[發明專利]一種PBO纖維濕法非織造材料的加工方法

在審

• 申請號: 202210984366.1
• 申請日: 2022-08-16
• 公開（公告）號: CN115354521A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 張星;張得昆;王璐
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: D21H13/26
• 分類號: D21H13/26;D21H21/08;D21H21/12;D21H17/53;D21H17/11;D21H19/10;D21H17/56;D21H27/00;D06M13/513;D06M15/59;D06M101/30
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王丹

本發明公開的一種PBO纖維濕法非織造材料的加工方法，具體為：以PBO纖維為原料，采用硅烷偶聯劑對其表面改性，然后對改性后的PBO纖維懸浮液進行打漿，并在懸浮液中添加分散助劑有效改善PBO纖維在懸浮液中的分散性能，在此基礎上對PBO懸浮液脫水成型，對成型纖網采用聚酰亞胺樹脂溶液先噴灑預壓加固再浸漬熱壓增強，制備得到PBO纖維濕法非織造材料。本發明的加工方法制備的PBO纖維濕法非織造材料，其工藝流程短、生產效率高，產品各項同性好、耐高溫、力學性能好，適合規?；a，有利于PBO纖維制品生產成本的降低和應用領域的擴大。

技術領域

本發明屬于非織造材料加工技術領域，具體涉及一種PBO纖維濕法非織造材料的加工方法。

背景技術

高性能纖維是目前先進復合材料中理想的增強材料，其在太空資源開發、軍工領域等尖端科技及工業民用領域的發展中有著不可替代的作用。聚對苯撐苯并二噁唑纖維(簡稱PBO纖維)是一種具有高比強度、高比模量，耐熱性及阻燃性優異的高性能纖維，且PBO纖維的耐沖擊性、耐摩擦性和尺寸穩定性均很優異，因此制備的產品可廣泛應用于耐高沖擊、耐高負荷和耐高溫等領域。當用于結構材料時，其輕量化特性非常明顯，可用于制造質量更輕的高強復合材料，有利于航天器小型化和高速化。近年來隨著高性能纖維在航空航天、兵器裝甲、個人防護、建筑增強、工業用耐高溫氈墊等方面的廣泛應用，極大地提高了國防、科技及經濟競爭力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種PBO纖維濕法非織造材料的加工方法，其生產流程短、效率高，適合規?；a，產品各項同性好、強度高、柔性佳，有利于PBO纖維制品生產成本的降低和應用領域的擴大。

本發明所采用的技術方案是，一種PBO纖維濕法非織造材料的加工方法，具體按照如下步驟實施：

步驟1：采用硅烷偶聯劑對PBO纖維表面進行改性；

步驟2：將改性后的纖維通過打漿在懸浮液中施加動力，提高PBO纖維在水中的分散性，并在改性和打漿后的PBO纖維懸浮液中加入適量的分散助劑進一步促進PBO纖維在懸浮液中均勻分散；

步驟3：對纖維懸浮液進行脫水成型得到PBO纖維網；

步驟4：將脫水成型得到PBO纖維網噴灑聚酰亞胺樹脂，烘干后預壓得到預固化纖維網；

步驟5：對預固化纖維網浸漬聚酰亞胺樹脂，烘干后采用熱壓機進行熱壓增強工藝，得到PBO纖維濕法非織造材料。

本發明的特點還在于：

步驟1中：采用的PBO纖維細度為1.5～4dtex，長度3～6mm；選用KH-560硅烷偶聯劑對PBO纖維表面改性，偶聯劑質量濃度20～30％，改性時間8～12h，改性溫度30～50℃。

步驟2中：采用先進行打漿后加入分散助劑的方法制備懸浮液，打漿速率7000～8000r/min，打漿時間5～15s,分散劑采用聚氧化乙烯(PEO)與十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)兩種助劑復配，其中PEO質量濃度為0.003～0.01％，CTAB質量濃度為0.006～0.0125％，PH調節值為3～7。

步驟3中：對纖維懸浮液進行脫水成型得到PBO纖維網，在成型的同時加入消泡劑，消泡劑添加量為纖維懸浮液質量的0.06％～0.15％，其目的是消除成型工藝中出現的泡沫，以保證成型質量。

步驟4中：將步驟3得到PBO纖維網噴灑固含量1～2％的聚酰亞胺樹脂溶液，噴灑量為每平方米150～220ml，然后在100℃烘箱中烘干，再進行預壓得到預固化纖維網，預壓的工藝參數為熱壓溫度100℃，熱壓壓力5MPa，熱壓時間1min。