[發明專利]一種芳綸納米纖維涂布芳綸紙及其制備方法

有效

• 申請號: 202010097567.0
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111235944B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 張美云;羅延薇;譚蕉君;楊斌;宋順喜;聶景怡
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: D21H13/26
• 分類號: D21H13/26;D21H15/02;D21H11/18;D21H19/10;D21H17/64;D21H19/84;D21H17/09
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明公開了一種芳綸納米纖維涂布芳綸紙及其制備方法，首先將間位芳綸沉析纖維和間位芳綸短切纖維經過疏解后混合，再過濾，壓榨，烘干，即得到間位芳綸紙；其次將氫氧化鉀、去離子水、二甲基亞砜、對位芳綸納米纖維置于容器中攪拌，得到對位芳綸納米纖維涂布液；最后將對位芳綸納米纖維涂布液涂到間位芳綸紙的一面，再用去離子水還原洗滌后干燥，然后重復前述過程涂布間位芳綸紙的另外一面，最后進行熱壓，即得到芳綸納米纖維涂布芳綸紙。利用耐壓測試儀對本發明所制得的芳綸納米纖維涂布芳綸紙進行檢測，結果表明，采用芳綸納米纖維涂布的方式可以有效的提高芳綸紙的絕緣性能。

技術領域

本發明涉及聚合物納米材料和造紙涂布技術，具體涉及一種芳綸納米纖維涂布芳綸紙及其制備方法。

背景技術

上世紀六十年代，杜邦公司以芳綸短切和芳綸漿粕纖維為原料，利用造紙方式成功開發了芳綸紙基材料，在電機、變壓器、柔軟復合絕緣材料等領域獲得了廣泛的應用。隨著電氣工業迅速發展迅速，產業不斷升級，促使高壓電機絕緣等領域對絕緣材料的性能和可靠性也提出了更高的要求。芳綸納米纖維(ANFs)是指具有納米尺度的芳香族聚酰胺纖維，不僅保留了芳綸優異的力學、耐酸堿、耐高溫、阻燃性能，同時又具有納米尺度增強效應。把芳綸納米纖維引入到芳綸紙中，提高材料的強度性能和絕緣性能的方法也流行開來。中國專利申請CN108316056A提出“一種芳綸納米纖維薄膜復合芳綸紙及其制備方法”，其分為面層，芯層和底層分別通過濕法造紙層合復合而成，面層和底層均由芳綸納米纖維制備而成的芳綸納米膜，芯層為芳綸紙；專利申請CN110205862A提出“一種芳綸納米纖維自增強芳綸云母紙的制備方法”，將芳綸納米纖維云母球磨復合體加入到芳綸纖維分散液中，在經過過濾，壓榨，干燥得到芳綸納米纖維自增強芳綸云母紙。

以上專利申請中芳綸納米纖維都經歷了濕法成形這一步驟，然而芳綸納米纖維由于尺寸效應，在網部存在大量流失和濾水速度慢的問題，這將嚴重影響芳綸納米纖維在芳綸復合材料中價值發揮和工業化生產。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種芳綸納米纖維涂布芳綸紙及其制備方法，以克服現有存在的問題，本發明采用簡單有效的涂布技術將芳綸納米纖維均勻的涂在芳綸紙表面，芳綸納米纖維在粗糙的芳綸紙表面形成致密絕緣層，進一步提高材料的耐壓強度。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種芳綸納米纖維涂布芳綸紙的制備方法，包括以下步驟：

(1)芳綸紙的制備：將間位芳綸沉析纖維和間位芳綸短切纖維經過疏解后混合，再過濾，壓榨，烘干，即得到間位芳綸紙；

(2)芳綸納米纖維涂布液的制備：將氫氧化鉀、去離子水、二甲基亞砜、對位芳綸納米纖維置于容器中攪拌，得到對位芳綸納米纖維涂布液；

(3)芳綸納米纖維涂布芳綸紙的制備：將對位芳綸納米纖維涂布液涂到間位芳綸紙的一面，再用去離子水還原洗滌后干燥，然后重復前述過程涂布間位芳綸紙的另外一面，最后進行熱壓，即得到芳綸納米纖維涂布芳綸紙。

進一步地，步驟(1)中間位芳綸短切纖維和間位芳綸沉析纖維的絕干質量比為(0～50):(100～50)。

進一步地，步驟(1)中將間位芳綸沉析纖維和間位芳綸短切纖維分別疏解20000r，再混合疏解3000r，然后再經過造紙抄片器過濾，壓榨，烘干，即得到間位芳綸紙。

進一步地，步驟(1)得到的間位芳綸紙定量為60g/m²。

進一步地，步驟(2)中氫氧化鉀、去離子水二甲基亞砜、對位芳綸納米纖維之間質量比為(3.75～15):20:500:(2.5～10)。

進一步地，步驟(2)中攪拌時間為4h。

進一步地，步驟(2)得到的對位芳綸納米纖維涂布液質量濃度為0.5％～2％。