CN103572641A

CN103572641A - 以对位芳纶沉析纤维为原料制备芳纶纸的方法

Info

Publication number: CN103572641A
Application number: CN201310507909.1A
Authority: CN
Inventors: 陆赵情; 江明; 张美云
Original assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2013-10-24
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2014-02-12

Abstract

本发明公开了以对位芳纶沉析纤维为原料制备芳纶纸的方法，具体按照以下步骤实施：对位短切纤维的预处理和分散；对位沉析纤维的打浆和浆料混合；湿法抄造；热压成型。本发明以对位芳纶沉析纤维为原料制备芳纶纸的方法，采用对位沉析纤维，具有更集中的长宽分布和更大的比表面积，能够更好的作为粘结材料与对位短切纤维相结合，生产的芳纶纸具备更好的机械强度、耐热性能和介电性能，可广泛应用于高温绝缘、电子电力、交通运输、航空航天等领域。

Description

以对位芳纶沉析纤维为原料制备芳纶纸的方法

技术领域

本发明属于特种纤维合成芳纶纸制造技术领域，具体涉及一种以对位芳纶沉析纤维为原料制备芳纶纸的方法。

背景技术

对位芳纶纤维（聚对苯二甲酰对苯二胺）具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀等特种性能，并兼具无机纤维的机械性能和有机纤维的加工性能，目前的产品有短切纤维、浆粕纤维和沉析纤维三种形态。随着现代造纸工业的发展，对位芳纶纤维已逐渐被应用于特种纸领域，成为一种重要的造纸原材料。

对位芳纶纸是由对位芳纶短切与对位芳纶沉析纤维或浆粕纤维按照一定的比例通过湿法造纸工艺制备而成。对位芳纶纸因其具有强韧的机械性能、优良的介电性能、稳定的化学性能以及灵活的设计性能，可作为结构材料、绝缘材料、过滤材料被广泛应用于高温绝缘、电子电力、交通运输、航空航天等领域。

专利名称：《一种芳纶纤维蜂窝芯原纸及其制备方法》，公开日：2009.01.14，公开号：CN101343845A，采用对位芳纶纤维和间位芳纶沉析纤维辅以聚酯纤维，生产芳纶蜂窝芯原纸。该纤维纸具有轻质、柔软、高比强、高比模、耐高温、耐疲劳、抗化学腐蚀、低膨胀系数、渗透性适中等优点。

专利名称：《对位和间位芳纶纤维配抄绝缘纸的制备工艺》，公开日：2006.12.27，公开号：CN1884692A，采用经过预处理的对位芳纶短切纤维和间位芳纶沉析纤维，采用加入分散剂的方法制备绝缘纸，通过特殊打浆工艺提高纤维的柔软性，增加限位架的结合力，并对芳纶原纸进行特殊的热压处理，极大提高了纸张的机械强度和绝缘性能。

专利名称：《制备芳纶纸的方法及由该方法获得的芳纶纸》，公开日：2011.08.17，公开号：CN102154914A，公开了一种制备芳纶纸的方法，利用芳纶短切和浆粕纤维，并在流浆箱上安装超声波发生器，向浆料施加定向超声波，使短切纤维水平取向度增加，避免了纤维凝聚和堆积，进而增加芳纶纸强度。

专利名称：《全对位芳纶酰胺纸及其制备方法和应用》，公开日：2005.12.21，公开号：CN1710196A，采用在水中加入对位芳族聚酰胺短纤维、对位芳族聚酰胺浆粕、分散助剂，原料分散后得到浆料。将对位芳族聚酰胺溶液均匀浸渍在所得到的纤维纸上，经热压或冷压处理，凝固浴成型，吸取溶剂，脱水、压榨、干燥，得到全对位芳纶酰胺纸。

上述专利的共同点在于都是采用对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆粕或间位芳纶沉析纤维进行配比抄纸，其缺陷在于首先芳纶纤维在水介质中絮聚厉害且不易分散，会对成纸匀度和纸页性能带来负面影响；其次对位芳纶纸也因芳纶纤维分子链刚性结构以及纤维表面化学惰性，纤维间缺乏有效的结合，不能充分体现纤维本身高强、高模的特点；最后对位芳纶纸的制备过程中，目前采用的方法满足一些更高要求的领域时，还是略显困难，因而需要寻找一种新原料或新工艺来制备处性能更加优异的芳纶纸。

