专利名称：一种制备对位芳纶纸的方法
技术领域：
本发明属于造纸工业和材料工业交叉技术领域，具体涉及一种制备对位芳纶纸的方法。
背景技术：
随着造纸工业的发展，人们对纸张性能的要求越来越高，芳纶纤维因兼有优异的湿加工性能和增强性能而被广泛应用于造纸工业，制造特种纸基材料，应用于特殊领域。对位芳纶纤维，全称为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，英文简称PPTA。芳纶1414纤维是最重要的有机合成纤维之一，具有优异的物理机械性能、热氧稳定性能、阻燃性及优良的电性能等。对位芳纶性能中突出的特点是高强度和高模量。它的强度可达22CN/dt ex以上，是钢强度的3倍，是强度较高的涤纶工业丝的4倍。它的弹性模量高达480CN/dteX，是涤纶工业丝的4-10倍。对位芳纶的热稳定性很好，在150°C时收缩率为零。在高温下仍能保持较高的强度，如在200°C下经历lOOhr，仍能保持原强度的75%，在160°C下经历500hr，仍能保持原强度的95%。在260°C仍可保持原强度的65%.并且它的连续使用温度范围极宽。在_196°C _204°C范围内可长期正常运行。然而对位芳纶纸基材料分子链刚性结构以及纤维表面化学惰性导致其力学性能较差，对位芳纶具有压缩强度和压缩模量较低、耐潮湿和耐紫外辐射性差等缺点，因而会对其纤维所成的纸的性能产生影响，故需要采取一些手段，来增强对位芳纶纤维纸的性能。对位芳纶浆柏(PPT-pulp)是PPTA差别化产品，是一种高度分散性的原纤化的产品，纤维表面产生微纤状毛羽，使得纤维具有很大的分散性和比表面积，使其与酰胺类的复合树脂有很好的亲和性，也能在浆柏的界面与某些树脂形成氢键，可以增强复合效果。对位芳纶纸的制备过程中，目前采用的方法是将对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆柏进行配比抄纸，相对于单纯的对位芳纶短切纤维或对位芳纶浆柏纤维进行抄纸的强度有所提高，但在满足一些更高要求的领域时，还是略显困难，因而需要通过其他的方式来增强芳纶纸的强度。聚酰亚胺树脂具有可溶可熔，并具有耐磨损、耐辐射、阻燃、电绝缘性能好等特点，在260°C下使用寿命可达2000h，即使在热氧气氖下仍可保持室温机械强度的85%，最高使用温度可达300°C。依据不同的生产工艺，可生产出具有不同突出特点的聚酰亚胺树脂，如用苯乙炔封端含奈环的聚酰亚胺树脂具有良好的加工性能和热性能，5%热失重温度在530°C以上，提高其耐温性；含苯炔基侧链的聚酰亚胺树脂，具有优异耐热性能和较高点韧性，5%热失重温度高于550°C，以氰基封端聚酰亚胺树脂的热初始分解温度为540°C以上。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备对位芳纶纸的方法，解决了现有方法制备得到的对位芳纶纤维纸强度、耐温性和介电常数低的问题。本发明所采用的技术方案是，一种制备对位芳纶纸的方法，具体按照以下步骤实施步骤I :将对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆柏纤维分别在槽式打浆机内进行充分的疏解分散和切断；步骤2 :分别在步骤I得到的处理后的对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆柏纤维中加入分散剂聚氧化乙烯；步骤3 :将步骤2得到的处理后的对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆柏纤维混合，在混合纤维中加入丁苯胶乳和阳离子聚丙烯酰胺，制备得到芳纶纤维浆；步骤4 :将步骤3得到的芳纶纤维浆在斜网或圆网纸机上抄造成型，干燥，用经N，N-二甲基乙酰胺溶剂进行稀释的聚酰亚胺树脂溶液进行浸溃，后经热压机热压，得到对位芳纶纸。本发明的特点还在于，其中的步骤2中加入的聚氧化乙烯的量为相对于芳纶纤维质量的O. 01°/Γ16%。其中的步骤3中对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆柏纤维的混合质量比为5 :5、
Io 其中的步骤3中加入的丁苯胶乳的量为相对于芳纶纤维质量的O. 59Γ25%，加入的阳离子聚丙烯酰胺的量为相对于芳纶纤维质量的O. 029Γ18%。其中的步骤4中聚酰亚胺树脂溶液的浓度为1°/Γ8%。其中的步骤4中的浸溃，控制浸溃量为相对芳纶纤维质量的19Γ40%，浸溃时间为Is 120s，温度为室温。其中的步骤4中的热压，温度为240°C 280°C，压力为11 17MPa，热压时间为3 IOmin0本发明的有益效果是，在对位芳纶纤维纸的生产过程中，芳纶纸从纸机上下来之后，在纸页进行热压之前，对芳纶纸页用处理好的聚酰亚胺树脂进行浸溃，可以有效地提高对位芳纶纸页的强度、耐温性和介电常数等。是采用新工艺、新配方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，对推动高新技术产业发展，促进传统产业的升级换代，提升绝缘材料产品的档次，促进相关产业的发展具有重大的现实意义。
