一种对位芳纶纸及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种对位芳纶纸及其制备方法，包括：将掺杂PPTA短切纤维的PPTA溶胶进行水洗、冷压、热压，得到对位芳纶纸。本发明专利技术生产工艺简单，可以有效提高对位芳纶纸的抗撕裂强度，可用作制备耐高温绝缘材料和蜂窝芯材。可用作制备耐高温绝缘材料和蜂窝芯材。

【技术实现步骤摘要】
一种对位芳纶纸及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子纸领域，特别涉及一种对位芳纶纸及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚合物基纸，特别是高性能纤维纸，因其在热、电、机械、化学等方面表现出的优异性能，使其在电子器件、航空航天、国防军工等领域发挥着重要的作用。对位芳纶纸由于其优异的机械性能、热稳定性能、阻燃性能和电绝缘性能，是一类非常重要的高性能聚合物纸基材料。目前工业生产中，对位芳纶纸通常是由短切纤维和浆粕采用湿法成型造纸和热压延工艺按一定比例制成。工业化的对位芳纶浆粕往往是由对位芳纶纤维切断后，经研磨使其原纤化制备而成的摩擦增强用微细纤维，对位芳纶熔融温度高于其分解温度，且不溶于常规有机溶剂，增大了对位芳纶浆粕制备的复杂性。另外，浆粕纤维自身形态挺硬，导致其与对位芳纶短切纤维的界面粘附性较差，因此成纸结合疏松，由短切纤维和浆粕制备的对位芳纶纸性能较差，极大地限制了对位芳纶纸的工业化生产及实际应用。
[0003]中国专利技术专利CN 113564967A公开了一种由PPTA凝胶粒生产对位芳纶纸及制备方法。所述方法是将PPTA溶液以液珠状喷射入空气中，得到表面呈微凝胶状态的PPTA液珠，经过热处理，得到PPTA凝胶粒，将PPTA短切纤维与PPTA凝胶粒均匀混合，经热压、水洗、烘干得到对位芳纶纸。由于在热压过程中凝胶粒中的极性溶剂对PPTA短切纤维表面产生微溶胀作用，使得凝胶中的PPTA分子链与PPTA短切纤维表面裸露的酰胺键之间形成氢键，提高了PPTA凝胶网络与PPTA短切纤维两相间的粘结力，有利于提高对位芳纶纸的抗撕裂强度。但该方法对PPTA凝胶粒的直径要求较高，将PPTA溶液以液珠状喷射入空气中，需严格控制空气湿度及PPTA溶液粘度，操作较难实现。并且直接将PPTA凝胶粒与PPTA短切纤维混合很难控制最终制备纸张内部的均匀性，造成纸张界面粘结力差。

