[發(fā)明專利]一種聚酰亞胺纖維紙的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210380828.5
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102926270A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸趙情;徐強;孟育;吳珍
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: D21H13/26
• 分類號: D21H13/26;D21H21/08;D21H21/06;D21H21/10;D21H17/56
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 羅笛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于造紙工業(yè)與材料工業(yè)交叉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚酰亞胺纖維紙的制備方法。

背景技術(shù)

聚酰亞胺具有較高的熱氧化穩(wěn)定性、耐輻照、耐腐蝕、電絕緣等優(yōu)異的性能，已成為當(dāng)今高技術(shù)有機聚合物中重要品種之一，在電工、電子、影像技術(shù)、航空航天、原子能、通信、工程塑料及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

聚酰亞胺纖維作為聚酰亞胺的一種重要產(chǎn)品，擁有超高的穩(wěn)定性的同時還具有極高的模量和物理強度，鑒于聚酰亞胺纖維優(yōu)異的性能，一些發(fā)達國家已經(jīng)將聚酰亞胺纖維的應(yīng)用推廣了到造紙領(lǐng)域。聚酰亞胺纖維紙有較高的強度性能和電氣性能，長期使用溫度可以達到300℃，與目前應(yīng)用較普遍的高性能耐高溫絕緣紙（其典型代表是美國杜邦公司開發(fā)生產(chǎn)的芳綸紙）相比具有明顯的優(yōu)勢，其應(yīng)用與開發(fā)也受到了各界越來越多的關(guān)注，聚酰亞胺纖維紙是未來耐高溫絕緣紙發(fā)展的新方向。

聚酰亞胺纖維特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)也對聚酰亞胺纖維紙的濕法成型過程及成紙的性能帶來了一些影響。一方面，聚酰亞胺纖維的性質(zhì)十分穩(wěn)定，表面鈍化，且經(jīng)過磨打漿處理也不會產(chǎn)生分絲帚化，最終導(dǎo)致經(jīng)過濕法成型得到的原紙強度較低；另一方面，聚酰亞胺纖維的強度較高，是目前強度僅次于碳纖維的一種高性能化學(xué)纖維，在短切聚酰亞胺纖維的裁切過程中易使刀口溫度升高而使纖維束兩端產(chǎn)生熔融粘結(jié)現(xiàn)象，必須經(jīng)過一定的打漿處理才能使纖維束分散成單根纖維，不但增加能耗，而且會對纖維的晶型和強度帶來負面影響，最終影響紙張的強度性能。

聚酰亞胺前體纖維（聚酰胺酸纖維）在特定工藝下經(jīng)過熱處理可以發(fā)生脫水環(huán)化反應(yīng)，最終得到性質(zhì)穩(wěn)定的聚酰亞胺纖維，選用聚酰胺酸纖維作為主要成紙纖維可以較好的解決聚酰亞胺纖維在濕法成型過程中帶來的問題。一方面，聚酰胺酸纖維與聚酰亞胺纖維相比其物理強度相對較低，在短切纖維的裁切過程中纖維束兩端不會產(chǎn)生熔融粘結(jié)的現(xiàn)象，即使不經(jīng)過打漿處理也能得到分散性能良好的聚酰胺酸纖維，降低能耗的同時還可以使纖維保持較高的晶化程度；另一方面，聚酰胺酸纖維在熱酰亞胺化反應(yīng)過程中可以發(fā)生分子間的交聯(lián)反應(yīng)，這有利于提高纖維間的結(jié)合力，最終達到改善紙張強度性能的目的。

現(xiàn)有的聚酰亞胺纖維紙的制備方法，通常以聚酰亞胺短切纖維為纖維原料制備聚酰亞胺纖維原紙，一方面需要添加打漿設(shè)備，增加能耗，提高了產(chǎn)品投入成本；另一方面在紙頁成形過程中易使纖維發(fā)生纏結(jié)和絮聚，紙張勻度差，影響紙張強度性能和電氣性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種聚酰亞胺纖維紙的制備方法，解決了現(xiàn)有的聚酰亞胺纖維紙的制備方法設(shè)備和產(chǎn)品投入高，成紙強度性能和電氣性能較差的問題，有利于降低打漿能耗、改善紙張勻度，同時，通過對紙張的熱處理，使纖維間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，增加纖維間的結(jié)合力，改善了紙張的強度性能，滿足了其在特殊領(lǐng)域的應(yīng)用要求。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種聚酰亞胺纖維紙的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1：用標(biāo)準纖維分散器對聚酰胺酸纖維束進行分散處理，添加纖維分散劑、纖維粘結(jié)劑，后在標(biāo)準紙頁成型器中抄造一定量的聚酰胺酸纖維原紙；

步驟2：用質(zhì)量濃度為1~10%的聚酰亞胺樹脂溶液對步驟1得到的聚酰胺酸纖維原紙進行噴涂或浸漬處理，使聚酰亞胺樹脂溶液均勻的分布到原紙表面，干燥；

步驟3：將步驟2得到的經(jīng)過浸漬和干燥處理的聚酰亞胺纖維原紙預(yù)壓；

步驟4：將步驟3得到的預(yù)壓后的紙樣置于真空高溫干燥箱中，在300~420℃的溫度下處理15~60min，冷卻后得到聚酰亞胺纖維紙。

本發(fā)明的特點還在于，

其中的步驟1中的纖維分散劑采用聚氧化乙烯，添加量為相當(dāng)于聚酰胺酸纖維質(zhì)量的0.02%~0.2%；所述的纖維粘結(jié)劑采用芳綸對位漿粕，添加量為相當(dāng)于聚酰胺酸纖維質(zhì)量的2%~15%。

其中的步驟2中的干燥，溫度為60~100℃，時間為30~120min。

其中的步驟3中的預(yù)壓，是在溫度為150~250℃、壓力為3~15MPa的平板硫化機中預(yù)壓1~10min。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明以聚酰胺酸纖維為纖維原料，同時加入纖維分散劑、助留劑和纖維粘結(jié)劑等造紙助劑，通過濕法成型技術(shù)制備聚酰胺酸纖維原紙，原紙經(jīng)過一定濃度的聚酰亞胺樹脂溶液的浸漬或噴涂處理、熱酰亞胺化處理等，最終得到了強度性能較好的聚酰亞胺纖維紙，其強度較由聚酰亞胺纖維抄造的紙張高10~25%。