CN105332322A - 一种塑化碳纸的软化处理方法及其制备的软化复合导电碳纸 - Google Patents

一种塑化碳纸的软化处理方法及其制备的软化复合导电碳纸 Download PDF

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Abstract

本发明属于导电材料制作技术领域，为了解决现有导电纸厚度大、硬度大、撕裂强度低，容易撕裂，使用寿命降低，导电性能受到影响等问题，提供了一种塑化碳纸的软化处理方法及其制备的软化复合导电碳纸。湿法成型制备导电纸，制备憎水SBR丁苯胶乳，丁苯胶乳塑化导电纸。方法简单，利于工业化生产；超薄疏松软化，且撕裂强度高，增加了其使用寿命；导热均匀，功率稳定，导电性能稳定，温度保持稳定，能够对室内均匀加温。价格低、使用寿命长、耗电量低，且产品防水、阻燃，占用空间小，可随意卷绕，可制作一类隐形加热的墙面、地面、家具，和需要保温的工程中；属于节能、环保、安全、易维护的新一代电加热产品，运输方便，节省运输费用，且经久耐用。

Description

一种塑化碳纸的软化处理方法及其制备的软化复合导电碳纸
技术领域
本发明属于导电材料制作技术领域，具体涉及一种塑化碳纸的软化处理方法及其制备的软化复合导电碳纸。
背景技术
导电纸是一种具有导电性的功能纸，可广泛用于防静电包装，电磁屏蔽，面状发热、耐热阻燃、新能源、电化学、生物医学等材料。碳纤维导电纸是将碳纤维和其他纤维或者粉末材料在溶剂中充分分散，抄成纸张烘干而得到。为了使纤维之间交织得更充分，通常要加入有机化合物，如聚乙烯醇、聚亚酰胺等粘合剂和阳离子补强剂，以增加纤维之间的结合力；同时碳纤维的含量也可以在很宽的范围内调节。碳纤维导电纸及其复合材料目前在军事和民用工业上得到了很多可喜的成绩，其制造方法主要为湿法成型和干法成型。湿法成型的主要技术手段是将碳纤维和纸基纤维在溶液中充分分散，抄成纸张，烘干而得。为了使纤维之间交织得更充分，通常要加入有机化合物，如聚乙烯醇、聚亚酰胺等粘合剂和阳离子补强剂。干法成型是采用空气作为碳纤维的载体，在成型网上形成纤维薄层，再喷涂粘合剂粘合成纸，使导电碳纤维之间互相搭接，制得的一种质地均匀、厚度可控并且形成导电网络的特殊造纸方法。由于是粘合成纸，纸面撕裂强度低，易起皱。
申请号为201420723283.8名称为《一种塑化碳纸》的实用新型专利，公开了一种塑化碳纸。包括浸润有憎水型粘贴乳胶的导电碳纸，导电碳纸底部通过底部热熔网胶膜固定底部高强度绝缘热熔复合胶膜，导电碳纸顶部通过顶部热熔网胶膜固定有顶部高强度绝缘热熔复合胶膜，顶部热熔网胶膜与高强度绝缘热熔复合胶膜之间固定电极截留条。所制备的超薄电加热元件具有超薄、可卷曲，可方便粘贴和复合在墙壁上，平面的器具，复合在木地板中间进行复合使之形成一种自加热复合型底板。可随便制作一类隐形加热的墙面、地面、家具，和需要保温的工程中；属节能、环保、安全、易维护的电加热产品。但是该种塑化碳纸的撕裂强度低，且成型后较厚、硬度大，导致其易撕裂，使用寿命降低。
丁苯胶乳是以丁二烯和苯乙烯经低温聚合而成的稳定乳液。根据苯乙烯含量、乳化剂和聚合温度等的不同，而有多种品种，其性能和用途也不同。SBR丁苯胶乳沥青改性剂是根据改性沥青、改性乳化沥青的特性专门研制开发的。在公路工程中，广泛用于制备各种喷洒型、拌合型用的改性乳化沥青，以及高等级路面，桥面等道路工程的微表处、稀浆封层、粘层油的沥青改性和屋面、地下洞库等防水工程材料的改性。
发明内容
本发明为了解决现有导电纸厚度大、硬度大、撕裂强度低，容易撕裂，使用寿命降低，导电性能受到影响等问题，提供了一种塑化碳纸的软化处理方法及其制备的软化复合导电碳纸。
本发明由如下技术方案实现的：一种塑化导电纸的塑化处理方法，包括如下步骤：
（1）湿法成型制备导电纸：将纯木纸浆和纯木纸浆重量5-30%的碳纤维在水中充分分散，抄成纸张，烘干获得导电纸；抄成纸张，烘干获得导电纸；
（2）制备憎水SBR丁苯胶乳：按所制备SBR丁苯胶乳的总重量为100%计，将30-50%丁二烯、15-25%苯乙烯、20-30%丙烯酸和10-20%甲基丙烯酸混合，制备成憎水SBR丁苯胶乳；
（3）塑化导电纸：步骤（2）制备好的憎水SBR丁苯胶乳按照胶水比为1:6与水混合均匀，然后将混合胶水溶液喷施于步骤（1）中制备好的导电纸上，自然晾干即可。
