CN102953289A - 一种聚酰亚胺树脂增强间位芳纶纸的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种聚酰亚胺树脂增强间位芳纶纸的制备方法，将间位芳纶沉析纤维在槽式打浆机内疏解分散，将间位芳纶沉析纤维加入疏解分散后的间位芳纶短切纤维中，制备成芳纶纤维浆，向芳纶纤维浆加入丁苯胶乳以及阳离子聚丙烯酰胺，然后用纸机抄造成型、干燥得原纸，将原纸用聚酰亚胺树脂浸渍后经过热压机热压得间位芳纶纤维纸，本发明在间位芳纶纸的制备过程中，利用聚酰亚胺树脂对芳纶原纸进行浸渍处理的方法，提高间位芳纶纸的强度、可抄造性，减少抄造时的断纸，提高了纸机车速，提高了生产效率。

Description

一种聚酰亚胺树脂增强间位芳纶纸的制备方法

技术领域

本发明属于造纸工业和材料工业交叉领域，具体涉及一种聚酰亚胺树脂增强间位芳纶纸的制备方法。

背景技术

芳纶间位纤维全称为聚对间苯二甲酰间苯二胺，英文缩写为PMTA，我国称为芳纶1313纤维，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、重量轻等优良性能，其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右。该纤维在220℃下使用时间可达十年以上，其使用寿命高于所有工业有机耐高温纤维。在240℃下保持1000小时，机械强度仍保持原来的65%，在370℃以上才分解出少量气体CO₂、CO、N₂。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。

芳纶纸是目前世界上耐高温、绝缘材料中发展最快的特种化学纤维纸，它不但具有优良的物理机械性能，还具有较好的热稳定性、阻燃性、电绝缘性和耐辐射性，是航空、航天、国防、电子、通讯、环保、化工和海洋开发等领域中的重要基础材料。

国外的芳纶纸经过多年的发展，已经能够满足高端领域的使用要求，但国内对芳纶纸的研究起步较晚，研制出的芳纶纸强度性能与国外同类产品相差较大，不能满足高端领域的严苛环境的使用要求。

聚酰亚胺树脂是一种具有高模量、高强度、低吸水率、耐水解、耐辐射，优异绝缘性及耐热氧化稳定性等特点的物质。聚酰亚胺树脂的种类也较多，热固性和热塑性是其主要的两大类。而每一类又由于不同的结构单体合成，而具有众多的类型，且每一类型的聚酰亚胺树脂具有某一方面的特定性能。一般的聚酰亚胺树脂，在260℃下使用寿命可达2000h，即使在热氧气氖下仍可保持室温机械强度的85%，最高使用温度可达300℃。依据不同的生产工艺，可生产出具有不同突出特点的聚酰亚胺树脂，如用苯乙炔封端含奈环的聚酰亚胺树脂具有良好地加工性能和热性能，5%热失重温度在530℃以上；含苯炔基侧链的聚酰亚胺树脂，具有优异耐热性能和较高点韧性，5%热失重温度高于550℃，以氰基封端聚酰亚胺树脂的热初始分解温度为540℃以上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚酰亚胺树脂增强间位芳纶纸的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案。

1）将间位芳纶短切纤维在槽式打浆机内疏解分散10~60min；

2）将间位芳纶沉析纤维在槽式打浆机内疏解分散，疏解分散中加入间位芳纶沉析纤维绝干质量0.01~8%的聚氧化乙烯（PEO），疏解分散至打浆度为25~60°SR得间位芳纶沉析纤维浆，将间位芳纶沉析纤维浆加入经过步骤1）疏解分散后的间位芳纶短切纤维中，制备成芳纶纤维浆，间位芳纶沉析纤维浆的加入量以间位芳纶沉析纤维绝干质量计为间位芳纶短切纤维绝干质量的0.01~30%，向芳纶纤维浆中加入间位芳纶沉析纤维与间位芳纶短切纤维绝干质量之和0.1~18%的丁苯胶乳以及0.01~20%的阳离子聚丙烯酰胺（CPAM），然后用纸机抄造成型、干燥得原纸，将原纸用聚酰亚胺树脂浸渍后经过热压机热压得间位芳纶纤维纸，间位芳纶沉析纤维的填充作用，提高了间位芳纶纤维纸的强度，聚酰亚胺树脂的粘结作用，增强了间位芳纶纤维纸的强度以及纸张的耐温性、绝缘性。

所述间位芳纶短切纤维的长度为2~8mm。

所述聚酰亚胺树脂的浸渍量为原纸质量的1~50%，纸张的浸渍量过低时，纸张的抗张强度和耐压强度性能提升不明显；浸渍量过大时，纸张韧性较差，撕裂度降低。本发明采用的聚酰亚胺树脂为耐高温的聚酰亚胺树脂，具体为长春高崎聚酰亚胺股份有限公司生产的耐高温YI-FX树脂。

本发明在间位芳纶纸的制备过程中，利用聚酰亚胺树脂对芳纶原纸进行浸渍处理，提高了间位芳纶纸的强度、可抄造性，减少了抄造时的断纸，提高了纸机车速，提高了生产效率。

经过长期的试验研究，发现在抄造芳纶纸的过程中，利用高性能的聚酰亚胺树脂，对芳纶纤维原纸进行浸渍处理，可以有效地提高芳纶纤维纸的强度，减少抄造时的断纸，提高纸机车速，提高生产效率。

本发明所制备的间位芳纶纤维纸是环保节能型新产品，技术含量高、创新性强，应用前景广阔，对推动高新技术产业发展，促进传统产业的升级换代，提升绝缘材料产品的档次，促进相关产业的发展具有重大的现实意义。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明生产工艺流程如图1所示，具体工艺如下：

