专利名称：芳纶纤维复合片材的制造方法
技术领域：
本发明属于合成纤维纸领域，特别涉及一种芳纶纤维复合片材的 制造方法。
背景技术：
芳纶纸有很高的拉伸强度、阻燃、膨胀系数低、耐腐蚀和优异的 绝缘性能。但由于熔点与分解温度接近，不能用熔融挤出或加热模压 的方法进行加工。因此制造片材需要加其它黏合剂或热塑性材料进行
复合。自聚间苯二甲酰间苯二胺纸(Nomex纸)问世以来，有大量的 相关专利发表(美国专利3756908、 5667900)，其制造方法都是以聚 间苯二甲酰间苯二胺短纤维、浆粕为结构纤维；以聚间苯二甲酰间苯 二胺树脂做成的沉析纤维为粘结剂进行生产。由于这种短纤维、浆粕、 沉析纤维是憎水的，在水中很难分散均匀，抄出纸的匀度很难达到要 求。更重要的是这种纸无明显的熔点，熔点接近分解温度，无法通过 加热层压的方法制成薄的片材使用，满足不了日益发展的电子、电器 工业的需要。
在美国专利5948543中公开了使用树脂做粘结剂，将聚对苯二甲 酰对苯二胺纤维和聚间苯二甲酰间苯二胺芳纶纤维粘结制成芳纶非 织造物的层压材料。
在中国发明专利申请公开说明书中(申请号200380100809.1)
中，公开了在两层芳纶纸中夹一层聚酯薄膜，通过热压生产片材的方 法。由于聚酯薄膜和芳纶纸之间的粘合性能差(因芳纶纸的表面能太 低，不利与其它材料粘合)需采用特殊的热合技术才能达到使用要求。
如将聚酯薄膜做成三层，外层用与芳纶亲合性较大的聚酯，内层用力 学性能较好而亲和性较差的聚酯做成。而且在生产片材时，需先生产 出芳纶纸后再与聚脂薄膜复合，然后通过热压成片材。显然，这样做 不仅增加了工序也增加了成本。
鉴于现有技术的如上缺点，本发明的目的是研究一种芳纶纤维复 合片材的制造方法，使之具有工艺简便，生产成本较低的特点。
发明内容
芳纶纤维复合片材的制造方法，采用如下的步骤
1)毛坯纸纸中含有芳纶纤维50-80重量份，热塑性黏结
纤维20-50重量份。芳纶纤维切成短纤维后，按0. 01%-0. 1%重量浓度 在水力疏解机中疏解制成浆液(A)，将热塑性黏结纤维按0. 01%-0. 1% 重量浓度在水力疏解机中疏解制成浆液(B);将浆液(A)、 (B)按所 述重量份加入到配浆釜中，加入适当的常规分散剂和增稠剂调制得到 纸浆，将配好后的浆液在通用的造纸机上抄造成形，脱水，预干燥， 预干燥后的纸坯从烘道中通过制得毛坯纸纸；2)将1)得到的毛坯 纸引入到烘道中加热到热塑性黏结纤维的熔点以上20-5(TC，将两层 或两层以上的基材纸重叠起来进一步在热扎机上加压热合；将热合后 的纸引入到骤冷辊中冷却；再经压光、切边、整形、收巻得到成品片 材。
采用本发明的方法，直接用芳纶纤维和聚酯(或聚苯硫醚)纤维 为原料，通过湿法造纸工艺抄造芳纶/聚酯(或聚苯硫醚)纤维毛纸。 造纸前，将这两种短纤维分别分散在水中，进行机械叩解和研磨使纤 维原纤化，然后按比例在配浆釜中混合均匀。抄纸时，两种原纤化的 纤维无序地交织在一起，毛坯纸经热压后，聚酯纤维熔融将芳纶纤维 黏结在一起，从根本上解决了芳纶纤维和聚酯纤维黏结不良的问题。 既避免了在芳纶纤维和聚酯纤维在复合时需要使用其它的黏合剂，也 简化了制造工艺。产品片材不仅具有高强度、耐高温、耐腐蚀、吸潮 率低、绝缘性能良好、高伸长等优点，而且生产工艺简单，生产成本 低，在市场上更具竞争力。
图1为本发明片材生产流程示意图
具体实施例方式
本发明使用的芳纶纤维不限于聚间苯二甲酰间苯二胺纤维。可以 采用聚对苯二甲酰对苯二胺纤维或芳杂环改性芳纶纤维。
