【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于间位芳纶纤维表面处理，具体为一种造纸级间位芳纶纤维表面帚化的制备方法。
技术介绍
1、芳纶是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能，广泛应用于复合材料、防弹制品、建材、特种防护服装、电子设备等领域。
2、芳纶1313又称间位芳纶，全称“间苯二甲酰间苯二胺”，是“芳香族聚酰胺纤维”的一种，具有良好的阻燃性、热稳定性、电绝缘性、化学稳定性、耐辐射性及机械特性，最早由美国杜邦公司研制成功并实现工业化生产。但它大多应用在航天航空、汽车工业、特种保护服、电绝缘材料等领域。
3、目前，间位芳纶多以通过造纸工艺和设备来将间位芳纶转变为芳纶纸，然后再运用到绝缘、蜂窝和线路板领域，因此制成的芳纶纸的质量也尤为关键，一张优异的间位芳纶纸需要高性能的抗张强度、撕裂度和介电强度。
4、在植物纤维的造纸工艺中，会将植物纤维用打浆机进行帚化处理，使纤维细胞壁产生起毛、撕裂、分丝等现象，帚化是通过打浆机的机械作用，使植物纤维的两端发生分丝，变成类似扫帚的样子。植物纸浆纤维通过帚化的作用使其抱合力得到大大提升，在抄造成纸时彼此纠缠，提高了结合点和结合强度，最终实现提高纸张抗张强度和撕裂强度的目的，而间位芳纶短切纤维是一种新型高科技化工合成纤维，通过类似打浆或盘磨工艺时，仅仅是将絮集在一起的间位芳纶短切纤维进行分散或切断。并不能实现间位芳纶短切纤维表面帚化或增加粗糙度来提高抗张强度和撕裂强度的目的。
5、现有技术中，间位芳纶纸是由间位
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种造纸级间位芳纶纤维表面帚化的制备方法，以解决现有的间位芳纶的有色纤维纺前着色的着色不均，着色效率低，后染色的色牢度偏低，应用领域受限的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种造纸级间位芳纶纤维表面帚化的制备方法，包括有色1313间位芳纶聚合物的合成、中和、纺丝和短切，所述有色1313间位芳纶聚合物的合成包括以下步骤：
3、sp1：将间苯二胺溶解于酰胺类极性有机溶剂dmac中；
4、sp2：控制反应温度为-10℃-0℃，加入对应量的90wt％-95wt％的间苯二甲酰氯进行低温缩聚反应；
5、sp3：再加入有色颜料，加入剩余对应量的5wt％-10wt％的间苯二甲酰氯继续进行低温缩聚反应；
6、sp4：副产物氯化氢采用碱土金属氧化物、氢氧化物或者氨气进行中和反应，控制中和反应的温度低于30℃；得到的间位芳纶聚合物的浓度为15wt％-25wt％，[η]为1.7-2.5，ph值为4-7；
7、所述有色1313间位芳纶聚合物的纺丝包括以下步骤：
8、sp5：将间位芳纶聚合物通过10-20微米的过滤介质过滤，真空脱泡，得到拉丝纺丝或沉析聚合物，于10-50℃下保存；
9、sp6：纺前通过滤芯过滤器，过滤后直接通过计量泵输送进喷丝头，在凝固浴成型液中喷出得到初生纤维；
10、sp7：初生纤维通过成型液的喷淋区再次成型，经过多级拉伸，多级水洗、烘干和高温定型，最后得到芳纶纤维成品；
11、所述有色1313间位芳纶聚合物的短切是使用纤维短切机将芳纶长纤维切为3mm-10mm的表面帚化的造纸级间苯芳纶短切纤维。可将造纸级表面帚化的间苯芳纶短切纤维和间苯芳纶沉析纤维通过造纸、热轧工艺和对应的设备来生产芳纶纸，已具备帚化形态特征的间位芳纶短切纤维不管对自身还是对间位芳纶沉析纤维都能产生极好的抱合力，在抄造成纸时彼此纠缠，提高了结合点和结合强度，最终实现高性能的纸张抗张强度和撕裂强度的目的，满足不同应用领域的需求。
12、优选的，所述滤芯过滤器采用的过滤介质为500-1000目的烧结毡。
13、优选的，所述喷丝头设为组合喷丝头，所述喷丝头的孔径设为0.05mm-0.2mm，且喷丝头的孔数设为12000-18000。
14、优选的，所述凝固浴成型夜设为氯化钙和二甲基乙酰胺的水溶液，所述氯化钙和二甲基乙酰胺的水溶液中氯化钙的浓度设为40wt％-60wt％，所述氯化钙和二甲基乙酰胺的水溶液中二甲基乙酰胺的浓度设为30wt％-50wt％，且氯化钙和二甲基乙酰胺的水溶液中水的浓度设为5wt％-10wt％，所述凝固浴成型液的温度设为100℃-200℃。间位芳纶聚合物通过计量泵输送进喷丝头，在凝固浴成型液中喷出成为初生纤维，因为凝固温度的大幅提升致使初生纤维内部均匀分布的有机溶剂二甲基乙酰胺和水分发生气化现象形成气泡，从纤维内部向四周压力较少的表皮面破裂而出，在破出的瞬间带出如帚化的纤维分丝。
15、优选的，所述喷淋区成型液设为二甲基乙酰胺的水溶液，所述二甲基乙酰胺的水溶液的浓度设为20wt％-60wt％，且喷淋区成型液的温度设为0℃-20℃。