步骤（1）中所制备的导电纸厚度为50-60g/m2。步骤（2）中所述憎水SBR丁苯胶乳按下列配比的原料制备：按所制备憎水SBR丁苯胶乳的总重量为100%计，40%丁二烯、20%苯乙烯、25%丙烯酸和15%甲基丙烯酸混合制备而成。步骤（3）中所述混合胶水溶液的喷施量为1公斤混合叫水溶液喷施2.5-3.5m2导电纸。
利用上述一种塑化导电纸的塑化处理方法制备的软化复合导电碳纸，包括塑化导电纸，塑化导电纸两端对称固定电极截留条，塑化导电纸顶部和底部分别固定有耐高温防水胶膜。
本发明所制备的导电纸厚度为50-60g/m2，薄且松软多孔，造纸时可以降低40-50%的抄纸机托辊压力；憎水SBR丁苯胶乳喷涂导电纸，由于选用纸张松软多孔，憎水SBR丁苯胶乳能够更好的浸润纸张，使得纸基纤维能够全部浸润塑化，且进一步疏松软化纸张。制备好的软化复合导电碳纸，由于制备的憎水SBR丁苯胶乳强度高，将其均匀的浸润纸张，封闭纸张孔洞，由于丁苯胶乳的黏性，使得导电碳纸的撕裂强度增高，纸张的强度可以提高15-20倍，因此所制备的导电碳纸难以撕裂，增加了其使用寿命。塑化导电纸表面部固定有耐高温防水胶膜，使得导电碳纸达到了防水防潮的特殊功能。由于丁苯胶乳和碳纤维均匀分散与纸张中，使得导电碳纸的导热均匀，功率稳定，导电性能稳定，温度可以保持在30-100℃，温度保持稳定。由于制备的憎水SBR丁苯胶乳属于不可逆性质的胶乳，因此导电纸张固化后，再次浸入水中不烂，胶不能溶于水中，进一步提高了所制备的塑化导电碳纸的抗撕裂强度和防水功能，从而提高了塑化导电碳纸的使用寿命。
与现有导电纸相比，本发明制作方法简单，利于工业化生产；所制备的导电碳纸超薄疏松软化，且撕裂强度高，增加了其使用寿命；导热均匀，功率稳定，导电性能稳定，温度保持稳定，能够对室内均匀加温，避免了传统对流采暖方式产生的干燥和闷热，不会因气流引起室内浮尘，也没有空调供暖产生的噪音污染。作为独立的电加热原件使用，同地暖、水暖、空调等传统的采暖设施相比，价格低、使用寿命长、耗电量低，且产品防水、阻燃，占用空间小，实现了“大面积低温辐射热”。由于柔软且抗撕裂，因此可随意卷绕，可方便粘贴和复合在墙壁上，平面的器具，复合在木地板中间进行复合使之形成一种自加热复合型底板。同时可以随便的制作一类隐形加热的墙面、地面、家具，和需要保温的工程中；属于节能、环保、安全、易维护的新一代电加热产品。运输方便，节省运输费用，且经久耐用。
具体实施方式
实施例1：一种塑化导电纸的塑化处理方法，包括如下步骤：
（1）湿法成型制备导电纸：将纯木纸浆和纯木纸浆重量5%的碳纤维在水中充分分散，抄成纸张，烘干获得导电纸；
（2）制备憎水SBR丁苯胶乳：按所制备丁苯胶乳的总重量为100%计，40%丁二烯、20%苯乙烯、25%丙烯酸和15%甲基丙烯酸混合制备而成；
（3）塑化导电纸：步骤（2）制备好的憎水SBR丁苯胶乳按照胶水比为1:6与水混合均匀，然后将混合胶水溶液喷施于步骤（1）中制备好的导电纸上，自然晾干即可。
步骤（1）中所制备的导电纸厚度为50g/m2。步骤（3）中所述混合胶水溶液的喷施量为1公斤混合叫水溶液喷施2.5m2导电纸。
利用上述一种塑化导电纸的塑化处理方法制备的软化复合导电碳纸，包括塑化导电纸，塑化导电纸两端对称固定电极截留条，塑化导电纸顶部和底部分别固定有耐高温防水胶膜。
本发明所制备的导电纸厚度为50g/m2，薄且松软多孔，造纸时可以降低40%的抄纸机托辊压力；丁苯胶乳喷涂导电纸，由于选用纸张松软多孔，丁苯胶乳能够更好的浸润纸张，使得纸基纤维能够全部浸润塑化，且进一步疏松软化纸张。制备好的软化复合导电碳纸，由于制备的丁苯胶乳强度高，将其均匀的浸润纸张，封闭纸张孔洞，由于丁苯胶乳的黏性，使得导电碳纸的撕裂强度增高，纸张的强度可以提高20倍，因此所制备的导电碳纸难以撕裂，增加了其使用寿命。塑化导电纸表面部固定有耐高温防水胶膜，使得导电碳纸达到了防水防潮的特殊功能。由于丁苯胶乳和碳纤维均匀分散与纸张中，使得导电碳纸的导热均匀，功率稳定，导电性能稳定，温度可以保持在30-100℃，温度保持稳定。
实施例2：一种塑化导电纸的塑化处理方法，包括如下步骤：
（1）湿法成型制备导电纸：将纯木纸浆和纯木纸浆重量15%的碳纤维在水中充分分散，抄成纸张，烘干获得导电纸；
（2）制备憎水SBR丁苯胶乳：按所制备憎水SBR丁苯胶乳的总重量为100%计，将30%丁二烯、25%苯乙烯、30%丙烯酸和15%甲基丙烯酸混合，制备成憎水SBR丁苯胶乳；
（3）塑化导电纸：步骤（2）制备好的憎水SBR丁苯胶乳按照胶水比为1:6与水混合均匀，然后将混合胶水溶液喷施于步骤（1）中制备好的导电纸上，自然晾干即可。
