[發明專利]具有改善的壓縮性能的片材結構

無效

• 申請號: 200980145509.2
• 申請日: 2009-11-10
• 公開（公告）號: CN102216527A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: M·R·列維特
• 申請（專利權）人: 納幕爾杜邦公司
• 主分類號: D21H27/30
• 分類號: D21H27/30;D21H13/26;D21H15/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 孟慧嵐;李炳愛

發明背景

1.發明領域

本發明涉及具有改進的局部層片分層性能和壓縮性能的片材結構及其制備方法。這些片材結構包括可適用于電絕緣、復合結構、以及其他應用的紙材和壓板。

2.相關技術的描述

包含芳族聚酰胺纖條體的厚片材結構通常通過使用濕法工藝來制備材料的層片，然后將所述材料的多重層片進行熱壓或壓實來形成。此類具有至多約0.9-1.0mm的最終平均或標稱厚度的多重層片的片材結構通常被稱為紙材。如果最終平均或標稱厚度為0.9-1.0mm或更大，該片材結構通常被稱為壓板。

如果在最終片材結構中層片層之間的粘附力(即層片粘附力)既不足夠高也不均勻，則在該片材結構上的附加工序例如裁切為窄條和/或小部件的穿孔可導致片材結構的分層以及該部件的損失。具體地講，對較小穿孔部件的期望以及對高速穿孔操作的使用均需要改進的局部層片粘附力。這些穿孔操作還需要片材結構平坦并且不變形；否則不可能制備精確尺寸和必要形狀的最終部件。

將層片層進行熱層壓從而制備芳族聚酰胺壓板的示例性方法公開于授予Provost的美國專利4,752,355、和授予Hendren的美國專利5,076,887和5,089,088。這些方法都需要在所述熱層壓之前且在270至320攝氏度的溫度下從層片中除去水分。美國Hayes的制備厚紙材的美國專利4,481,060是在層壓前完全干燥層片的需求的例證，常規的觀點是一旦熱片材結構離開高壓縮區域，層片中包含的任何過量的水分就將閃蒸，從而導致片材中的區域分層，并且產生本領域中通常所說的“泡罩”，使得紙材或紙板無法使用。授予Memeger的美國專利4,515,656對該效應進行了說明，其中粘著的、膨脹的、高度中空的片材(通常不可用于壓板)通過以下方法制備：提高片材中的水含量至按重量計至少60％，在壓力和溫度下加熱該濕片材，從而迅速地將水蒸發，并且同時使片材膨脹。該方法在層片內和層片間形成了無規膨脹的宏單元。

然而，未審查的日本專利公布昭54-50613公開了芳香族聚酰胺紙材層壓的材料的制備方法，其中將水、或者水和溶于水的有機溶劑加入到芳香族聚酰胺紙材中從而將該紙材的含水量提高至6至30重量％。然后將這些濕紙材中的若干個一起成層，然后將組合層在常溫(室溫)下進行第一壓縮，然后將該層加熱至低溫，同時保持對組合層的壓縮。所述低溫低于本公布中所謂的“芳香族聚酰胺的熔融溫度”并且在150至230C的范圍內，優選在170至190C的范圍內。在所述低溫熱壓之后，冷卻到100C或更低，同時保持對分層材料的壓力。最初的兩個步驟，即在室溫下未加熱壓縮中的第一壓縮步驟和隨后在低溫下進行后續的輕度加熱的第二步驟，據說與其他方法相比在低溫下制備了分層材料。

遺憾的是，該方法產生了具有高壓縮率的分層材料，正如公開內容中的實例所顯示的那樣。所述分層材料具有在15至23％范圍內的壓縮率。該材料可壓縮性過高并且剛性不足，以至于無法適于作為電絕緣體例如隔片和/或棒狀物、或者需要最小壓縮率和壓縮形變的其他結構的組件。

所以，所需的是致密片材結構，例如具有改進的層片粘附力和足夠的壓縮特性的厚紙材和壓板的改進的制備方法。

發明概述

在一個實施方案中，本發明涉及壓板，所述壓板包括多個具有熱穩定的絮凝物和至少40重量％的芳族聚酰胺纖條體的層片，所述壓板具有0.9mm或更大的最終平均厚度，所述壓板還具有25體積％或更少的孔隙率以及由以下公式定義的以百萬帕斯卡為單位的層片粘附力(Y)

Y＞2.97(X)^(-0.25)

其中(X)為壓板的厚度，單位為毫米；所述壓板可具有1.6％或更小的壓縮率和0.18％或更小的壓縮形變。

發明詳述

本發明涉及改善的密實片材結構如壓板，其具有改善的層片粘附力，從而具有改善的局部分層性能，同時還具有改善的壓縮特性，尤其是改善的壓縮形變。所謂層片粘附力是指根據ASTM?D?952-02測量的所述片材的Z方向上結構的分層中的峰值載荷。