16、优选的，所述多级拉伸中拉伸液设为二甲基乙酰胺的水溶液，所述二甲基乙酰胺的水溶液的浓度设为20wt％-50wt％，且拉伸液的温度设为0℃-20℃。
17、优选的，所述烘干采用红外加热烘干，所述红外加热烘干的温度设为120℃-130℃。
18、优选的，所述高温定型采用红外定型炉，所述红外定型炉的温度设为320℃-350℃。
19、本专利技术的有益效果如下：
20、本专利技术中采用在纺丝凝固工序时，间位芳纶聚合物通过计量泵输送进喷丝头，在凝固浴成型液中喷出成为初生纤维，因为凝固温度的大幅提升致使初生纤维内部均匀分布的有机溶剂二甲基乙酰胺和水分发生气化现象形成气泡，从纤维内部向四周压力较少的表皮面破裂而出，在破出的瞬间带出如帚化的纤维分丝。为了让帚化的纤维分丝得到较好的性能和均匀的分布在本体初生纤维上，以及维持本体初生纤维因帚化带来的结构破坏影响性能下降，因此将纤维在凝固浴中成型时间延长至1-5min，使其凝固过程缓慢均匀，从而得到更好的凝固效果，保持造纸级成品间位芳纶纤维强度大于3.8cn/dtex的同时又拥有了更为优异的抱合力，在抄造成纸时彼此纠缠，提高了结合点和结合强度，最终实现高性能的纸张抗张强度和撕裂强度的目的，满足不同应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种造纸级间位芳纶纤维表面帚化的制备方法，包括有色1313间位芳纶聚合物的合成、中和、纺丝和短切，所述有色1313间位芳纶聚合物的合成包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种造纸级间位芳纶纤维表面帚化的制备方法，其特征在于：所述滤芯过滤器采用的过滤介质为500-1000目的烧结毡。
3.根据权利要求1所述的一种造纸级间位芳纶纤维表面帚化的制备方法，其特征在于：所述喷丝头设为组合喷丝头，所述喷丝头的孔径设为0.05mm-0.2mm，且喷丝头的孔数设为12000-18000。
4.根据权利要求1所述的一种造纸级间位芳纶纤维表面帚化的制备方法，其特征在于：所述凝固浴成型夜设为氯化钙和二甲基乙酰胺的水溶液，所述氯化钙和二甲基乙酰胺的水溶液中氯化钙的浓度设为40wt％-60wt％，所述氯化钙和二甲基乙酰胺的水溶液中二甲基乙酰胺的浓度设为30wt％-50wt％，且氯化钙和二甲基乙酰胺的水溶液中水的浓度设为5wt％-10wt％，所述凝固浴成型液的温度设为100℃-200℃。
5.根据权利要求1所述的一种造纸级间位芳纶纤维表面帚化的制备方法
6.根据权利要求1所述的一种造纸级间位芳纶纤维表面帚化的制备方法，其特征在于：所述多级拉伸中拉伸液设为二甲基乙酰胺的水溶液，所述二甲基乙酰胺的水溶液的浓度设为20wt％-50wt％，且拉伸液的温度设为0℃-20℃。
7.根据权利要求1所述的一种造纸级间位芳纶纤维表面帚化的制备方法，其特征在于：所述烘干采用红外加热烘干，所述红外加热烘干的温度设为120℃-130℃。
8.根据权利要求1所述的一种造纸级间位芳纶纤维表面帚化的制备方法，其特征在于：所述高温定型采用红外定型炉，所述红外定型炉的温度设为320℃-350℃。
...【技术特征摘要】
1.一种造纸级间位芳纶纤维表面帚化的制备方法，包括有色1313间位芳纶聚合物的合成、中和、纺丝和短切，所述有色1313间位芳纶聚合物的合成包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种造纸级间位芳纶纤维表面帚化的制备方法，其特征在于：所述滤芯过滤器采用的过滤介质为500-1000目的烧结毡。
3.根据权利要求1所述的一种造纸级间位芳纶纤维表面帚化的制备方法，其特征在于：所述喷丝头设为组合喷丝头，所述喷丝头的孔径设为0.05mm-0.2mm，且喷丝头的孔数设为12000-18000。
4.根据权利要求1所述的一种造纸级间位芳纶纤维表面帚化的制备方法，其特征在于：所述凝固浴成型夜设为氯化钙和二甲基乙酰胺的水溶液，所述氯化钙和二甲基乙酰胺的水溶液中氯化钙的浓度设为40wt％-60wt％，所述氯化钙和二甲基乙酰胺的水溶液中二甲基乙酰胺的浓度设为30wt％-50wt％，且氯化钙和二甲基乙酰胺的水溶液中水的浓度设为5w...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋少波，李永锋，李健灿，黄振宇，蒋泉洪，董晓亮，
申请(专利权)人：赣州龙邦材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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