技术实现思路

[0004]针对上述技术缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种对位芳纶纸及其制备方法。
[0005]本专利技术的一种对位芳纶纸的制备方法，包括：
[0006](1)将PPTA溶液浇注在PPTA无纺布上，升温、静置，得到掺杂PPTA短切纤维的PPTA溶胶；其中PPTA无纺布由PPTA短切纤维制备；
[0007](2)将掺杂PPTA短切纤维的PPTA溶胶进行水洗、冷压、热压，得到对位芳纶纸。上述制备方法的优选方式如下：
[0008]所述步骤(1)中PPTA溶液具体为：溶液固含量为3～5wt％，PPTA的比浓对数粘度为2.5～4.5dL/g，PPTA聚合物的平均聚合度为68～170。
[0009]优选地，所述PPTA溶液固含量为4～5wt％，PPTA的比浓对数粘度为3.2～4.0dL/g，PPTA聚合物的平均聚合度为100～142。
[0010]所述步骤(1)中PPTA短切纤维的直径为10～20μm，长度为4～6mm。
[0011]所述PPTA无纺布的制备，包括：将绝干的PPTA短切纤维加入剧烈搅拌装置中，搅拌速率为2000rmp，加入水剧烈搅拌1
‑
2min后，将悬浮液移入到过滤装置中，过滤、烘干即得PPTA无纺布。
[0012]所述步骤(1)中PPTA短切纤维与所述溶液中聚合物PPTA的质量比为1:9～9:1。
[0013]优选地，所述PPTA短切纤维与所述溶液中聚合物PPTA的质量比为1:9～3:7。
[0014]所述步骤(1)中升温60～100℃；静置时间为1
‑
5h。
[0015]所述步骤(2)中冷压温度为25～40℃，冷压压力为1～5MPa；热压温度为100～160℃，热压压力为10～20MPa。
[0016]本专利技术的一种所述方法制备的对位芳纶纸。
[0017]本专利技术的一种所述对位芳纶纸在电子器件、航空航天、国防军工领域中的应用，如耐高温绝缘材料、蜂窝芯材等。
[0018]有益效果
[0019]本专利技术以PPTA短切纤维和PPTA溶液凝胶形成的三维空间网络复合获得掺杂PPTA短切纤维的PPTA溶胶，最终，经过水洗、冷压和热压制备具有优异界面剪切强度、电绝缘强度的PPTA纸。其中，短切纤维为骨架增强材料和凝胶空间网络为粘结材料，通过增强和粘结协同作用改善纸张内部的界面结合，本专利技术制备过程简单、能耗低、易于控制。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0021]所述PPTA无纺布的制备，包括：将绝干的PPTA短切纤维加入剧烈搅拌装置中，搅拌速率为2000rmp，加入水剧烈搅拌1
‑
2min后，将悬浮液移入到过滤装置中，过滤、烘干即得PPTA无纺布。
[0022]本专利技术中，PPTA纸的性能采用如下方法测定：
[0023](1)力学性能测试
[0024]采用梅特勒C44
‑
104型万能电子试验机对气凝胶进行机械性能测试，试样宽度为10mm，夹持距离为20mm，测试温度为室温，拉伸速度为20mm/min；根据ASTMD1004
‑
3标准制样并对PPTA纸的抗撕裂强度进行测试。
[0025](2)电绝缘性能测试
[0026]采用CS2672D型介电强度测试仪，根据ASTMD
‑
149标准对对位芳纶纸的电绝缘性能进行测试，测试温度为室温。
[0027]实施例1
[0028](1)将PPTA溶液(固含量为4wt％，比浓对数粘度为3.2dL/g，平均聚合度约为100)，浇注在由PPTA短切纤维制备的无纺布上，通过升温至60℃，静置3h，得到掺杂PPTA短切纤维的PPTA溶胶，其中PPTA短切纤维与PPTA溶液中聚合物质量比为1:9。
[0029](2)将步骤(1)所得PPTA溶胶经进一步水洗、冷压和热压，得到对位芳纶纸；其中冷压温度为25℃，冷压压力为2MPa；热压温度为160℃，热压压力为15MPa。
[0030]得到的对位芳纶纸抗初始撕裂力为45N，拉伸断裂强度60MPa，电绝缘强度35KV/mm。
[0031]实施例2
[0032](1)将PPTA溶液(固含量为4wt％，比浓对数粘度为3.2dL/g，平均聚合度约为100)，浇注在由PPTA短切纤维制备的无纺布上，通过升温至60℃，静置3h，得到掺杂PPTA短切纤维的PPTA溶胶，其中PPTA短切纤维与PPTA溶液中聚合物质量比为2:8。
[0033](2)将步骤(1)所得PPTA溶胶经进一步水洗、冷压和热压，得到对位芳纶纸；其中冷压温度为25℃，冷压压力为2MPa；热压温度为160℃，热压压力为15MPa。
[0034]得到的对位芳纶纸抗初始撕裂力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对位芳纶纸的制备方法，包括：(1)将PPTA溶液浇注在PPTA无纺布上，升温、静置，得到掺杂PPTA短切纤维的PPTA溶胶；其中PPTA无纺布由PPTA短切纤维制备；(2)将掺杂PPTA短切纤维的PPTA溶胶进行水洗、冷压、热压，得到对位芳纶纸。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中PPTA溶液具体为：溶液固含量为3～5wt％，PPTA的比浓对数粘度为2.5～4.5dL/g，PPTA聚合物的平均聚合度为68～170。3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述PPTA溶液固含量为4～5wt％，PPTA的比浓对数粘度为3.2～4.0dL/g，PPTA聚合物的平均聚合度为100～142。4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中PPTA短切纤维的直径为10～20μm，长度为4～6mm；所述PPTA无纺布的制备，包括：将PPTA短切纤维加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡祖明，于俊荣，李娜，王彦，张浩，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：