤维浆料，对位纳米芳纶纤维浆料中对位纳米芳纶纤维的质量浓度为0.001％-5％；对对位纳米芳纶纤维浆料进行纤维疏解，得到分散均匀的对位纳米芳纶浆料；纤维疏解转速为1000-4000r/min，纤维疏解时间为10-30min；步骤3、采用喷射或涂布方式，将对位纳米芳纶浆料在纸页成型网上进行网上成型，得到湿纸张；纸页成型网采用100-500目的成型网；步骤4、采用真空压榨方式将湿纸张与纸页成型网玻璃，采用抽真空方式对湿纸张脱水，真空度为(-0.05MPa)-(-0.1MPa)；干燥；然后在100-200℃温度条件下，压力为10-50MPa条件下对湿纸张进行热压成型，得到所述的纳米芳纶纸基材料。利用本专利技术所述的制备方法制备的纳米芳纶纸基材料，具有较高的力学性能，其断裂强度为60-140Mpa，介电强度为10-31.2kV/mm；采用纸页成型网抄取纳米芳纶纸，将纳米芳纶上网成型，能够大批量生产纳米芳纶纸基材料，为其工业化生产提供可能。本专利技术涉及一种纳米芳纶纸基材料的制备方法，属于功能纸基材料制备领域。该方法将对位纳米芳纶纤维通过纸页成型的方式制备纳米芳纶纸基材料，其中，纳米芳纶纤维经交互搭桥、嫁接后紧密连接，再经上网形成纸张，压榨、干燥成纸。由于对位纳米芳纶纤维分散均匀，因此，纳米芳纶纸性能稳定。本专利技术所制备的对位芳纶纳米纸生产过程简单，效率极高能够进行产业化生产，并且未曾添加其他任何组分，能够充分发挥纳米芳纶纤维的性能，故而该纳米芳纶纸具有高强性能，同时，生产成本极低，具有实现工业化生产的前景。实施例1实施例1提供了一种纳米芳纶纸基材料的制备方法，包括以下方法：步骤1、将芳纶、氢氧化钾、水及DMSO按质量比为1:1:5:200的比例混合混合，搅拌，得到对位纳米芳纶纤维悬浮液；步骤2、在对位纳米芳纶纤维悬浮液中加水，配制得到对位纳米芳纶纤维浆料，对位纳米芳纶纤维浆料中对位纳米芳纶纤维的质量浓度为0.001％；对对位纳米芳纶纤维浆料进行纤维疏解，得到分散均匀的对位纳米芳纶浆料；纤维疏解转速为1000r/min，纤维疏解时间为10min；步骤3、采用涂布方式，将对位纳米芳纶浆料在纸页成型网上进行网上成型，得到湿纸张；纸页成型网采用500目的成型网；步骤4、采用真空压榨方式将湿纸张与纸页成型网玻璃，采用抽真空方式对湿纸张脱水，真空度为-0.05MPa；干燥；然后在100℃温度条件下，压力为10MPa条件下对湿纸张进行热压成型，得到所述的纳米芳纶纸基材料。根据试验检测结果表明，本实施例1中所述的纳米芳纶纸基材料的断裂强度为60MPa，介电强度为10kV/mm。如附图1所示，附图1中给出了根据实施例1中所示的制备方法制备得到的纳米芳纶纸基材料的SEM图，从附图1可以看出，芳纶纳米纸基材料的纤维之间搭积、堆叠呈现分层结构，该结构有利于能量的耗散，有效提高了纳米芳纶纸基材料的机械性能。实施例2实施例2提供了一种纳米芳纶纸基材料的制备方法，包括以下方法：步骤1、将芳纶、氢氧化钾、水及DMSO按质量比为1:5:20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米芳纶纸基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、将芳纶、氢氧化钾、水及DMSO混合，搅拌，得到对位纳米芳纶纤维悬浮液；/n步骤2、在对位纳米芳纶纤维悬浮液中加水，配制得到对位纳米芳纶纤维浆料；对对位纳米芳纶纤维浆料进行纤维疏解，得到分散均匀的对位纳米芳纶浆料；/n步骤3、将对位纳米芳纶浆料在纸页成型网上进行网上成型，得到湿纸张；/n步骤4、将湿纸张与纸页成型网剥离，对湿纸张脱水、干燥及热压成型，得到所述的纳米芳纶纸基材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米芳纶纸基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将芳纶、氢氧化钾、水及DMSO混合，搅拌，得到对位纳米芳纶纤维悬浮液；
步骤2、在对位纳米芳纶纤维悬浮液中加水，配制得到对位纳米芳纶纤维浆料；对对位纳米芳纶纤维浆料进行纤维疏解，得到分散均匀的对位纳米芳纶浆料；
步骤3、将对位纳米芳纶浆料在纸页成型网上进行网上成型，得到湿纸张；
步骤4、将湿纸张与纸页成型网剥离，对湿纸张脱水、干燥及热压成型，得到所述的纳米芳纶纸基材料。


2.根据权利要求1所述的一种纳米芳纶纸基材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，芳纶、氢氧化钾、水及DMSO的质量比为1:(1-5):(5-20):(200-700)。


3.根据权利要求1所述的一种纳米芳纶纸基材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，对位纳米芳纶纤维浆料中对位纳米芳纶纤维的质量浓度为0.001％-5％。


4.根据权利要求1所述的一种纳米芳纶纸基材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，纤维疏解过程中，纤维疏解转速为1000-4000r/min，纤维疏解时间为10-30...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆赵情，李娇阳，谢璠，黄吉振，王丹妮，王亚芳，陈珊珊，贾峰峰，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61