为了进一步提高片材的绝缘性能，可对本发明的合成片材进行表 面处理。表面处理剂可以是溶剂型的芳纶树脂溶液，也可以是水溶性
的有机硅的水乳胶。优选的表面处理剂是有机硅处理剂GW-2。
在配浆时，为了增加纤维浆液的稠度和使纤维在水中分布更加均 匀，以及为了使纸坯在定形前保留一定的强度，在配浆时应加入少量 的无机凝胶(SM)和/或高分子量聚氧化乙烯。用量约0.3-0.8%,根 据增稠剂的黏度和纸的特征进行调整。 本发明制备芳纶/聚酯或芳纶/聚苯硫醚毛坯纸的方法与通用的 湿法造纸方法类似。具体做法1)、将聚间苯二甲酰间苯二胺纤维按 0.01-0. W重量浓度梳解，制得浆液A;将聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维
按0. 01-0. 1%重量浓度梳解，制得浆液B。 2)、将桨液A和B在配浆 釜中混合制成纸浆；再将上述纸浆采用常规的造纸方法抄造成形；脱 水、干燥并预热、预压成毛坯纸。此毛坯纸可单独巻绕起来作为半成 品供制作片材使用。
本发明连续制备芳纶/聚酯或芳纶/聚苯硫醚片材的方法如图1所 示。其中1为芳纶/聚酯或芳纶/聚苯硫醚纸巻，2为牵引辊3为高温 烘道，4为热扎辊，5为骤冷辊，6为聚酯薄膜或聚苯硫醚纸(或膜) 巻；也可以是芳纶/聚酯或芳纶/聚苯硫醚纸巻(供制造厚的片材使 用)。当制造芳纶/聚酯片材时，将芳纶/聚酯巻(1、 6)上的复合纸 通过牵引辊予压均匀后送入烘道(3)中，在烘道中将复合纸预热到 聚酯纤维熔点附近(约230-24(TC)，再送入热扎辊中加压热合(温 度约250-260°C，线压力1000-2000N/cm)，然后进入骤冷辊中冷却、 定型，即得到芳纶/聚酯复合片材。 实施例1:
按下述比例配制本实施例特种合成纤维纸的毛胚纸。 聚间苯二甲酰间苯二胺胺纤维70份(重量份) 聚对苯二酸乙二醇脂纤维 30份
上述的聚间苯二甲酰间苯二胺胺纤维的纤度为1.5d、长度6m/m 聚对苯二甲酸乙二醇脂纤维为纤度1. 5d、长度6m/m。
具体的生产方法
分别将聚间苯二甲酰间苯二胺纤维和聚对苯二甲酸乙二醇脂纤
维按0.05W的浓度在水力疏解机中疏解制厂成A、 B液。然后将A、 B 液按在配浆釜中混合均匀后送入稳浆箱中。同时，在稳浆箱中加入5 份高分子量聚氧化乙烯。按常规方法抄纸成型，脱水、干燥后直接收 巻毛坯纸供制造片材使用。按图1所示的方法生产的毛坯纸置于图中 的纸架(1、 6)上。再将毛坯纸通过牵引辊(温度180-200°C，线压 力200N/cm)予压均匀后送入烘道(3)中，在烘道中将毛坯纸预热 到230-240。C后再送入热扎辊中加压热合(温度250-260°C，线压力 3000N/cm)，然后进入骤冷辊中冷却、定型，即得厚度为0. 25-0. 3腿 的片材。
实施例2:将按例1所示的方法生产的毛坯纸置于附图的纸架(1) 上。再将聚苯硫醚纸置于纸架(6)上。将巻(1)上的"毛坯纸" 和纸架(6)上的聚苯硫醚纸通过牵引辊(2)予压(温度190-200°C， 线压力200N/cm)，均匀后送入烘道(3)中，在烘道中将纸预热到 250-26。C后再送入热扎辊中加压热合(温度280-300°C，线压力 3000N/cm)，然后进入骤冷辊中冷却、定型，即厚度为O. 3-0. 35腿的 片材。
实施例3:片材的生产方法基本与实施例l相同。不同处是用聚
苯硫醚纤维代替聚对苯二酸乙二醇酯制成毛坯纸，得到厚度为 0. 3-0. 35mm的片材。
