[发明专利]包含PIPD纸浆的纸及其制造方法

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求2005年12月21日提交的美国申请60/752,832 的权益，其公开内容通过引用结合到本文中。

发明领域

本发明涉及自粘合聚吡啶并双咪唑纸浆、包含这种纸浆的 纸及其制造方法。

发明背景

为了提供具有提高强度和/或热稳定性的纸，现在已经研发 出由高性能材料制造的纸。例如，芳族聚酰胺纸为一种由芳族聚酰胺 组成的合成纸。由于其具有耐热性和阻燃性、电绝缘性、韧度和柔韧 性，已经用这种纸作为电绝缘材料和飞行器蜂窝结构的基底。在这些 材料中，包含杜邦(U.SA.)Nomex纤维的纸是通过在水中混合聚(间苯 二甲酰间苯二胺)絮凝物和沉析纤维，然后使混合浆料经过造纸工艺， 接着热压光成形纤维网而制成，已知这种纸具有优良的电绝缘性能和 强度及韧度，甚至在高温保持高性能。

但仍然需要具有改善性能的高性能纸。

发明概述

在一些方面，本发明涉及一种包含聚吡啶并双咪唑纤维的 纸。在一些实施方案中，纸由包含聚吡啶并双咪唑纤维的纸浆制成， 其中所述纸的表观密度为0.1至0.5g/cm³，纸的抗张强度(N/cm)为至少 0.00057X*Y，其中X为纸全部固体中聚吡啶并双咪唑的体积部分(％)， Y为纸的基重(g/m²)。

在一些实施方案中，纸的表观密度为0.2至0.4g/cm³。在 某些实施方案中，纸进一步包含非粒状、纤维或薄膜状聚合物沉析纤 维，所述聚合物沉析纤维具有0.2-1mm的平均最大尺寸，5∶1至10∶1 的最大尺寸与最小尺寸之比和不大于2微米的厚度。

在一些实施方案中，聚合物沉析纤维为聚间芳酰胺沉析纤 维。

在某些实施方案中，沉析纤维为纸的10-90％重量。

一些实施方案涉及进一步包含长度1.0-15mm的絮凝物的 纸。

本发明还提供制造聚吡啶并双咪唑纸的方法，所述方法包 括以下步骤：

合并聚吡啶并双咪唑纸浆、水和任选的其他成分，以形成分散体；

将分散体混合成浆料；

从浆料除去水，以得到湿纸组合物；并且

将湿纸组合物干燥。

在一些实施方案中，从浆料除水经由通过筛网或金属丝带 排水来完成。

在某些实施方案中，所述方法包括由压光或压缩使纸组合 物致密的附加步骤。一些实施方案涉及其中纸的表观密度为0.51至 1.3g/cm³的方法。

在一些实施方案中，所述方法包括以下步骤：

合并基于纤维和粘合剂物质总重量50-98重量份聚吡啶并双咪唑 纸浆和2-50重量份粘合剂物质，以形成分散体；

将分散体混合成浆料；

从浆料除去水，以形成湿纸组合物；并且

将湿纸组合物干燥。

在一些实施方案中，所述方法进一步包括在或高于粘合剂 物质的玻璃化转变温度热处理纸组合物。在某些实施方案中，在热处 理之后为压光纸组合物或者热处理包括压光纸组合物。

所述方法可包括通过在工艺中的某点压光或压缩使纸组 合物致密的附加步骤。

适合粘合剂物质包括非粒状、纤维或薄膜状聚间芳酰胺沉 析纤维，所述沉析纤维具有0.2-1mm的平均最大尺寸，5∶1至10∶1的 最大尺寸与最小尺寸之比和不大于2微米的厚度。

发明详述

在一些实施方案中，本发明涉及一种包含聚吡啶并双咪唑 纤维的纸，其中所述纸的表观密度为0.1至0.5g/cm³，纸的抗张强度 (N/cm)为至少0.00057X*Y，其中X为纸全部固体中聚吡啶并双咪唑 的体积部分(％)，Y为纸的基重(g/m²)。

按照本发明意图，“纸”为可在造纸机上生产的平纸片，如 长网造纸机(Fourdrenier)或斜网纸机。在优选的实施方案中，这些纸片 一般为包含无规取向短纤维网的薄纤维片，所述短纤维由水悬浮体铺 设，并通过其自身的化学作用、摩擦、缠结、粘合剂或其组合结合在 一起。

纸的基重可以为约10至约700g/m²，厚度可以为约0.015 至约2mm。