[发明专利]以热塑性纤维作黏合剂生产芳纶纸的制造方法

说明书

所属技术领域

本发明属于特种纸生产领域。

背景技术

目前，国内外公开的芳纶纸都是分别以聚间苯二甲酰间苯二胺纤维(Nomex)(见美国专利5667900、3756908)和聚对苯二甲酰对苯二胺纤维(Kevlar)(见美国专利6942757、6319605)为原料，或用这两种纤维混杂纤维为原料制得(见美国专利6407017、6319605)。由于用上述原料做成的芳纶纸具有强度高、耐高温、耐腐蚀、电绝缘性能良好等优点，作为高温绝缘材料、蜂窝结构材料在电子、电器，航天、航空等领域得到广泛的应用。因此，受到各国研究人员的重视，并有大量的专利发表。在这些专利中，几乎都采用上述纤维做成的短纤维、浆粕、沉析纤维和低分子芳纶树脂凝胶造纸。其中，沉析纤维和低分子芳纶树脂凝胶主要起黏合剂的作用。然而，由于受上述纤维性能的限制(抗张强度小于3.2Gpa，模量小于90Gpa，极限氧指数小于30％，纤维的吸水率5-6％)芳纶纸的性能也受到制约。在抗燃、防水解、耐疲劳、耐紫外线方面还不理想。在争取达到更高强度方面也不尽人意。在中国专利(申请号为99114635.2)中，揭示了用聚对苯二甲酸乙二醇酯做黏合剂制造聚对苯二甲酰对苯二胺纤维纸的方法。虽在降低吸水率方面及降低生产成本方面取得了一定进展，但在阻燃、耐高温方面效果更差，纸的断裂伸长率低(2-3％)，不能满足做绝缘材料的需要。在中国专利(申请号为200510035261.8)中，揭示了一种用聚对苯二甲酰对苯二胺浆粕、沉析纤维生产聚对苯二甲酰对苯二胺纤维纸的方法，而且在造纸过程中引进了用聚对苯二甲酰对苯二胺的硫酸溶液对纸的表面进行处理的工艺，不仅使造纸工艺更复杂而且增加了环境污染。

发明内容

以热塑性纤维作黏合剂生产芳纶纸的制造方法，该纤维纸含有：

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0.06％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0.06％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，加入适当常规分散剂和增稠剂调制得到纸浆，将配好后的浆液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，并进一步在热扎机上热扎成型得到成品纸；烘道温度控制在热塑性黏结纤维熔点以上10-50℃，热扎辊温度控制在黏结纤维熔点以下30-50℃；热扎辊的线压500-3000cN/cm。

本发明采用PPS(聚苯硫醚)等热塑性纤维做黏合剂，提高了纸的阻燃性能和耐水解性能、绝缘性能和机械强度。另外，抄纸时两种原纤化的纤维无序地交织在一起，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。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，从而简化了制造工艺。在造纸过程中，不需要加入普通纸浆，水可循环使用，对环境的无污染；并可根据需要任意地加入其它的纤维和助剂，做成各种不同性能的复合纸。

为了防止热塑性纤维在高压热扎过程中发生粘辊，采用先将毛坯纸在烘道中预热到黏结纤维的软化点以上，再在低于黏结纤维的软化点以下进行高压热扎。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的工艺作进一步的详述。

实施例1

芳杂环改性芳纶纤维/聚苯硫醚纤维复合纸的配比为：

芳杂环改性芳纶纤维(5-6mm)    60重量份

聚苯硫醚纤维(3-6mm)          40重量份

按0.2摩尔的对苯二胺、0.6摩尔的氯代对苯二胺、0.2摩尔的2-(4氨基苯基)-5(6)氨基苯基苯并咪唑、和1.01摩尔对苯二甲酰氯反应的比例，将上述反应物，在NMP/CaCl₂溶剂体系中进行低温溶液聚合反应生成树脂溶液。然后直接用树脂溶液通过湿法纺丝制成原始纤维。喷丝板300孔，孔径0.08mm，纺速20米/分钟。原丝在氮气保护下，在350℃条件下进行热牵伸，最后短切成长度为5-6毫米的短纤维，纤度2.0D

将上述短纤维按0.06％重量浓度在水力疏解机中疏解制成浆液(A)。同时，将PPS纤维按0.06％重量浓度在水力疏解机中疏解制成浆液(B)。