CN107653735A - 一种芳纶纸及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种芳纶纸的制备方法，包括以下步骤：将含有抗氧化剂的30‑70wt％的芳纶沉析纤维和30‑70wt％的芳纶短切纤维混合抄造形成原纸，然后将所得的原纸进行热压处理，其中两个压辊一个为软辊，另外一个为热硬辊，其中抗氧化剂为铋类金属氧化物或铋类氢氧化物，热处理采用高温负压抽真空的压光技术对原纸进行压光，其中软辊的表面有很多圆形凸起。抗氧化剂的加入，避免了造纸过程中，纸张氧化而发黄，超短纤维的加入，不仅可以提高纤维在水中的分散，而且在抄纸过程中能填补纸张内的一些稍大的空隙，热压过程中，软辊表面的小凸起挤压，有利于纸张内部水蒸气排出。

Description

一种芳纶纸及其制备方法
技术领域
本发明涉及绝缘纸领域，更确切地说是一种芳纶纸及其制备方法。
背景技术
间位芳纶，英文名称为Poly(m-phenylene isophthalamide)fiber(简称：PMIA)，在分子链中含有至少85％以上的酰胺键(-CO-NH-)的芳香族聚酰胺纤维，具有优良的力学性能、耐热性能、耐焰性、稳定的化学性、及良好的柔软性和纺织加工性。
传统的间位芳纶纸是由芳纶沉析纤维和短切纤维按照一定的配比混合湿法抄造而成原纸，接着进行高温高压的压光技术对原纸进行热处理而制备的，比如中国专利公开号为CN104818647A公开了一种生产间位芳纶纸的方法，具体是纯的间位芳纶沉析纤维和单一长度的间位芳纶短切纤维混合抄造而成，其解决分散问题主要采用超声波分散技术，但是采用超声波分散技术，由于超声波的电磁波振动比较弱，仅可以分散少量的纤维分散液，很难实现工业大生产的需要。
公开号为CN105603802A公开了一种高平滑度的间位芳纶纸的制备，具体是将纯的间位芳纶沉析纤维筛选出长度大于等于100目的浆料A和小于100目的浆料B，将A和粗间位芳纶短切纤维混合分散，抄造得到芯层湿纸，将B和超细间位芳纶短切纤维混合分散，抄造得到面层湿纸，然后复合压榨，得到原纸，然后进行热压处理，制得高平滑的间位绝缘纸，不但工艺过程复杂，由于间位芳纶沉析纤维的特殊纤维，单根的粗细不同，很难筛选，而且在复合压榨时，湿纸的拉伸强度很差，很容易断裂，从而影响复合。这两篇专利的热处理过程均是在空气中，采用高温高压的压光技术制成的，纸张表面很容易变黄，而且均是采用的硬压光，压辊的表面是平滑的，不利于纸张内部水蒸气的排出，容易产生气泡等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种芳纶纸及其制备方法，其可以解决现有技术中热处理过程均是在空气中进行，容易被氧化，而使纸张表面发黄，出现白斑，气泡或黑斑等纸病的缺点。
本发明采用以下技术方案：
一种芳纶纸的制备方法，包括以下步骤：
将含有抗氧化剂的30-70wt％的芳纶沉析纤维和30-70wt％的芳纶短切纤维混合抄造形成原纸，然后将所得的原纸进行热压处理，其中两个压辊一个为软辊，另外一个为热硬辊，其中抗氧化剂为铋类金属氧化物或铋类氢氧化物，热处理采用高温负压抽真空的压光技术对原纸进行压光，其中软辊的表面有很多圆形凸起。
含有抗氧化剂的30-70wt％的芳纶沉析纤维通过以下方法制备得到：抗氧化剂直接加入到芳纶聚合液内，搅拌均匀后，加入沉析剂水和甘油的一种或两种，继续搅拌，形成芳纶沉析纤维。
抗氧化剂的含量为芳纶沉析纤维的1-2wt％。
沉析纤维中可含有涤纶沉析纤维，芳砜纶沉析纤维，保德纶沉析纤维或聚酰亚胺沉析纤维的一种或两种。
