[發明專利]一種間位芳綸纖維紙基材料的生產方法

有效

• 申請號: 201610769755.7
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN106245411B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 王志新;江明;鄧鈞波;孫巖磊;孫靜
• 申請（專利權）人: 煙臺民士達特種紙業股份有限公司
• 主分類號: D21F11/00
• 分類號: D21F11/00;D21H15/10;D21H13/26;D21H19/30;B32B27/34;B32B27/18;B32B27/02;B32B27/12;B32B7/08;B32B37/10;B32B37/06;B32B38/00;B32B38/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 齊書田

技術領域

本發明屬于造紙工業和絕緣工業交叉領域，具體涉及一種間位芳綸纖維紙基材料的生產方法。

背景技術

間位芳綸紙基材料是以間位芳綸短切纖維和間位芳綸沉析纖維為原料，采用現代造紙濕法抄造和熱壓成型工藝制備而成的全聚酰胺合成材料。因其具備高強高模、輕質阻燃、耐高溫、抗腐蝕以及優異介電性能，可作為絕緣材料和蜂窩芯材而廣泛應用于航空航天、軌道交通、電氣絕緣等重要領域，是現代工業不可或缺的基礎材料。

作為重要的戰略儲備物質和高新技術材料，諸多專家學者對間位芳綸紙基材料進行了長期的研究。美國專利US：8444813介紹了一種制備芳綸紙基材料的方法，其以相對絕干總質量30～80％的短切纖維和相對絕干總質量20～70％的沉析纖維為原料，采用斜網成型器濕法抄造成形，并通過兩段干燥制得間位芳綸紙基材料；中國專利CN：200610043659.0提出以5～95％短切纖維和5～95％沉析纖維為原料，通過濕法抄造制得芳綸原紙，在表面預涂納米功能顆粒后進行高溫壓光，制得高性能間位芳綸紙基材料；中國專利CN：200510049055.2公開了將間位芳綸短切纖維的至少一個端面進行分絲處理，使其比表面積增大，再與間位芳綸沉析纖維混合均勻，濕法抄造成形后經高溫熱壓，制得機械強度優異的間位芳綸紙基材料產品。

隨著科學技術的高速發展，間位芳綸紙基材料在應用過程中時常面臨著高低溫、高電壓、強光輻射等不同惡劣工況環境的考驗，這對其整體性能如表面平滑度、機械強度、介電性能、耐老化、阻燃等特性以及性能穩定性提出了越來越高的要求。因此，只有不斷采用新技術來提高間位芳綸紙基材料產品的質量和性能，才能更好的適應現代工業的發展需求。

首先，間位芳綸紙基材料是一種光敏感的高分子材料，容易在紫外線照射、高溫環境等條件下發生老化降解，最終引起紙張返黃，整體性能大幅下降，同時由于該材料在防火材料方面的應用，其阻燃性也需要得到提升。中國專利CN：201110032074.X提出了一種添加型間位芳綸紙基材料的制備方法，在間位芳綸沉析纖維的制備階段添加硅石、黏土、炭黑、氧化鈦、氧化鋯以及樹脂類功能性粉末，從而改善了間位芳綸紙基材料的抗老化性。但是該方法所加入的功能性粉末常常對纖維及其紙基材料的機械性能有嚴重的副作用，因而需要開發一種新的添加劑體系，其既可用于改善間位芳綸紙基材料的耐老化和阻燃等特性，同時不對其它可取的性能產生負面影響。

其次，間位芳綸紙基材料在高強輕質蜂窩結構材料中的應用日益增多，所以其機械強度迫切需要得到進一步提高。中國專利CN：200810134636.X提出在芳綸紙基材料中添加0～19％聚酯纖維，經過濕法抄造和熱壓成型后制得芳綸紙基材料，顯著提高了其機械強度。但是該方法引入第三種成分，導致芳綸紙基材料的耐高溫、阻燃等性能出現大幅的降低，從而限制了該材料的推廣應用。

其次，間位芳綸紙基材料的表面存在起毛的問題，這在后續的浸膠或噴漆等加工過程中會產生毛刺，從而在高電壓環境中引起場強局部集中，出現瞬間擊穿的現象，嚴重威脅電力設備的安全運行，所以間位芳綸紙基材料的表面平滑度需要給予改善。美國專利US：5622775提出采用多比例層合抄造技術，即表層由10～35％短切纖維和65～90％沉析纖維組成，內層由45～60％短切纖維和40～55％沉析纖維組成，通過復合壓榨并干燥，最后進行壓光處理制得高平滑度的間位芳綸紙基材料。然而該方法的實現需要三疊網斜網紙機，這對于設備的要求較高，并且生產工藝復雜，制造成本高昂。

最后，厚型(6～30mil)間位芳綸紙基材料在電氣絕緣領域的需求量越來越大，但相關研究報道較少，由于厚型間位芳綸紙基材料的定量較高(150～700g/cm²)，傳統單層或多層紙機難以滿足生產要求，因而其生產難度較大。目前實際生產中厚型間位芳綸紙基材料一般采用多層原紙干壓的技術，但存在易于分層起泡，層間結合強度較弱的問題。與此同時，間位芳綸紙基材料的性能穩定性較差，批次間和批次內產品性能波動性較大，這也是亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種間位芳綸纖維紙基材料的生產方法，以克服上述現有技術存在的缺陷，本發明制得的芳綸紙基材料厚度范圍1.5～30mil，白度高，表面光滑勻整，具備優異的機械強度、介電性能、耐老化和阻燃等特性，同時性能穩定性良好。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種間位芳綸纖維紙基材料的生產方法，包括以下步驟：