实施例4:将按例3方法生产的毛坯纸置于附图的纸架(1)上。
再将聚酯薄膜(厚度0.7mm)置于纸架(6)上。将巻(1)上的"毛 坯纸"和纸架(6)上的聚酯薄膜通过牵引辊(2)予压(温度180-200 。C，线压力200N/cm)均匀后送入烘道(3)中，在烘道中将纸"预 热到230-240。C后再送入热扎辊中加压热合(温度250-260°C，线压 力3000N/cm)，然后进入骤冷辊中冷却、定型，即厚度为0.3-0. 35mm 的片材。
本发明不限于以上实施方式。制造复合纤维纸及片材时可通过改 变纸的原料配比、纸的层数、不同纸的排列组合方式和热轧工艺参数 生产出不同规格、用途的复合纸和片材。本发明使用的黏结纤维或膜 不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚苯硫醚纤维和它们的膜。可以 是PA66纤维和膜，也可以是PEN(聚萘二酸乙二醇酯)、聚苯乙烯膜。 聚酯纤维可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯 纤维。
权利要求
1一种芳纶纤维复合片材的制造方法，采用如下的步骤制得1)毛坯纸纸中含有芳纶纤维50-80重量份，热塑性黏结纤维20-50重量份；芳纶纤维切成短纤维后，按0.01％-0.1％重量浓度在水力疏解机中疏解制成浆液(A)，将热塑性黏结纤维按0.01％-0.1％重量浓度在水力疏解机中疏解制成浆液(B)；将浆液(A)、(B)按所述重量份加入到配浆釜中，加入适当常规分散剂和增稠剂调制得到纸浆，将配好后的浆液在通用的造纸机上抄造成形，脱水，预干燥。预干燥后的纸坯从烘道中通过制得毛坯纸；2)将1)得到的毛坯纸引入到烘道中加热到热塑性黏结纤维的熔点以上20-50℃，将两层或两层以上的基材纸重叠起来进一步在热扎机上加压热合；将热合后的纸引入到骤冷辊中冷却；再经压光、切边、整形、收卷得到成品片材。
2、 根据权利要求1所述的芳纶纤维复合片材的制造方法，其特征在于在热扎机上加压热合时在两片纸之间可加铺一层热塑性材料薄膜。
3、 根据权利要求1所述的芳纶纤维复合片材的制造方法，其特征在于基材纸中所述的热塑性黏结纤维为聚酯或聚苯硫醚纤维。
4、 根据权利要求2所述的芳纶纤维复合片材的制造方法，其特征在 于所述的热塑性材料薄膜为聚酯或聚苯硫醚薄膜。
5、 根据权利要求3所述的芳纶纤维复合片材的制造方法，其特征在 于，所述的聚酯纤维可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚对苯二甲 酸丁二醇酯纤维。
全文摘要
本发明公开了一种芳纶纤维复合片材的制造方法。特别是采用芳纶/聚酯纸、芳纶/聚苯硫醚纸为原料生产片材的方法。以上述纸为基材，将纸叠加后再在热扎辊上加热、加压制成各种片材。同时也揭示了在上述两层纸中间加聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜或加聚苯硫醚纸或聚苯硫醚膜后，通过热扎成型制造片材的方法。既避免了在芳纶纤维和聚酯纤维在复合时需要使用其它的黏合剂，也简化了制造工艺。产品片材性能良好且生产工艺简单，生产成本低。
文档编号D21H27/30GK101165271SQ20061002208
公开日2008年4月23日 申请日期2006年10月20日 优先权日2006年10月20日
发明者刘文良, 潘育英, 蔡兴明 申请人:四川华通特种工程塑料研究中心有限公司