图I是本发明制备对位芳纶纸的方法的工艺流程图。
具体实施例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。本发明制备对位芳纶纸的方法，如图I所示，具体按照以下步骤实施步骤I :将对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆柏纤维分别在槽式打浆机内进行充分的疏解分散和切断；步骤2 :分别在步骤I得到的处理后的对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆柏纤维中加入分散剂聚氧化乙烯(ΡΕ0)，加入的分散剂的量为相对于芳纶纤维质量的O. 019Γ16%，以减少流送过程纤维的絮聚缠结；步骤3 :将步骤2得到的处理后的对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆柏纤维混合，混合比例为对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆柏纤维的质量比为5 :5、1，在混合纤维中加入丁苯胶乳和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)，加入的丁苯胶乳的量为相对于芳纶纤维质量的
O.5°/Γ25%，加入的CPAM的量为相对于芳纶纤维质量的O. 02°/Γ 8%，制备成芳纶纤维浆；步骤4 :将步骤3得到的芳纶纤维浆在斜网或圆网纸机上抄造成型，干燥，用经N，N- 二甲基乙酰胺(DMAC)溶剂进行稀释的聚酰亚胺树脂进行浸溃，控制聚酰亚胺树脂溶液的浓度在1°/Γ8%，控制浸溃量为相对芳纶纤维质量的19Γ40%，浸溃时间为liTl20S，温度为室温，经热压机在240°C 280°C下，压力为ll 17MPa的条件下进行3 IOmin的热压，得到对位芳纟仑纸。实施例I将分散处理制备好的对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆柏按照5 5的配比，添加
O.06%的聚氧化乙烯(PE0)，4%的丁苯胶乳和6%的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)，制备成芳纶纤维浆料；经湿法成型工艺在斜网成型器上抄制成对位芳纶原纸；然后经聚酰亚胺树脂溶液对原纸进行1%浸溃量的浸溃喷涂，待干燥后，在240°C，IIMPa的压力下热压3min，得到对位芳纶纸，相比于未经聚酰亚胺树脂浸溃的对位芳纶纸，经聚酰亚胺树脂浸溃过的对位芳纶纸的强度提高了，但原纸内含有的对位芳纶浆柏量过大，因而造成纸页的强度增加的不明显，因为芳纶纸的强度主要是依靠于短切纤维的强度，而短切纤维含量降低，会对纸张的强度产生较大的影响，纸页的紧度过大。实施例2将分散处理制备好的对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆柏按照7 3的配比，添加
O.8%的聚氧化乙烯(PE0)，6%的丁苯胶乳和10%的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)，制备成芳纶纤维浆料；经湿法成型工艺在斜网成型器上抄制成对位芳纶原纸；然后经聚酰亚胺树脂溶液对原纸进行3%浸溃量的浸溃喷涂，待干燥后，在260°C，14MPa的压力下热压5min，得到对位芳纶纸，相比于未经聚酰亚胺树脂浸溃的对位芳纶纸，经聚酰亚胺树脂浸溃过的对位芳纶纸的强度提高了 ；对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆柏配比较为合理，各化学添加剂用量也较适中，纤维间的结合力较强，但也不会出现纸页紧度过大的现象，孔隙率合理，最终的结果显示，纸页的各项性能都得到了很好的体现。实施例3将分散处理制备好的对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆柏按照9 1的配比，添加4% 的聚氧化乙烯(ΡΕ0)，10%的丁苯胶乳和12%的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)，制备成芳纶纤维浆料；经湿法成型工艺在斜网成型器上抄制成对位芳纶原纸；然后经聚酰亚胺树脂溶液对原纸进行8%浸溃量的浸溃喷涂，待干燥后，在280°C，17MPa的压力下热压8min，得到对位芳纶纸，相比于未经聚酰亚胺树脂浸溃的对位芳纶纸，经聚酰亚胺树脂浸溃过的对位芳纶纸的强度提高了 ；但对位芳纶浆柏用量的减少，导致初始纤维的结合力降低，纤维间的孔隙较多，纸页的各项性能没能达到最好的指标。