一種間位芳綸沉析纖維增強(qiáng)聚酰亞胺纖維紙的制備方法

專利名稱：一種間位芳綸沉析纖維增強(qiáng)聚酰亞胺纖維紙的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于造紙工業(yè)和材料工業(yè)交叉領(lǐng)域，具體涉及一種間位芳綸沉析纖維增強(qiáng)聚酰亞胺纖維紙的制備方法。
背景技術(shù)：
聚酰亞胺纖維具有高的熱穩(wěn)定性，高的彈性模量和低吸水性，可在原子能工業(yè)、空間環(huán)境、救險(xiǎn)需要、航空航天、國(guó)防建設(shè)、新型建筑、高速交通工具、海洋開(kāi)發(fā)、體育器械、新能源、環(huán)境產(chǎn)業(yè)及防護(hù)用具等研究中得到廣泛的應(yīng)用。聚酰亞胺纖維由于自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，具有耐高溫、熱穩(wěn)定、良好的電絕緣性等特 點(diǎn)。有文獻(xiàn)報(bào)道，對(duì)不同合成途徑和紡絲的聚酰亞胺纖維進(jìn)行熱重分析表明，其開(kāi)始的分解溫度都可達(dá)到300°C以上，有的分解溫度甚至可達(dá)到600°C。因此，在對(duì)溫度需求更高的地方，聚酰亞胺纖維紙基材料顯示出更大的優(yōu)勢(shì)。聚酰亞胺短切纖維由于纖維自身的特性，表面比較光滑，打漿不會(huì)產(chǎn)生分絲帚化的現(xiàn)象，因而纖維間的結(jié)合力比較弱；而間位芳綸全稱“聚間苯二甲酰間苯二胺纖維”，英文縮寫(xiě)為PMIA，我國(guó)稱為芳綸1313。間位芳綸沉析纖維在繼承間位芳綸1313短切纖維的優(yōu)良性能的同時(shí)，還具有比短切纖維更好的抄紙性能，如沉析纖維密度小，表面呈毛絨狀，微纖叢生，毛羽豐富，具有與植物纖維類似的分絲帚化現(xiàn)象，纖維軸向尾端原纖化成針尖狀，纖維表面積巨大，沉析纖維表面的這種類似于植物纖維分絲帚化的現(xiàn)象，使其與同類纖維、水介質(zhì)和酰胺類的復(fù)合樹(shù)脂間更易形成氫鍵，使得芳綸沉析纖維的交織力強(qiáng)，因而在水介質(zhì)中的分散性很好，其他纖維配合抄造時(shí)成漿的勻度更好，成紙時(shí)紙頁(yè)的勻度也比較好，但由于纖維長(zhǎng)度較小，強(qiáng)度也較小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種間位芳綸沉析纖維增強(qiáng)聚酰亞胺纖維紙的制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案I)將聚酰亞胺短切纖維在槽式打漿機(jī)內(nèi)疏解分散1(T120分鐘；2)將間位芳綸沉析纖維在槽式打漿機(jī)內(nèi)疏解分散，疏解分散至打漿度為20^60° SR得間位芳綸沉析纖維漿，將間位芳綸沉析纖維漿加入經(jīng)過(guò)步驟I)疏解分散后的聚酰亞胺短切纖維中得聚酰亞胺纖維漿料，間位芳綸沉析纖維漿的加入量以間位芳綸沉析纖維絕干質(zhì)量計(jì)為聚酰亞胺短切纖維絕干質(zhì)量的0. f 15%，向聚酰亞胺纖維漿料中加入聚酰亞胺短切纖維絕干質(zhì)量0. Of 7%的聚氧化乙烯(PE0)、0. ri8%的丁苯膠乳以及0. ri5%的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺(CPAM)，然后用紙機(jī)抄造成型、干燥得原紙，將原紙用聚酰亞胺樹(shù)脂浸潰后經(jīng)過(guò)熱壓機(jī)熱壓得聚酰亞胺纖維紙，間位芳綸沉析纖維的填充和類似于植物纖維的分絲帚化的現(xiàn)象，提高了聚酰亞胺纖維紙張的強(qiáng)度。