CN104818654B - 基于间位芳纶的导电纸、导电带及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于间位芳纶的导电纸及其导电带，所述导电纸的制备方法包括以下步骤：a)将间位芳纶短纤维和间位芳纶浆粕在水中混合，水中加入导电高分子材料，使间位芳纶短纤维和间位芳纶浆粕的表面都涂上所述导电高分子材料；b)采用斜网成形器对所述混合液进行湿法抄造处理，制成原纸；c)将所述原纸进行压光形成导电纸，压光时的温度大于等于间位芳纶的玻璃化转变温度。与现有技术相比，本发明制作的导电纸及其导电带能够在保证与电子产品相对绝缘的前提下传导静电，防止静电累积导致间位芳纶纸被击穿，安全实用。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成纤维纸，尤其涉及一种基于间位芳纶的导电纸、导电带及其制备方法。
背景技术
随着社会和经济的发展，各种马达、变压器及其他电子设备飞速发展，承载能力要求也越来越高，电子设备在使用、运输和装卸的过程中，由于摩擦，很容易产生静电荷，如果这些静电荷不及时转移或释放而积累起来，加上空气中本身容易含有一些易燃的物质，就会产生爆炸，甚至发生火灾。
美国专利2010206502涉及到一种芳纶导电带的制备，具体是5-65wt％的芳纶短纤维、30-90wt％的芳纶浆粕，1-20wt％的导电填充物，其中导电填充物是将碳黑作为浆液的第三个组分，由于碳黑是无机颗粒，导电率比较小，而且在以有机物为主的悬浮浆液中会发生沉淀，形成不均匀的浆液，从而导致芳纶导电带的不均匀导电，导电物质少的位置，静电释放减少，长期累积，容易导致击穿或爆炸，加上碳黑的颜色是黑色的，影响芳纶纸的外观，限制了其应用范围。
中国专利201310339402.X提供了一种导电复合材料的制备，具体是以聚对苯二甲酰对苯二胺为核，聚苯胺为壳的导电复合材料为原料，这种导电复合材料可以制备导电纤维，但是由于聚对苯二甲酰对苯二胺是刚性分子，在缠绕时容易断裂，因此不能制备出可做铂绕用的导电带纸，无法在马达和变压器中使用。
聚间苯二甲酰间苯二胺的分子链有一定的柔性，大概介于刚性分子与柔性分子之间，因此制备的纤维和纸具有一定的韧性，在缠绕是不容易发生断裂，通常，聚间苯二甲酰间苯二胺纤维称为间位芳纶，由间位芳纶短纤维和浆粕一起制备的间位芳纶绝缘纸在航空航天，国防军事上有不可替代的作用，但是间位芳纶纸在使用、运输和装卸时很容易产生静电，静电累积到一定量后会击穿芳纶纸，严重影响使用，因此很有必要研发一种新的能导电的芳纶纸来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够传导静电、防止静电累积的基于间位芳纶的导电纸、导电带及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种基于间位芳纶的导电纸的制备方法，包括以下步骤：
a)将间位芳纶短纤维和间位芳纶浆粕在水中混合，水中加入导电高分子材料，使间位芳纶短纤维和间位芳纶浆粕的表面都涂上所述导电高分子材料；
b)采用斜网成形器对所述混合液进行湿法抄造处理，制成原纸；
c)将所述原纸进行压光形成导电纸，压光温度大于等于间位芳纶的玻璃化转变温度。
优选的，所述导电高分子材料为无机导电颗粒或者有机高分子材料。
优选的，所述有机高分子材料为聚乙撑二氧噻吩、聚苯乙烯磺酸、聚苯基乙炔和聚苯胺中的一种或多种。
优选的，所述间位芳纶导电纸的压光温度为270℃至290℃。
本发明还提供一种采用所述制备方法制成的导电纸，包括采用所述间位芳纶短纤维和所述间位芳纶浆粕制成的原纸基层、原纸面层和原纸底层，所述原纸面层、原纸基层和原纸底层一次性热压复合，所述原纸面层、原纸基层和原纸底层中均匀分布有所述导电高分子材料，所述原纸基层的厚度大于所述原纸面层的厚度，所述原纸基层的厚度大于所述原纸底层的厚度，所述原纸基层的定量为15-150g/m2，所述原纸面层和原纸底层的定量为10-45g/m2。
优选的，在所述导电纸中，所述间位芳纶短纤维的含量为20wt％-80wt％，所述间位芳纶浆粕的含量为15wt％-75wt％，所述导电高分子材料的含量为0.1wt％-5wt％。
优选的，所述原纸面层背对所述原纸基层的一面为第一曲面，所述原纸底层背对所述原纸基层的一面为第二曲面，所述第一曲面和第二曲面的横截面为正弦波形或者锯齿形或者方波形。
本发明还提供一种采用所述可导电绝缘纸制成的导电带，所述导电带的宽度为20mm-50mm，电导率为0.1-10s/m，拉伸强度为40-250N/cm，抗撕裂强度为10-70N。
与现有技术相比，本发明基于间位芳纶的导电纸及其制备方法的有益效果在于：本发明制作的导电纸和导电带能够在保证与电子产品相对绝缘的前提下传导静电，防止静电累积导致间位芳纶纸被击穿，安全实用。
附图说明
图1为本发明所述导电纸一较佳实施例的结构示意图；
图2为本发明所述导电纸另一较佳实施例的结构示意图。
图中各标记如下：1、原纸基层；2、原纸面层；3、原纸底层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