使用聚酰亚胺树脂作为对位芳纶纸的浸溃溶液，通过浸溃或喷涂的方式使其均匀的分散在芳纶纸原纸的表面，有效地填补了芳纶纤维原纸的孔隙，减少孔隙率，提升纸页的各项指标性能。本发明的关键为聚酰亚胺树脂溶液的浓度控制，因为经过聚酰亚胺树脂浸溃过的对位芳纶纸的强度、介电常数、纸张电气性等性能会受到浸溃量的影响，聚酰亚胺树脂本身固含量很高，粘度很大，流动性较差，需要通过N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)溶液进行稀释，而稀释的过程中，需要控制聚酰亚胺树脂溶液的浓度不能过大，过大会造成浸溃量过大，虽然纸张的强度有所提高，但纸页的厚度也会增加过多，导致最终的介电常数等性能会有所下降；而聚酰亚胺树脂溶液的浓度过小，会造成浸溃量过小，浸溃过程进行的不顺利，纸张强 度提高不明显。
权利要求
1.一种制备对位芳纶纸的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施 步骤I:将对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆柏纤维分别在槽式打浆机内进行充分的疏解分散和切断； 步骤2 :分别在步骤I得到的处理后的对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆柏纤维中加入分散剂聚氧化乙烯； 步骤3 :将步骤2得到的处理后的对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆柏纤维混合，在混合纤维中加入丁苯胶乳和阳离子聚丙烯酰胺，制备得到芳纶纤维浆； 步骤4 :将步骤3得到的芳纶纤维浆在斜网或圆网纸机上抄造成型，干燥，用经N，N- 二甲基乙酰胺溶剂进行稀释的聚酰亚胺树脂溶液进行浸溃，后经热压机热压，得到对位芳纶纸。
2.根据权利要求I所述的制备对位芳纶纸的方法，其特征在于，所述的步骤2中加入的聚氧化乙烯的量为相对于芳纶纤维质量的O. 019Γ16%。
3.根据权利要求I所述的制备对位芳纶纸的方法，其特征在于，所述的步骤3中对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆柏纤维的混合质量比为5 :5、1。
4.根据权利要求I所述的制备对位芳纶纸的方法，其特征在于，所述的步骤3中加入的丁苯胶乳的量为相对于芳纶纤维质量的O. 59Γ25%，加入的阳离子聚丙烯酰胺的量为相对于芳纶纤维质量的O. 02°/Γ 8%。
5.根据权利要求I所述的制备对位芳纶纸的方法，其特征在于，所述的步骤4中聚酰亚胺树脂溶液的浓度为1%、％。
6.根据权利要求I所述的制备对位芳纶纸的方法，其特征在于，所述的步骤4中的浸溃，控制浸溃量为相对芳纶纤维质量的1°/Γ40%，浸溃时间为liTl20S，温度为室温。
7.根据权利要求I所述的制备对位芳纶纸的方法，其特征在于，所述的步骤4中的热压，温度为240°C 280°C，压力为11 17MPa，热压时间为3 lOmin。
全文摘要
本发明公开的一种制备对位芳纶纸的方法，将对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆粕纤维分别在槽式打浆机内进行充分的疏解分散和切断；分别在处理后的对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆粕纤维中加入分散剂聚氧化乙烯；将处理后的对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆粕纤维混合，在混合纤维中加入丁苯胶乳和阳离子聚丙烯酰胺，制备得到芳纶纤维浆；将芳纶纤维浆在斜网或圆网纸机上抄造成型，干燥，用经N，N-二甲基乙酰胺溶剂进行稀释的聚酰亚胺树脂溶液进行浸渍，后经热压机热压，得到对位芳纶纸。本发明制备对位芳纶纸的方法，可以有效地提高对位芳纶纸页的强度、耐温性和介电常数。
文档编号D21H17/53GK102864676SQ20121032139
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月3日 优先权日2012年9月3日
发明者陆赵情, 花莉, 丁孟贤, 张美云, 杨诚, 付饶, 孟育, 徐强 申请人:陕西科技大学