所述聚酰亞胺短切纖維的長(zhǎng)度為2 10mm。所述聚酰亞胺樹(shù)脂的浸潰量為原紙質(zhì)量的1(T30%，紙張浸潰量過(guò)小，紙張抗張強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度增強(qiáng)不明顯；浸潰量過(guò)高，對(duì)紙張伸長(zhǎng)率和撕裂度帶來(lái)較大的負(fù)面影響。本發(fā)明采用的聚酰亞胺樹(shù)脂為耐高溫的聚酰亞胺樹(shù)脂，具體為長(zhǎng)春高崎聚酰亞胺股份有限公司生產(chǎn)的耐高溫H-FX樹(shù)脂。本發(fā)明所述間位芳綸沉析纖維增強(qiáng)聚酰亞胺纖維紙的制備方法在聚酰亞胺纖維抄紙的過(guò)程中添加間位芳綸沉析纖維，并利用聚酰亞胺樹(shù)脂對(duì)原紙進(jìn)行浸潰處理，提高了聚酰亞胺纖維紙的強(qiáng)度、可抄造性，減少了抄造時(shí)的斷紙，提高了紙機(jī)車(chē)速以及生產(chǎn)效率。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)在聚酰亞胺纖維抄紙的過(guò)程中，加入一定量的間位芳綸沉析纖維，能夠有效的提高成紙時(shí)的勻度，增加紙頁(yè)的是強(qiáng)度，經(jīng)干燥后，對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)也有明顯的提聞。本發(fā)明所制備的聚酰亞胺纖維紙是環(huán)保節(jié)能型新產(chǎn)品，技術(shù)含量高、創(chuàng)新性強(qiáng)，應(yīng)用前景廣闊，對(duì)推動(dòng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代，提升絕緣材料產(chǎn)品的檔次，促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。


圖I是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程如圖I所示,具體工藝如下實(shí)施例I先將聚酰亞胺短切纖維在槽式打漿機(jī)內(nèi)疏解分散30分鐘，使聚酰亞胺短切纖維進(jìn)行充分的疏解分散和適當(dāng)?shù)那袛啵粚㈤g位芳綸沉析纖維在槽式打漿機(jī)內(nèi)進(jìn)行疏解分散，疏解分散至打漿度為60° SR得間位芳綸沉析纖維漿，按照10% (以間位芳綸沉析纖維絕干質(zhì)量計(jì)，相對(duì)于聚酰亞胺短切纖維絕干質(zhì)量的比)的配比將間位芳綸沉析纖維漿加入到疏解分散后的聚酰亞胺短切纖維中，制備成聚酰亞胺纖維漿料；為防止流送過(guò)程中發(fā)生纖維的絮聚纏結(jié)等現(xiàn)象，在聚酰亞胺纖維漿料中加入3%的PEO (相對(duì)于聚酰亞胺短切纖維絕干質(zhì)量的比)用作分散劑，提高漿料懸浮液的黏度，減少絮聚，為了使紙張獲得初始的強(qiáng)度，在聚酰亞胺纖維漿料中加入0. 1%(相對(duì)于聚酰亞胺短切纖維絕干質(zhì)量的比)的丁苯膠乳和15%(相對(duì)于聚酰亞胺短切纖維絕干質(zhì)量的比)的CPAM ;最后，在斜網(wǎng)或圓網(wǎng)紙機(jī)上抄造成型、在溫度為90°C下干燥得聚酰亞胺纖維原紙，將聚酰亞胺纖維原紙用聚酰亞胺樹(shù)脂浸潰，聚酰亞胺樹(shù)脂的浸潰量控制在10% (相對(duì)于聚酰亞胺纖維原紙的質(zhì)量比)，浸潰后經(jīng)過(guò)熱壓機(jī)熱壓生產(chǎn)出合格紙張。