[发明专利]芳纶纤维复合片材的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于合成纤维纸领域，特别涉及一种芳纶纤维复合片材的制造方法。

背景技术

芳纶纸有很高的拉伸强度、阻燃、膨胀系数低、耐腐蚀和优异的绝缘性能。但由于熔点与分解温度接近，不能用熔融挤出或加热模压的方法进行加工。因此制造片材需要加其它黏合剂或热塑性材料进行复合。自聚间苯二甲酰间苯二胺纸(Nomex纸)问世以来，有大量的相关专利发表(美国专利3756908、5667900)，其制造方法都是以聚间苯二甲酰间苯二胺短纤维、浆粕为结构纤维；以聚间苯二甲酰间苯二胺树脂做成的沉析纤维为粘结剂进行生产。由于这种短纤维、浆粕、沉析纤维是憎水的，在水中很难分散均匀，抄出纸的匀度很难达到要求。更重要的是这种纸无明显的熔点，熔点接近分解温度，无法通过加热层压的方法制成薄的片材使用，满足不了日益发展的电子、电器工业的需要。

在美国专利5948543中公开了使用树脂做粘结剂，将聚对苯二甲酰对苯二胺纤维和聚间苯二甲酰间苯二胺芳纶纤维粘结制成芳纶非织造物的层压材料。

在中国发明专利申请公开说明书中(申请号：200380100809.1)中，公开了在两层芳纶纸中夹一层聚酯薄膜，通过热压生产片材的方法。由于聚酯薄膜和芳纶纸之间的粘合性能差(因芳纶纸的表面能太低，不利与其它材料粘合)需采用特殊的热合技术才能达到使用要求。如将聚酯薄膜做成三层，外层用与芳纶亲合性较大的聚酯，内层用力学性能较好而亲和性较差的聚酯做成。而且在生产片材时，需先生产出芳纶纸后再与聚脂薄膜复合，然后通过热压成片材。显然，这样做不仅增加了工序也增加了成本。

鉴于现有技术的如上缺点，本发明的目的是研究一种芳纶纤维复合片材的制造方法，使之具有工艺简便，生产成本较低的特点。

发明内容

芳纶纤维复合片材的制造方法，采用如下的步骤：

1)毛坯纸纸中含有：芳纶纤维50-80重量份，热塑性黏结纤维20-50重量份。芳纶纤维切成短纤维后，按0.01％-0.1％重量浓度在水力疏解机中疏解制成浆液(A)，将热塑性黏结纤维按0.01％-0.1％重量浓度在水力疏解机中疏解制成浆液(B)；将浆液(A)、(B)按所述重量份加入到配浆釜中，加入适当的常规分散剂和增稠剂调制得到纸浆，将配好后的浆液在通用的造纸机上抄造成形，脱水，预干燥，预干燥后的纸坯从烘道中通过制得毛坯纸纸；2)将1)得到的毛坯纸引入到烘道中加热到热塑性黏结纤维的熔点以上20-50℃，将两层或两层以上的基材纸重叠起来进一步在热扎机上加压热合；将热合后的纸引入到骤冷辊中冷却；再经压光、切边、整形、收卷得到成品片材。

采用本发明的方法，直接用芳纶纤维和聚酯(或聚苯硫醚)纤维为原料，通过湿法造纸工艺抄造芳纶/聚酯(或聚苯硫醚)纤维毛纸。造纸前，将这两种短纤维分别分散在水中，进行机械叩解和研磨使纤维原纤化，然后按比例在配浆釜中混合均匀。抄纸时，两种原纤化的纤维无序地交织在一起，毛坯纸经热压后，聚酯纤维熔融将芳纶纤维黏结在一起，从根本上解决了芳纶纤维和聚酯纤维黏结不良的问题。既避免了在芳纶纤维和聚酯纤维在复合时需要使用其它的黏合剂，也简化了制造工艺。产品片材不仅具有高强度、耐高温、耐腐蚀、吸潮率低、绝缘性能良好、高伸长等优点，而且生产工艺简单，生产成本低，在市场上更具竞争力。

附图说明

图1为本发明片材生产流程示意图

具体实施方式

本发明使用的芳纶纤维不限于聚间苯二甲酰间苯二胺纤维。可以采用聚对苯二甲酰对苯二胺纤维或芳杂环改性芳纶纤维。

为了进一步提高片材的绝缘性能，可对本发明的合成片材进行表面处理。表面处理剂可以是溶剂型的芳纶树脂溶液，也可以是水溶性的有机硅的水乳胶。优选的表面处理剂是有机硅处理剂GW-2。

在配浆时，为了增加纤维浆液的稠度和使纤维在水中分布更加均匀，以及为了使纸坯在定形前保留一定的强度，在配浆时应加入少量的无机凝胶(SM)和/或高分子量聚氧化乙烯。用量约0.3-0.8％，根据增稠剂的黏度和纸的特征进行调整。

本发明制备芳纶/聚酯或芳纶/聚苯硫醚毛坯纸的方法与通用的湿法造纸方法类似。具体做法1)、将聚间苯二甲酰间苯二胺纤维按0.01-0.1％重量浓度梳解，制得浆液A；将聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维按0.01-0.1％重量浓度梳解，制得浆液B。2)、将浆液A和B在配浆釜中混合制成纸浆；再将上述纸浆采用常规的造纸方法抄造成形；脱水、干燥并预热、预压成毛坯纸。此毛坯纸可单独卷绕起来作为半成品供制作片材使用。