一种透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料及其制备方法，将聚酰亚胺短切纤维做预处理，烘干备用；将处理后的聚酰亚胺短切纤维与间位芳纶短切纤维进行疏解分散；然后把疏解分散好的混合浆料与单独分散好的间位芳纶沉析纤维混合抄造；采用湿法成型工艺后经压榨、干燥、得到聚酰亚胺纸原纸，再经软化处理、热压整饰得到透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料。本发明专利技术利用聚酰亚胺纤维高强度、高模量以及优异的耐高温、阻燃和低介电常数与介电损耗性能，不但提高传统芳纶纸基材料的耐温、阻燃性能，还显著降低纸基材料的介电常数与介电损耗。满足现代军事领域、航空航天领域对透波蜂窝用纸基材料高透波率、高比强度的性能需求。

【技术实现步骤摘要】
一种透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料及其制备方法
本专利技术涉及造纸工业领域与材料领域，具体涉及一种透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料及其制备方法。
技术介绍
目前各国军事上的隐身技术层出不穷，主要是使用各种吸波、透波材料实现对雷达的隐形。在现代军事领域，要想先发制人和远发制人，实现长距离隐蔽飞行并精准打击目标，天线罩技术就成了主要的“瓶颈”之一，技术难点就在于天线罩材料的透波率和长时间的耐高温性能，而介电常数于介电损耗正切又是影响材料透波率的关键因素。传统芳纶纸材料具有机械强度高、阻燃性能好、质量轻等优点；但其介电常数高、介电损耗正切大，因此已经不能满足天线罩材料高透波率的性能要求。聚酰亚胺纤维是指主链上含有酰亚胺环的一类高性能聚合物纤维。由于其自身结构特点，聚酰亚胺纤维具有高强高模、耐高低温、耐化学腐蚀、电绝缘性能高、介电损耗低等优异性能，是综合性能最佳的有机高分子材料之一，已被广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。聚酰亚胺纤维由于其分子链中的特殊的酰亚胺结构以及高的结晶度导致纤维表面光滑、表面能低，表现出较高的化学惰性，因此制备出的纸基材料结合强度低成型困难。专利CN102926270A公开了一种聚酰亚胺纤维纸的制备方法，该方法以聚酰胺酸纤维为原料制备出原纸，再经高温酰亚胺化制备出聚酰亚胺纤维制，制备方法复杂，成本较高，不适于工业化连续生产。专利CN102953290A公开了一种间位芳纶沉析纤维增强聚酰亚胺纤维纸的制备方法，该方法在原纸制备过程中加入多种化学助剂，其中丁苯乳胶由于粘度大，在湿纸幅成型过程中容易造成成型网堵塞，原纸匀度差的问题。另外，浸渍后的原纸在热压过程中由于界面效应以及热收缩率不同，造成成纸结合强度低，纸面有裂纹等问题，对纸基材料的柔软性以及机械性能带来不利影响。专利CN111636239A公开了一种聚酰亚胺沉析纤维电磁屏蔽纸的制备方法，该方法以聚酰亚胺沉析纤维和聚酰亚胺短切纤维为原料，采用湿法成型制备出原纸，再经高温热压制备出聚酰亚胺纤维纸基材料。该专利中聚酰亚胺纤维因为化学惰性较强，所以纤维分散性差，导致纸张匀度差；另外聚酰亚胺短切纤维模量较高，所以原纸较为挺硬，在高温热压过程中短切絮聚位置容易出现裂孔，严重影响纸基材料的机械性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料及其制备方法，以克服现有技术的缺陷，本专利技术得到的纸基材料介电常数低，介电损耗正切小，具有优异的透波性能；另一方面，通过对聚酰亚胺纤维进行预处理提高其表面活性实现纤维高效分散，制备出高匀度聚酰亚胺纸基材料，同时原纸软化后热压工艺，避免了纸基材料出现裂孔的问题，从而制得机械性能好，介电性能优异的聚酰亚胺纸基材料。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将绝干聚酰亚胺短切纤维进行预处理，然后用去离子水将预处理后的聚酰亚胺短切纤维洗涤至中性，烘干备用；步骤二：将绝干间位芳纶短切纤维与步骤一处理后的聚酰亚胺短切纤维加入分散剂进行疏解分散，得到浆料A；步骤三：将间位芳纶沉析纤维单独进行疏解分散，得到浆料B；步骤四：将浆料A、浆料B混合均匀，然后加入去离子水做调浓处理得到超低浓混合浆料C；步骤五：将混合浆料C脱水成形，再经过压榨和烘干得到聚酰亚胺纸原纸；步骤六：将聚酰亚胺原纸做软化处理，软化液的吸入量相对于聚酰亚胺原纸绝干质量的15～30％；步骤七：将软化后的原纸经高温压光整饰，得到透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料。进一步地，步骤一中，所述聚酰亚胺短切纤维为高模量短切纤维，长度为3～8mm，纤度0.5～3D。进一步地，步骤一中，所述预处理方式为质量分数为1％～5％碱液浸泡预处理或超声预处理。进一步地，步骤二中，所述分散剂为聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸、聚乙烯醇、聚氧化乙烯和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种混合物，添加量为聚酰亚胺短切纤维与间位芳纶短切纤维绝干质量之和的0.3％～1.0％。进一步地，步骤三中，所述间位芳纶沉析纤维打浆度为45～75°SR，尺寸组合质量比例为：≤20目:(20～50)目:(50～100)目:(100～200)目＝(0～2):(1～3):(3～7):(1～5)。进一步地，步骤四中，所述混合浆料C质量浓度为0.007％～0.013％，所述混合浆料C中，以质量分数计，聚酰亚胺短切纤维：间位芳纶短切纤维：间位芳纶沉析纤维＝(30％～80％)：(0～30％)：(20％～50％)。