步骤（1）中所制备的导电纸厚度为55g/m2。步骤（3）中所述混合胶水溶液的喷施量为1公斤混合叫水溶液喷施3.0m2导电纸。
利用上述一种塑化导电纸的塑化处理方法制备的软化复合导电碳纸，包括塑化导电纸，塑化导电纸两端对称固定电极截留条，塑化导电纸顶部和底部分别固定有耐高温防水胶膜。
本发明所制备的导电纸厚度为55g/m2，薄且松软多孔，造纸时可以降低45%的抄纸机托辊压力；丁苯胶乳喷涂导电纸，由于选用纸张松软多孔，丁苯胶乳能够更好的浸润纸张，使得纸基纤维能够全部浸润塑化，且进一步疏松软化纸张。制备好的软化复合导电碳纸，由于制备的丁苯胶乳强度高，将其均匀的浸润纸张，封闭纸张孔洞，由于丁苯胶乳的黏性，使得导电碳纸的撕裂强度增高，纸张的强度可以提高15倍，因此所制备的导电碳纸难以撕裂，增加了其使用寿命。塑化导电纸表面部固定有耐高温防水胶膜，使得导电碳纸达到了防水防潮的特殊功能。由于丁苯胶乳和碳纤维均匀分散与纸张中，使得导电碳纸的导热均匀，功率稳定，导电性能稳定，温度可以保持在30-100℃，温度保持稳定。
实施例3：一种塑化导电纸的塑化处理方法，包括如下步骤：
（1）湿法成型制备导电纸：将纯木纸浆和纯木纸浆重量25%的碳纤维在水中充分分散，抄成纸张，烘干获得导电纸；
（2）制备憎水SBR丁苯胶乳：按所制备憎水SBR丁苯胶乳的总重量为100%计，将50%丁二烯、15%苯乙烯、25%丙烯酸和10%甲基丙烯酸混合，制备成憎水SBR丁苯胶乳；
（3）塑化导电纸：步骤（2）制备好的憎水SBR丁苯胶乳按照胶水比为1:6与水混合均匀，然后将混合胶水溶液喷施于步骤（1）中制备好的导电纸上，自然晾干即可。
步骤（1）中所制备的导电纸厚度为60g/m2。步骤（3）中所述混合胶水溶液的喷施量为1公斤混合叫水溶液喷施3.0m2导电纸。
利用上述一种塑化导电纸的塑化处理方法制备的软化复合导电碳纸，包括塑化导电纸，塑化导电纸两端对称固定电极截留条，塑化导电纸顶部和底部分别固定有耐高温防水胶膜。
本发明所制备的导电纸厚度为60g/m2，薄且松软多孔，造纸时可以降低48%的抄纸机托辊压力；丁苯胶乳喷涂导电纸，由于选用纸张松软多孔，丁苯胶乳能够更好的浸润纸张，使得纸基纤维能够全部浸润塑化，且进一步疏松软化纸张。制备好的软化复合导电碳纸，由于制备的丁苯胶乳强度高，将其均匀的浸润纸张，封闭纸张孔洞，由于丁苯胶乳的黏性，使得导电碳纸的撕裂强度增高，纸张的强度可以提高18倍，因此所制备的导电碳纸难以撕裂，增加了其使用寿命。塑化导电纸表面部固定有耐高温防水胶膜，使得导电碳纸达到了防水防潮的特殊功能。由于丁苯胶乳和碳纤维均匀分散与纸张中，使得导电碳纸的导热均匀，功率稳定，导电性能稳定，温度可以保持在30-100℃，温度保持稳定。
实施例4：一种塑化导电纸的塑化处理方法，包括如下步骤：
（1）湿法成型制备导电纸：将纯木纸浆和纯木纸浆重量30%的碳纤维在水中充分分散，抄成纸张，烘干获得导电纸；
（2）制备憎水SBR丁苯胶乳：按所制备憎水SBR丁苯胶乳的总重量为100%计，将45%丁二烯、15%苯乙烯、20%丙烯酸和20%甲基丙烯酸混合，制备成憎水SBR丁苯胶乳；
（3）塑化导电纸：步骤（2）制备好的憎水SBR丁苯胶乳按照胶水比为1:6与水混合均匀，然后将混合胶水溶液喷施于步骤（1）中制备好的导电纸上，自然晾干即可。
步骤（1）中所制备的导电纸厚度为55g/m2。步骤（3）中所述混合胶水溶液的喷施量为1公斤混合叫水溶液喷施3.5m2导电纸。
利用上述一种塑化导电纸的塑化处理方法制备的软化复合导电碳纸，包括塑化导电纸，塑化导电纸两端对称固定电极截留条，塑化导电纸顶部和底部分别固定有耐高温防水胶膜。
本发明所制备的导电纸厚度为55g/m2，薄且松软多孔，造纸时可以降低50%的抄纸机托辊压力；丁苯胶乳喷涂导电纸，由于选用纸张松软多孔，丁苯胶乳能够更好的浸润纸张，使得纸基纤维能够全部浸润塑化，且进一步疏松软化纸张。制备好的软化复合导电碳纸，由于制备的丁苯胶乳强度高，将其均匀的浸润纸张，封闭纸张孔洞，由于丁苯胶乳的黏性，使得导电碳纸的撕裂强度增高，纸张的强度可以提高20倍，因此所制备的导电碳纸难以撕裂，增加了其使用寿命。塑化导电纸表面部固定有耐高温防水胶膜，使得导电碳纸达到了防水防潮的特殊功能。由于丁苯胶乳和碳纤维均匀分散与纸张中，使得导电碳纸的导热均匀，功率稳定，导电性能稳定，温度可以保持在30-100℃，温度保持稳定。