发明内容

本发明提供了一种以对位芳纶沉析纤维为原料制备芳纶纸的方法，根据此方法制备得到的对位芳纶纸具有更好均匀度、耐热性、介电性、机械强度和化学稳定性。

本发明所采用的技术方案是，以对位芳纶沉析纤维为原料制备芳纶纸的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：取对位芳纶短切纤维用十二烷基苯磺酸钠溶液预处理，洗涤干燥后，加入聚氧化乙烯，在槽式打浆机内充分疏解分散；

步骤2：将步骤1得到的对位芳纶短切纤维与打浆后的对位芳纶沉析纤维混合，在槽式打浆机内疏解；

步骤3：将步骤2得到的芳纶纤维浆料在斜网或圆网纸机上抄造成型，经油压机压榨后，充分干燥；

步骤4：将步骤3得到的芳纶纸用三辊式热压机热压，得到对位芳纶纸。

本发明的特点还在于，

其中的步骤1中十二烷基苯磺酸钠溶液摩尔-体积浓度为1.5×10^-3～3.0×10^-3mol/L，温度为40～90℃，处理时间为10～60min。

其中的步骤1中加入的聚氧化乙烯用量为相对于芳纶纤维总质量的0.1～1.0%。

其中的步骤2中对位芳纶沉析纤维的打浆度为35～55°SR。

其中的步骤2中对位芳纶短切纤维和对位芳纶沉析纤维混合质量比为5：5～9：1。

其中的步骤3中浆料上网浓度为0.01～0.10%。

其中的步骤4中的热压温度为240℃～270℃，压强为12～17MPa，辊速为1.0～2.0m/min，热压时间为3～10min。

本发明的有益效果是，

本发明采用对位芳纶沉析纤维作为芳纶纸的粘结纤维，显著加强了纤维之间的氢键结合，进而提高了芳纶纸的机械强度和介电性能，可满足高温度、高精度、高湿度、高密度、轻量化等严格工作条件下的产品要求。它是采用新原料、新工艺研发生产的环保节能型新产品，技术含量高、创新性强，应用前景广阔，对于推动高新技术的产业发展，促进传统产业的升级换代，提升绝缘材料的产品档次，促进相关产业的发展具有重大的现实意义。

附图说明

图1是以对位芳纶沉析纤维为原料制备芳纶纸的方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明以对位芳纶沉析纤维为原料制备芳纶纸的方法，如图1所示，具体按照以下步骤实施：

步骤1：取对位芳纶短切纤维用摩尔-体积浓度为1.5×10^-3～3.0×10^-3mol/L的十二烷基苯磺酸钠LAS溶液进行预处理，温度为40～90℃，处理时间为10～60min，洗涤干燥后，加入相对于芳纶纤维总质量（指的是短切纤维与沉析纤维之和）的0.1～1.0%的分散剂聚氧化乙烯，在槽式打浆机内充分疏解分散；

步骤2：将步骤1得到的对位芳纶短切纤维与打浆至35～55°SR的对位芳纶沉析纤维混合，继续在槽式打浆机内疏解3～10min；对位芳纶短切纤维和对位芳纶沉析纤维混合质量比为5：5～9：1。

步骤3：将步骤2得到的芳纶纤维浆料在斜网或圆网纸机上抄造成型，上网浓度控制在0.01～0.10%，经油压机压榨后，在105℃下充分干燥；

步骤4：将步骤3得到的芳纶纸用三辊式热压机热压，温度为240～270℃，压强为12～17MPa，辊速为1.0～2.0m/min，热压时间为3～10min，得到对位芳纶纸。