进一步地，步骤五中，所述烘干温度为80～120℃。进一步地，步骤六中，所述软化液去离子水、乙醇和乙酸乙酯中的一种或多种混合物。进一步地，步骤七中，高温压光整饰条件为：压光温度220～320℃，压光线压力为80～160N/mm，压光辊转速为3～9m/min，压光次数为1～3次。一种透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料，采用上述的一种透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料的制备方法制得。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术以高模量聚酰亚胺短切纤维、间位芳纶短切纤维，间位芳纶沉析纤维为原料，制备透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料。以两种短切纤维为骨架，沉析纤维为粘结剂，穿插铺网成型，在传统芳纶纸优异机械性能与绝缘性能的基础上，显著降低了纸基材料的介电常数与介电损耗，进一步提高了其耐高温性能，使纸基材料具有优异的透波性能与热稳定性。采用纤维预处理工艺提高了聚酰亚胺短切纤维的分散效果，保证聚酰亚胺纤维在纸基材料中均匀分散，即改善了纸基材料的机械强度又提高了其性能的稳定；原纸软化工艺能够使得纸张Z向均匀受热，避免干燥后由于纤维挺硬造成的纸张受热不均局部出现裂孔的问题，提高纸张内部结合，进一步提高纸基材料的机械强度。本专利技术所制备的一种透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料具有优异机械性能，绝缘性能、耐高温性能，以及低介电常数、介电损耗、高透波性能，对于带动透波材料领域的升级，促进雷达罩、天线罩等军事设备隐身性能的提升以及特种纸抄造工艺的发展具有重要意义。附图说明图1为实施例2所对应聚酰亚胺分散效果图，其中(a)为预处理前，(b)为预处理后；图2为本专利技术制备方法工艺流程图。具体实施方式下面对本专利技术做进一步详细描述：一种透波蜂窝用纸基材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，将长度为3～8mm，纤度0.5～3D的绝干聚酰亚胺短切纤维进行质量分数为1％～5％的碱液预处理或超声预处理，然后用去离子水将预处理后的聚酰亚胺短切纤维洗至中性，烘干备用；步骤二，将绝干间位芳纶短切纤维与步骤一处理后的聚酰亚胺短切纤维加入分散剂(聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种混合物)进行疏解分散，分散剂的添加量为聚酰亚胺短切纤维与间位芳纶短切纤维绝干质量和的0.3％～1.0％，得到浆料A；步骤三，将间位芳纶沉析纤维单独进行疏解分散，得到浆料B，所述间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一：将绝干聚酰亚胺短切纤维进行预处理，然后用去离子水将预处理后的聚酰亚胺短切纤维洗涤至中性，烘干备用；/n步骤二：将绝干间位芳纶短切纤维与步骤一处理后的聚酰亚胺短切纤维加入分散剂进行疏解分散，得到浆料A；/n步骤三：将间位芳纶沉析纤维单独进行疏解分散，得到浆料B；/n步骤四：将浆料A、浆料B混合均匀，然后加入去离子水做调浓处理得到超低浓混合浆料C；/n步骤五：将混合浆料C脱水成形，再经过压榨和烘干得到聚酰亚胺纸原纸；/n步骤六：将聚酰亚胺原纸做软化处理，软化液的吸入量相对于聚酰亚胺原纸绝干质量的15～30％；/n步骤七：将软化后的原纸经高温压光整饰，得到透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将绝干聚酰亚胺短切纤维进行预处理，然后用去离子水将预处理后的聚酰亚胺短切纤维洗涤至中性，烘干备用；
步骤二：将绝干间位芳纶短切纤维与步骤一处理后的聚酰亚胺短切纤维加入分散剂进行疏解分散，得到浆料A；
步骤三：将间位芳纶沉析纤维单独进行疏解分散，得到浆料B；
步骤四：将浆料A、浆料B混合均匀，然后加入去离子水做调浓处理得到超低浓混合浆料C；
步骤五：将混合浆料C脱水成形，再经过压榨和烘干得到聚酰亚胺纸原纸；
步骤六：将聚酰亚胺原纸做软化处理，软化液的吸入量相对于聚酰亚胺原纸绝干质量的15～30％；
步骤七：将软化后的原纸经高温压光整饰，得到透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料。


2.根据权利要求1所述的一种透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述聚酰亚胺短切纤维为高模量短切纤维，长度为3～8mm，纤度0.5～3D。


3.根据权利要求1所述的一种透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述预处理方式为质量分数为1％～5％碱液浸泡预处理或超声预处理。


4.根据权利要求1所述的一种透波蜂窝用聚酰亚胺纸基材料的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述分散剂为聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸、聚乙烯醇、聚氧化乙烯和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种混合物，添加量为聚酰亚胺短切纤维与间位芳纶短切纤维绝干质量之和的...

【专利技术属性】
技术研发人员：江明，王志新，王玉阳，刘萍，郭丽丽，叶小雯，
申请(专利权)人：烟台民士达特种纸业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37