实施例1

将间位芳纶短切纤维在槽式打浆机内进行充分的疏解分散30min；将间位芳纶沉析纤维在槽式打浆机中疏解分散至打浆度为25°SR得间位芳纶沉析纤维浆，在疏解分散的过程中，为减少间位芳纶沉析纤维的缠结，加入PEO，用量为0.01%（相对于间位芳纶沉析纤维绝干质量的比）；将间位芳纶沉析纤维浆和疏解分散后的间位芳纶短切纤维配合形成芳纶纤维浆，间位芳纶沉析纤维浆的加入量为30%（以间位芳纶沉析纤维绝干质量计，相对于间位芳纶短切纤维绝干质量的比）；在芳纶纤维浆中加入丁苯胶乳和CPAM，用量分别为8%（相对于间位芳纶沉析纤维与间位芳纶短切纤维绝干质量之和的比）和1.5%（相对于间位芳纶沉析纤维与间位芳纶短切纤维绝干质量之和的比），然后经过流送系统进入抄纸前的高位箱或流浆箱；最后在斜网或圆网纸机上抄造成型、在105℃下干燥得芳纶纸原纸，将芳纶纸原纸经聚酰亚胺树脂浸渍，浸渍量为25%（相对于芳纶纸原纸的质量比），浸渍后经热压机热压，生产出合格纸张。

实施例2

将间位芳纶短切纤维在槽式打浆机内进行充分的疏解分散10min；将间位芳纶沉析纤维在槽式打浆机中疏解分散至打浆度为35°SR得间位芳纶沉析纤维浆，在疏解分散的过程中，为减少间位芳纶沉析纤维的缠结，加入PEO，用量为3%（相对于间位芳纶沉析纤维绝干质量的比）；将间位芳纶沉析纤维浆和疏解分散后的间位芳纶短切纤维配合形成芳纶纤维浆，间位芳纶沉析纤维浆的加入量为10%（以间位芳纶沉析纤维绝干质量计，相对于间位芳纶短切纤维绝干质量的比）；在芳纶纤维浆中加入丁苯胶乳和CPAM，用量分别为18%（相对于间位芳纶沉析纤维与间位芳纶短切纤维绝干质量之和的比）和0.01%（相对于间位芳纶沉析纤维与间位芳纶短切纤维绝干质量之和的比），然后经过流送系统进入抄纸前的高位箱或流浆箱；最后在斜网或圆网纸机上抄造成型、在90℃下干燥得芳纶纸原纸，将芳纶纸原纸经聚酰亚胺树脂浸渍，浸渍量为50%（相对于芳纶纸原纸的质量比），浸渍后经热压机热压，生产出合格纸张。

实施例3

将间位芳纶短切纤维在槽式打浆机内进行充分的疏解分散60min；将间位芳纶沉析纤维在槽式打浆机中疏解分散至打浆度为60°SR得间位芳纶沉析纤维浆，在疏解分散的过程中，为减少间位芳纶沉析纤维的缠结，加入PEO，用量为8%（相对于间位芳纶沉析纤维绝干质量的比）；将间位芳纶沉析纤维浆和疏解分散后的间位芳纶短切纤维配合形成芳纶纤维浆，间位芳纶沉析纤维浆的加入量为0.01%（以间位芳纶沉析纤维绝干质量计，相对于间位芳纶短切纤维绝干质量的比）；在芳纶纤维浆中加入丁苯胶乳和CPAM，用量分别为0.1%（相对于间位芳纶沉析纤维与间位芳纶短切纤维绝干质量之和的比）和20%（相对于间位芳纶沉析纤维与间位芳纶短切纤维绝干质量之和的比），然后经过流送系统进入抄纸前的高位箱或流浆箱；最后在斜网或圆网纸机上抄造成型、在温度为110℃下干燥得芳纶纸原纸，将芳纶纸原纸经聚酰亚胺树脂浸渍，浸渍量为1%（相对于芳纶纸原纸的质量比），浸渍后经热压机热压，生产出合格纸张。

间位芳纶纸经过聚酰亚胺树脂增强后综合性能有大幅度的提升，两种纸张性能的对比见下表。

上表中，增强型间位芳纶纸按照实施例1制备得到。

Claims (3)

1.一种聚酰亚胺树脂增强间位芳纶纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将间位芳纶短切纤维在槽式打浆机内疏解分散10~60min；

2）将间位芳纶沉析纤维在槽式打浆机内疏解分散，疏解分散中加入间位芳纶沉析纤维绝干质量0.01~8%的聚氧化乙烯，疏解分散至打浆度为25~60°SR得间位芳纶沉析纤维浆，将间位芳纶沉析纤维浆加入经过步骤1）疏解分散后的间位芳纶短切纤维中，制备成芳纶纤维浆，间位芳纶沉析纤维浆的加入量以间位芳纶沉析纤维绝干质量计为间位芳纶短切纤维绝干质量的0.01~30%，向芳纶纤维浆中加入间位芳纶沉析纤维与间位芳纶短切纤维绝干质量之和0.1~18%的丁苯胶乳以及0.01~20%的阳离子聚丙烯酰胺，然后用纸机抄造成型、干燥得原纸，将原纸用聚酰亚胺树脂浸渍后经过热压机热压得间位芳纶纤维纸。

2.根据权利要求1所述一种聚酰亚胺树脂增强间位芳纶纸的制备方法，其特征在于：所述间位芳纶短切纤维的长度为2~8mm。

3.根据权利要求1所述一种聚酰亚胺树脂增强间位芳纶纸的制备方法，其特征在于：所述聚酰亚胺树脂的浸渍量为原纸质量的1~50%。

Images