短切纤维包括长度0.8-2mm的芳纶超短纤维，这些超短纤维中还可以包含涤纶，芳砜纶，保德纶或者聚酰亚胺和长度为8-12mm的芳纶短切纤维，这些短切纤维中还可以包含涤纶，芳砜纶，保德纶或者聚酰亚胺。
长度0.8-2mm的超短纤维和长度为8-12mm的短切纤维的含量分别为20-30wt％和70-80wt％。
热处理时，硬辊为加热辊，温度是280至320度，负压力为-0.4至-0.1MPa。
软辊表面的圆形小凸起的直径为0.002-2mm，圆形小凸起的间距为0.005-1mm。
软辊表面的圆形凸起的直径为0.01-1mm，间距为0.01-0.08mm。
一种芳纶纸，其通过上述的制备方法的制备得到。
本发明的优点是：铋是抗磁性金属，具有低的热导率和高的稳定性，因此导电导热性较差，含铋的氧化物主要应用在玻璃和电子陶瓷中，氢氧化物在汽车电泳涂装用环氧体系阴极电沉淀涂料、铋盐的制造等领域中有很好的应用前景，在间位芳纶绝缘纸经过高温热压时，分解成氧化铋和水，其中的水在热压过程中对间位芳纶纸起到热塑化作用，使纸张表面变得光滑而有光泽，因此铋作为抗氧化剂的加入，避免了造纸过程中，纸张氧化而发黄，而且可以填补热压过程中产生的小空隙，提高纸张的耐压强度，降低纸张的电击穿薄弱点，两种或多种不同的沉析纤维，不仅有利于沉析纤维在水中的分散，而且提高纸张的耐高温性，两种长度不同的两种或多种短切纤维，有利于短切纤维在水中的分散，而且超短纤维在抄纸过程中能填补纸张内的一些稍大的空隙，稍长的短切纤维可以提高纸张的抗张强度和撕裂度。热压过程中，高温有利于纸张内水分的挥发，软辊表面的小凸起挤压，有利于纸张内部水蒸气排出，负压抽真空，有利于将排出的水蒸气抽离纸张表面，保持纸张的含水量，从而制备出高平滑度的纸张。
具体实施方式
下面进一步阐述本发明的具体实施方式：
实施例1
将含有抗氧化剂1wt％的间位芳纶沉析纤维和芳砜纶沉析纤维分散在水中，然后将长度为0.8mm间位芳纶超短纤维和芳砜纶超短纤维及长度为8mm的间位芳纶短切纤维，其中超短纤维占整个短切纤维的20wt％，后者为80wt％，混合均匀后在水中分散，接着两种分散液按照30wt％的沉析纤维与70wt％的短切纤维进行混合，将混合液进行斜网湿法混抄，压榨，烘干，制备成原纸，对原纸进行热处理，具体是在上辊为带有直径为0.01mm的小圆凸起的软辊，下辊为加热的硬辊，在抽真空的条件下，当温度为320度，负压力为-0.1MPa对原纸进行热处理，从而制得定量为40g/m2，厚度为52um的芳纶纸，对纸张进行性能测试，可知纸张的抗张强度纵向为40N/cm，横向为16N/cm，撕裂度纵向为0.7N，横向为1.1N，耐压强度为15KV/mm，电击穿薄弱点的个数小于等于3个/1000m，平滑度为56s。
实施例2
将含有抗氧化剂1.5wt％的间位芳纶沉析纤维和芳砜纶沉析纤维分散在水中，然后将长度为1.5mm间位芳纶超短纤维和芳砜纶超短纤维及长度10mm的间位芳纶纤维，其中超短纤维占整个短切纤维的25wt％，后者为75wt％，混合均匀后在水中分散，接着两种分散液按照50wt％的沉析纤维和50wt％的短切纤维进行混合，将混合液进行斜网湿法抄造，压榨，烘干，制备成原纸，对原纸进行热处理，具体是在上辊为带有直径为0.05mm的小圆凸起的软辊，下辊为加热的硬辊，在抽真空的条件下，当温度为300度，负压力为-0.25MPa对原纸进行热处理，从而制得定量为41g/m2，厚度为52um的芳纶纸，对纸张进行性能测试，可知纸张的抗张强度纵向为42N/cm，横向为18N/cm，撕裂度纵向为0.7N，横向为1.2N，耐压强度为18KV/mm，电击穿薄弱点的个数小于等于1个/1000m，平滑度为68s。
实施例3