Claims (5)

1.一种塑化导电纸的塑化处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）湿法成型制备导电纸：将纯木纸浆和纯木纸浆重量5-30%的碳纤维在水中充分分散，抄成纸张，烘干获得导电纸；
（2）制备憎水SBR丁苯胶乳：按所制备憎水SBR丁苯胶乳的总重量为100%计，将30-50%丁二烯、15-25%苯乙烯、20-30%丙烯酸和10-20%甲基丙烯酸混合，制备成憎水SBR丁苯胶乳；
（3）塑化导电纸：步骤（2）制备好的憎水SBR丁苯胶乳按照胶水比为1:6与水混合均匀，然后将混合胶水溶液喷施于步骤（1）中制备好的导电纸上，自然晾干即可。
2.根据权利要求1所述的一种塑化导电纸的塑化处理方法，其特征在于：步骤（1）中所制备的导电纸厚度为50-60g/m2。
3.根据权利要求1所述的一种塑化导电纸的塑化处理方法，其特征在于：步骤（2）中所述憎水SBR丁苯胶乳按下列配比的原料制备：按所制备憎水SBR丁苯胶乳的总重量为100%计，40%丁二烯、20%苯乙烯、25%丙烯酸和15%甲基丙烯酸混合制备而成。
4.根据权利要求1所述的一种塑化导电纸的塑化处理方法，其特征在于：步骤（3）中所述混合胶水溶液的喷施量为1公斤混合叫水溶液喷施2.5-3.5m2导电纸。
5.利用权利要求1至3所述一种塑化导电纸的塑化处理方法制备的软化复合导电碳纸，其特征在于：包括塑化导电纸，塑化导电纸两端对称固定电极截留条，塑化导电纸表面固定有耐高温防水胶膜。
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