實(shí)施例2先將聚酰亞胺短切纖維在槽式打漿機(jī)內(nèi)疏解分散10分鐘，使聚酰亞胺短切纖維進(jìn)行充分的疏解分散和適當(dāng)?shù)那袛啵粚㈤g位芳綸沉析纖維在槽式打漿機(jī)內(nèi)進(jìn)行疏解分散，疏解分散至打漿度為20° SR得間位芳綸沉析纖維漿，按照15% (以間位芳綸沉析纖維絕干質(zhì)量計(jì)，相對(duì)于聚酰亞胺短切纖維絕干質(zhì)量的比)的配比將間位芳綸沉析纖維漿加入到疏解分散后的聚酰亞胺短切纖維中，制備成聚酰亞胺纖維漿料；為防止流送過(guò)程中發(fā)生纖維的絮聚纏結(jié)等現(xiàn)象，在聚酰亞胺纖維漿料中加入7%的PEO (相對(duì)于聚酰亞胺短切纖維絕干質(zhì)量的比)用作分散劑，提高漿料懸浮液的黏度，減少絮聚，為了使紙張獲得初始的強(qiáng)度，在聚酰亞胺纖維漿料中加入6% (相對(duì)于聚酰亞胺短切纖維絕干質(zhì)量的比)的丁苯膠乳和2. 5%(相對(duì)于聚酰亞胺短切纖維絕干質(zhì)量的比)的CPAM ;最后，在斜網(wǎng)或圓網(wǎng)紙機(jī)上抄造成型、在溫度為105°C下干燥得聚酰亞胺纖維原紙，將聚酰亞胺纖維原紙用聚酰亞胺樹(shù)脂浸潰，聚酰亞胺樹(shù)脂的浸潰量控制在15% (相對(duì)于聚酰亞胺纖維原紙的質(zhì)量比)，浸潰后經(jīng)過(guò)熱壓機(jī)熱壓生產(chǎn)出合格紙張。實(shí)施例3先將聚酰亞胺短切纖維在槽式打漿機(jī)內(nèi)疏解分散120分鐘，使聚酰亞胺短切纖維進(jìn)行充分的疏解分散和適當(dāng)?shù)那袛啵粚㈤g位芳綸沉析纖維在槽式打漿機(jī)內(nèi)進(jìn)行疏解分散，疏解分散至打漿度為40° SR得間位芳綸沉析纖維漿，按照0. 1% (以間位芳綸沉析纖維絕干質(zhì)量計(jì)，相對(duì)于聚酰亞胺短切纖維絕干質(zhì)量的比)的配比將間位芳綸沉析纖維漿加入到疏解分散后的聚酰亞胺短切纖維中，制備成聚酰亞胺纖維漿料；為防止流送過(guò)程中發(fā)生纖維的絮聚纏結(jié)等現(xiàn)象，在聚酰亞胺纖維漿料中加入0. 01%的PEO(相對(duì)于聚酰亞胺短切纖維絕干質(zhì)量的比)用作分散劑，提高漿料懸浮液的黏度，減少絮聚，為了使紙張獲得初始的強(qiáng) 度，在聚酰亞胺纖維漿料中加入18% (相對(duì)于聚酰亞胺短切纖維絕干質(zhì)量的比)的丁苯膠乳和0. 1% (相對(duì)于聚酰亞胺短切纖維絕干質(zhì)量的比)的CPAM ;最后，在斜網(wǎng)或圓網(wǎng)紙機(jī)上抄造成型、在溫度為115°C下干燥得聚酰亞胺纖維原紙，將聚酰亞胺纖維原紙用聚酰亞胺樹(shù)脂浸潰，聚酰亞胺樹(shù)脂的浸潰量控制在30% (相對(duì)于聚酰亞胺纖維原紙的質(zhì)量比)，浸潰后經(jīng)過(guò)熱壓機(jī)熱壓生產(chǎn)出合格紙張。三種紙張性能對(duì)比分析見(jiàn)下表
紙張種類抗張指數(shù)/Nmg—1撕裂指數(shù)ZmN m2^1 耐壓強(qiáng)度/Kv mm—1
聚酰亞胺紙37.4523.566757
~間位芳綸紙33.2624.539 72