将含有抗氧化剂2wt％的间位芳纶沉析纤维和芳砜纶沉析纤维分散在水中，然后将长度为2mm间位芳纶超短纤维和芳砜纶超短纤维及和长度12mm的间位芳纶短切纤维，其中超短纤维前者占整个短切纤维的30wt％，后者为70wt％，混合均匀后在水中分散，接着两种分散液按照70wt％的沉析纤维和30wt％的短切纤维进行混合，将混合液进行斜网湿法抄造，压榨，烘干，制备成原纸，对原纸进行热处理，具体是在上辊为带有直径为1mm的小圆凸起的软辊，下辊为加热的硬辊，在抽真空的条件下，当温度为280度，负压力为-0.4MPa对原纸进行热处理，从而制得定量为40g/m2，厚度为51um的芳纶纸，对纸张进行性能测试，可知纸张的抗张强度纵向为38N/cm，横向为15N/cm，撕裂度纵向为0.5N，横向为1.0N，耐压强度为20KV/mm，电击穿薄弱点的个数小于等于4个/1000m，平滑度为60s。
纸张定量参照GB/T451.2-2002，厚度参照GB/T451.3-2002，抗张强度参照GB/T12914-2008，撕裂度参照GB/T455-2002，耐压强度参照GB/T1408.1-2006，纸张平滑度参照GB/T456-2002。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种芳纶纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将含有抗氧化剂的30-70wt％的芳纶沉析纤维和30-70wt％的芳纶短切纤维混合抄造形成原纸，然后将所得的原纸进行热压处理，其中两个压辊一个为软辊，另外一个为热硬辊，其中抗氧化剂为铋类金属氧化物或铋类氢氧化物，热处理采用高温负压抽真空的压光技术对原纸进行压光，其中软辊的表面有很多圆形凸起。
2.根据权利要求1所述的芳纶纸的制备方法，其特征在于，含有抗氧化剂的30-70wt％的芳纶沉析纤维通过以下方法制备得到：抗氧化剂直接加入到芳纶聚合液内，搅拌均匀后，加入沉析剂水和甘油的一种或两种，继续搅拌，形成芳纶沉析纤维。
3.根据权利要求2所述的芳纶沉析纤维的制备方法，其特征在于，抗氧化剂的含量为芳纶沉析纤维的1-2wt％。
4.根据权利要求3所述的制备的芳纶沉析纤维，其特征在于，沉析纤维中可含有涤纶沉析纤维，芳砜纶沉析纤维，保德纶沉析纤维或聚酰亚胺沉析纤维的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的芳纶纸的制备方法，其特征在于，短切纤维包括长度0.8-2mm的芳纶超短纤维和长度为8-12mm的芳纶短切纤维。
6.根据权利要求1所述的芳纶纸的制备方法，其特征在于，超短纤维中还包含涤纶，芳砜纶，保德纶或者聚酰亚胺纤维，短切纤维中还包含涤纶，芳砜纶，保德纶或者聚酰亚胺纤维。
7.根据权利要求5所述的芳纶纸的制备方法，其特征在于，长度0.8-2mm的超短纤维和长度为8-12mm的短切纤维的含量分别为20-30wt％和70-80wt％。
8.根据权利要求5所述的芳纶纸的制备方法，其特征在于，热处理时，硬辊为加热辊，温度是280至320度，负压力为-0.4至-0.1MPa。
9.根据权利要求5所述的芳纶纸的制备方法，其特征在于，软辊表面的圆形小凸起的直径为0.002-2mm，圆形小凸起的间距为0.005-1mm。
10.根据权利要求8所述的芳纶纸的制备方法，其特征在于，软辊表面的圆形凸起的直径为0.01-1mm，间距为0.01-0.08mm。
11.一种芳纶纸，其通过如权利要求1至9中任意一项所述的制备方法的制备得到。
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