[发明专利]一种航空航天用芳纶纸及其制法

说明书

技术领域

本发明属于特种纸技术领域，具体涉及一种航空航天用芳纶纸及其制法。

背景技术

芳纶纤维是世界高性能纤维的主要品种之一。它具有优异的力学性能，稳定的化学性质和理想的电气性能，被广泛应用于航空航天、工业、汽车日用产品、电子等许多领域。

芳纶即芳香族聚酰胺纤维，是由酰胺键互相连接的芳基所构成的合成型大分子，其中酰胺键至少有85％直接连接在2个芳基环上。1974年美国贸易联合会将其命名为“aramid fibers”。目前用得最广的是对位芳纶和间位芳纶。

间位芳纶的全称为聚间苯二甲酰间苯二胺，简称MPIA。间位芳纶首先由美国杜邦公司于1956年开始研究，1967年实现工业化生产，美国商品名NOMEX，我国称为芳纶1313。对位芳纶是聚对苯二甲酰对苯二胺，简称PPTA，是美国杜邦公司于1971年研制成功，1972年投入生产，并正式命名为KEVLAR，我国称为芳纶1414。芳纶1313纤维是低模量纤维，芳纶1414纤维是高模量纤维；前者伸长率高，后者伸长率低。反应在成纸性能上，芳纶1414纤维芳纶纸的伸长率低于芳纶1313纤维芳纶纸的伸长率。

芳纶纸基复合材料(简称芳纶纸)大多以芳纶短纤(也称芳纶短切纤维)和芳纶浆粕(也称沉析纤维)按一定比例制成，少量的用芳纶短纤配以涤纶或植物纤维制成不同用途的制品。芳纶纸是制造飞机雷达罩的理想材料。使用芳纶纤维纸制造的蜂窝材料，可大幅度提高飞机构件刚度、减轻质量并可满足透波性能等特种功能要求。采用芳纶纤维及它与吸波性能优异的碳纤维、宽频透波性能优良的石英纤维等无机纤维混杂制作纸基材料，可以实现结构轻质化的要求。

我国目前正在集中精力研制大型客机和大型军用运输机，作为已经在国外飞机中得到运用的高性能轻质航空材料，芳纶纸蜂窝结构在国产打飞机中的应用会越来越广泛。现有技术中，这些材料通常采用间位芳纶(芳纶1414)或者间位芳纶+浆粕制得，纸的强度不高、厚度大。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供了一种航空航天用芳纶纸，其采用沉析纤维或沉析纤维+聚酯纤维制得，机械强度、绝缘强度好。

本发明另一个目的是提供了所述芳纶纸的制法。

本发明具体采用如下技术方案：

一种航空航天用芳纶纸，其特征是，本质上是由芳纶1313与芳纶1414按照重量比1.3～1.5∶1制成。

所述芳纶1414是以沉析纤维的形式与芳纶1313混合后，再经过抄造、热轧和压光工艺制得。

所述航空航天用芳纶纸还包括聚酯纤维。

一种航空航天用芳纶纸，其特征是，包括如下步骤：

1)原料准备：芳纶1414先制成沉析纤维浆料，然后与芳纶1313纤维按照重量比1∶1.3～1.5混合；再经过洗涤、分散制成0.05-0.2％浓度的悬浮液，分散剂为六偏磷酸钠，分散剂用量0.1-0.3％；

2)抄造

3)热压：热压压力为13～15MPa，热压辊转速为1～3m/min，热压次数为2～3次，热压温度为230～290℃；

4)压光。

所述沉析纤维的制备包括如下步骤：将芳纶1414纤维溶液送入沉析机中，在高速剪切作用下混合，析出纤维细小的薄膜条状的纤维，最后经过水洗，打浆精制后，得到沉析纤维浆料；打浆前芳纶1414纤维长3～4mm，纤维直径40～80μm，打浆后纤维长1～2mm，直径20～40μm；打浆工艺为：打浆度45～50°SR；打浆时间为4～6h；打浆浓度1.5％～2.5％。

为了增加芳纶纸的初始强度，在抄造之前，加入混合纤维总重2-3％的聚酯纤维，作为粘合剂。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)本发明的芳纶纸与现有技术相比，无论从机械强度方面，还是绝缘强度方面，均超过了现有技术的水平，具体见下表：

表1本发明芳纶纸与现有技术对比表

2)本发明的芳纶纸在用作蜂窝板的制造中，因纸中聚酯纤维的热熔收缩而形成的空隙，有利于不同粘度胶料的渗透。且本发明的芳纶纸在300℃的温度下，收缩率很小，具有很好的热稳定性，保持了良好的抗张强度。

具体实施方式

实施例

一种航空航天用芳纶纸，其特征是，包括如下步骤：

1)原料准备：芳纶1414先制成沉析纤维浆料，然后与芳纶1313纤维按照重量比1∶1.3～1.5混合；再经过洗涤、分散制成0.05-0.2％浓度的悬浮液，分散剂为六偏磷酸钠，分散剂用量0.1-0.3％；

表2芳纶1414与芳纶1313不同配比影响