请参阅图1至图2所示，本发明基于间位芳纶的导电纸的制备方法，包括以下步骤：
a)将间位芳纶短纤维和间位芳纶浆粕在水中混合，水中加入导电高分子材料，使间位芳纶短纤维和间位芳纶浆粕的表面都涂上所述导电高分子材料，所述导电高分子材料为无机导电颗粒或者有机高分子材料；
b)采用斜网成形器对所述混合液进行湿法抄造处理，制成原纸；
c)将所述原纸进行压光形成导电纸，压光温度大于等于间位芳纶的玻璃化转变温度，所述压光温度为270°至290°。
其中，所述有机高分子材料为聚乙撑二氧噻吩、聚苯乙烯磺酸、聚苯基乙炔和聚苯胺中的一种或多种。
本发明还提供一种采用所述制备方法制成的导电纸，包括采用所述间位芳纶短纤维和所述间位芳纶浆粕制成的原纸基层1、原纸面层2和原纸底层3，所述原纸面层2、原纸基层1和原纸底层3一次性热压复合，所述原纸面层2、原纸基层1和原纸底层3中均匀分布有所述导电高分子材料，所述原纸基层1的厚度大于所述原纸面层2的厚度，所述原纸基层1的厚度大于所述原纸底层3的厚度，这种结构设计使所述原纸基层1的抗撕裂强度高于所述原纸面层2和原纸底层3的抗撕裂强度，在节约原料的前提下提升了所述可导电绝缘纸的整体抗撕裂强度。
在具体应用时，所述原纸基层1的定量为15-100g/m2，优选为20g/m2，所述原纸面层2和原纸底层3的定量为10-45g/m2，优选为15g/m2。
在所述可导电绝缘纸中，所述间位芳纶短纤维的含量为20wt％-80wt％，所述间位芳纶浆粕的含量为15wt％-75wt％，所述导电高分子材料的含量0.1wt％-5wt％。
为了增加所述导电纸对静电的导电性，所述原纸面层2背对所述原纸基层1的一面为第一曲面，所述原纸底层3背对所述原纸基层1的一面为第二曲面，所述第一曲面和第二曲面的横截面为正弦波形或者锯齿形或者方波形，这种结构设计能够增加所述可导电绝缘纸吸附静电的面积，从而减小导电纸单位面积上的静电量，防止导电纸被静电击穿。
如图1所示，所述第一曲面和第二曲面的横截面为正弦波形，所述正弦波包括波峰和波谷，所有所述波峰位于第一平面上，所有所述波谷位于第二平面上，相邻两个所述波峰之间的距离大于所述第一平面到第二平面之间的距离。优选的，相邻两个所述波峰之间的距离值为所述第一平面到第二平面之间的距离值的四倍。如图2所示，所述第一曲面和第二曲面的横截面为方波形，所述方波的波长大于所述方波的振幅。这种结构设计能够在保证导电纸的平整度的前提下，增大可导电纸与电子器件的接触面积。
本发明还提供一种采用所述导电纸制成的导电带，所述导电带的宽度为20mm-50mm，电导率为0.1-10s/m，纵向拉伸强度为40-250N/cm，纵向抗撕裂强度为10-70N。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于间位芳纶的导电纸及其导电带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)将间位芳纶短纤维和间位芳纶浆粕在水中混合，水中加入导电高分子材料，使间位芳纶短纤维和间位芳纶浆粕的表面都涂上所述导电高分子材料；
b)采用斜网成形器对所述混合液进行湿法抄造处理，制成原纸；
c)将所述原纸进行压光形成导电纸，压光温度大于等于间位芳纶的玻璃化转变温度；
所述导电纸包括采用所述间位芳纶短纤维和所述间位芳纶浆粕制成的原纸基层、原纸面层和原纸底层，所述原纸面层、原纸基层和原纸底层一次性热压复合，所述原纸面层、原纸基层和原纸底层中均匀分布有所述导电高分子材料；所述原纸面层背对所述原纸基层的一面为第一曲面，所述原纸底层背对所述原纸基层的一面为第二曲面，所述第一曲面和第二曲面的横截面为正弦波形或者锯齿形或者方波形；
所述原纸基层的厚度大于所述原纸面层的厚度，所述原纸基层的厚度大于所述原纸底层的厚度，所述原纸基层的定量为15-100g/m2，所述原纸面层和原纸底层的定量为10-45g/m2。
所述第一曲面和第二曲面的横截面为正弦波形时，所述正弦波包括波峰和波谷，所有所述波峰位于第一平面上，所有所述波谷位于第二平面上，相邻两个所述波峰之间的距离大于所述第一平面到第二平面之间的距离；
所述第一曲面和第二曲面的横截面为方波形时，所述方波的波长大于所述方波的振幅。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电高分子材料为无机导电颗粒或者有机高分子材料。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有机高分子材料为聚乙撑二氧噻吩、聚苯乙烯磺酸、聚苯基乙炔和聚苯胺中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述压光温度为270℃至290℃。
5.如权利要求1所述的制备方法，，其特征在于，在所述导电纸中，所述间位芳纶短纤维的含量为20wt％-80wt％，所述间位芳纶浆粕的含量为15wt％-75wt％，所述导电高分子材料的含量为0.1wt％-5wt％。
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