实施例1

将芳纶短切纤维利用质量摩尔浓度为1.5×10^-3mol/L，温度为40℃的LAS溶液进行洗涤预处理，然后用清水洗净备用；添加0.1%的聚氧化乙烯（PEO），利用槽式打浆机将经过洗涤预处理的对位芳纶短切纤维进行疏解，制成浆料A；将对位芳纶浆粕纤维利用槽式打浆机进行打浆处理，打浆度控制在35°SR，制成浆料B；将分散处理制备好的浆料A和浆料B按照5：5的配比混合；经湿法成型工艺在斜网成型器上抄制成对位芳纶原纸，上网浓度为0.01～0.10%，待压榨、干燥后，在温度为240～270℃，压力为12～17MPa，辊速为1.0～2.0m/min的条件下热压3～10min，得到对位芳纶纸。

实施例2

将芳纶短切纤维利用质量摩尔浓度为2.0×10^-3mol/L，温度为60℃的LAS溶液进行洗涤预处理，然后用清水洗净备用；添加0.5%的聚氧化乙烯（PEO），利用槽式打浆机将经过洗涤预处理的对位芳纶短切纤维进行疏解，制成浆料A；将对位芳纶浆粕纤维利用槽式打浆机进行打浆处理，打浆度控制在45°SR，制成浆料B；将分散处理制备好的浆料A和浆料B按照7：3的配比混合；经湿法成型工艺在斜网成型器上抄制成对位芳纶原纸，上网浓度为0.01～0.10%，待压榨、干燥后，在温度为240～270℃，压力为12～17MPa，辊速为1.0～2.0m/min的条件下热压3～10min，得到对位芳纶纸。

实施例3

将芳纶短切纤维利用质量摩尔浓度为3.0×10^-3mol/L，温度为90℃的LAS溶液进行洗涤预处理，然后用清水洗净备用；添加1.0%的聚氧化乙烯（PEO），利用槽式打浆机将经过洗涤预处理的对位芳纶短切纤维进行疏解，制成浆料A；将对位芳纶浆粕纤维利用槽式打浆机进行打浆处理，打浆度控制在55°SR，制成浆料B；将分散处理制备好的浆料A和浆料B按照9：1的配比混合；经湿法成型工艺在斜网成型器上抄制成对位芳纶原纸，上网浓度为0.01～0.10%，待压榨、干燥后，在温度为240～270℃，压力为12～17MPa，辊速为1.0～2.0m/min的条件下热压3～10min，得到对位芳纶纸。

以对位芳纶沉析纤维为原料制备得到的芳纶纸相比于以对位芳纶浆粕纤维为原料的芳纶纸，其综合性能得到得到较大提升，两种纸张性能对比如下表所示：

上表中，以对位芳纶沉析纤维为原料制备得到的芳纶纸是按照实施例2制备的。

Claims

1.以对位芳纶沉析纤维为原料制备芳纶纸的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

2.根据权利要求1所述的以对位芳纶沉析纤维为原料制备芳纶纸的方法，其特征在于，所述的步骤1中十二烷基苯磺酸钠溶液摩尔-体积浓度为1.5×10^-3～3.0×10^-3mol/L，温度为40～90℃，处理时间为10～60min。

3.根据权利要求1所述的以对位芳纶沉析纤维为原料制备芳纶纸的方法，其特征在于，所述的步骤1中加入的聚氧化乙烯用量为相对于芳纶纤维总质量的0.1～1.0%。

4.根据权利要求1所述的以对位芳纶沉析纤维为原料制备芳纶纸的方法，其特征在于，所述的步骤2中对位芳纶沉析纤维的打浆度为35～55°SR。

5.根据权利要求1所述的以对位芳纶沉析纤维为原料制备芳纶纸的方法，其特征在于，所述的步骤2中对位芳纶短切纤维和对位芳纶沉析纤维混合质量比为5：5～9：1。

6.根据权利要求1所述的以对位芳纶沉析纤维为原料制备芳纶纸的方法，其特征在于，所述的步骤3中浆料上网浓度为0.01～0.10%。

7.根据权利要求1所述的以对位芳纶沉析纤维为原料制备芳纶纸的方法，其特征在于，所述的步骤4中的热压温度为240℃～270℃，压强为12～17MPa，辊速为1.0～2.0m/min，热压时间为3～10min。