增強(qiáng)型聚酰亞胺紙 43. 5230. 8511.43上表中，增強(qiáng)型聚酰亞胺紙按照實(shí)施例I制備得到，聚酰亞胺紙以及間位芳綸紙為對(duì)照，從上表中可以看出，經(jīng)過(guò)間位芳綸沉析纖維增強(qiáng)的聚酰亞胺纖維紙與其他兩種紙張相比，強(qiáng)度性能和電氣性能有明顯的優(yōu)勢(shì)。
權(quán)利要求
1.一種間位芳綸沉析纖維增強(qiáng)聚酰亞胺纖維紙的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)將聚酰亞胺短切纖維在槽式打漿機(jī)內(nèi)疏解分散1(T120分鐘；2)將間位芳綸沉析纖維在槽式打漿機(jī)內(nèi)疏解分散，疏解分散至打漿度為2(T60°SR得間位芳綸沉析纖維漿，將間位芳綸沉析纖維漿加入經(jīng)過(guò)步驟I)疏解分散后的聚酰亞胺短切纖維中得聚酰亞胺纖維漿料，間位芳綸沉析纖維漿的加入量以間位芳綸沉析纖維絕干質(zhì)量計(jì)為聚酰亞胺短切纖維絕干質(zhì)量的0. f 15%，向聚酰亞胺纖維漿料中加入聚酰亞胺短切纖維絕干質(zhì)量0. Of 7%的聚氧化乙烯、0. f 18%的丁苯膠乳以及0. f 15%的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，然后用紙機(jī)抄造成型、干燥得原紙，將原紙用聚酰亞胺樹(shù)脂浸潰后經(jīng)過(guò)熱壓機(jī)熱壓得聚酰亞胺纖維紙。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種間位芳綸沉析纖維增強(qiáng)聚酰亞胺纖維紙的制備方法，其特征在于所述聚酰亞胺短切纖維的長(zhǎng)度為2 10mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種間位芳綸沉析纖維增強(qiáng)聚酰亞胺纖維紙的制備方法，其特征在于所述聚酰亞胺樹(shù)脂的浸潰量為原紙質(zhì)量的10 30%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種間位芳綸沉析纖維增強(qiáng)聚酰亞胺纖維紙的制備方法將聚酰亞胺短切纖維在槽式打漿機(jī)內(nèi)疏解分散；將間位芳綸沉析纖維在槽式打漿機(jī)內(nèi)疏解分散后加入聚酰亞胺短切纖維中得聚酰亞胺纖維漿料，向聚酰亞胺纖維漿料中加入聚酰亞胺短切纖維質(zhì)量聚氧化乙烯、丁苯膠乳以及陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，然后用紙機(jī)抄造成型、干燥得原紙，將原紙用聚酰亞胺樹(shù)脂浸漬后經(jīng)過(guò)熱壓機(jī)熱壓得聚酰亞胺纖維紙，本發(fā)明所述間位芳綸沉析纖維增強(qiáng)聚酰亞胺纖維紙的制備方法在聚酰亞胺纖維抄紙的過(guò)程中添加間位芳綸沉析纖維，提高了聚酰亞胺纖維紙的強(qiáng)度、可抄造性，減少了抄造時(shí)的斷紙，提高了紙機(jī)車(chē)速以及生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)D21H13/26GK102953290SQ201210434470
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者陸趙情, 花莉, 丁孟賢, 劉斌, 楊誠(chéng), 付饒, 孟育, 徐強(qiáng) 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)