[发明专利]一种蜂窝材料用对位芳纶纸及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种蜂窝材料用对位芳纶纸，本发明还涉及上述对位芳纶纸的制备方法。

背景技术

对位芳纶纤维（聚对苯二甲酰对苯二胺）具有高比强度、高比模量、耐高温和阻燃等优异性能，并有相对密度小、耐疲劳、耐剪切和尺寸稳定性好等优点，是高性能纤维的典型代表。对位芳纶纸是由对位芳纶短切与浆粕纤维按照一定的比例通过湿法造纸工艺制备而成。主要过程为：1、将原料分散后得到浆料；2、浆料上网成形；3、脱水、压榨、干燥；4、高温压光处理成型。

对位芳纶纸因其具有强韧的机械性能、优良的介电性能、稳定的化学性能以及灵活的可设计性，广泛应用于高强化、轻量化蜂窝结构材料，航空航天、耐高温绝缘材料和高性能电子通讯器材等领域。在对位芳纶纤维纸结构中，短切纤维作为骨架材料，均匀分散在纸张中，决定着纸张的物理强度和机械性能；浆粕纤维作为填充材料和黏结材料，在热压过程软化，通过黏结短切纤维及自身黏结作用形成整体力学结构，赋予纸张整体强度和绝缘性能。

目前，大部分增强芳纶纸是对位芳纶短切纤维、间位浆粕纤维，再添加第三种纤维或粘结剂制备而成。例如，专利名称为：以热塑性纤维作黏合剂生产芳纶纸的制造方法，公开号为CN101165269，公开日为2008.4.23，申请号为200610022082.5，公开了一种以热塑性纤维作粘合剂生产芳纶纸的制造方法，通过热压后利用热塑性纤维的受热熔融特性产生黏结作用；专利名称为：一种纯对位芳纶纸的制备方法，申请号为201110406330.7，公开号为CN102517976A，公开日为2012.06.27，公开了一种利用对位芳纶短切纤维、对位芳纶沉析纤维和对位芳纶浆粕纤维三种纤维混合抄造芳纶纸的方法，主要使用对位芳纶沉析纤维作为芳纶纸的粘合材料，提高纤维之间的界面亲和性，进而提升成纸强度；专利名称为：制备芳纶纸的方法及由该方法获得的芳纶纸，申请号为201110044279.X，公开号为CN102154914A，公开日为2011.08.17，公开了一种添加型间位芳纶纸的制作方法，在间位芳纶浆粕纤维阶段添加功能性粉末，功能性粉末也可以按照对间位芳纶纸的附件性能的要求而选择。

芳纶纸基蜂窝材料广泛应用于高速列车的地板、车厢壁板、天花、车门等部件，是实现高速列车、地铁、有轨电车等车辆轻量化的关键材料。国内高速列车、地铁对于芳纶纸的总需求已超过200吨，并在5年内随高速列车和地铁的迅速发展出现成倍增长。比起绝缘用芳纶纸基材料，蜂窝用对位芳纶纸基材料材料在强度、耐温性等方面对材料提出了更高的要求。上述专利中所描述的通过添加第三种具有明显熔融温度的黏结性纤维与对位芳纶纤维进行配抄后再经热压成型进而起到增强效果的方法，产生的负面影响是由于黏结纤维在热压条件下热熔收缩，使纸中原黏结纤维所在位置因其受热收缩而形成了空隙和针眼，增加了纸的多孔性，从而会影响芳纶纤维之间的结合性能和芳纶纸的绝缘强度，同时因为黏结纤维的性质不同进而会进而影响纸页耐温性能。而通过添加功能性粉末则还需考虑留着以及对湿部环境的污染、管道等多重问题的影响，势必会提高运行和操作成本。

聚酰亚胺（Polyimide）纤维，简称PI纤维，是一种高性能纤维的重要品种之一。聚酰亚胺分子由于其芳环结构密度大，同时又具有酞酰亚胺结构，因此它不仅具有高强高模的特性，而且还具有耐高温、耐化学腐蚀、耐辐射、阻燃等优越的性能。聚酰亚胺纤维与其他几种高性能纤维的性能相比，其力学性能更为优异，其拉伸强度甚至超过了杜邦公司的凯芙拉（Kevlar）纤维，如Kevlar49和Kevlar29纤维，仅次于聚对苯撑苯并双恶唑纤维（PBO纤维）。

发明内容

本发明的目的是提供一种蜂窝材料用对位芳纶纸，通过添加聚酰亚胺纤维，经过疏解分散，再与对位芳纶纤维配合抄造，可以显著提高对位芳纶纸撕裂强度、耐温性能和阻燃性，同时减少了抄造时的断纸，提高纸机车速和生产效率，避免了引入黏结性纤维如聚酯纤维等对纸页性能带来的负面影响。

本发明的另一目的是提供上述蜂窝材料用对位芳纶纸的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种蜂窝材料用对位芳纶纸，按照质量百分比，由以下组分组成：20%~50%的对位芳纶短切纤维浆料，35%~60%的对位芳纶浆粕纤维浆料，5%~30%的聚酰亚胺纤维浆料，以上各组分的质量百分比之和为100%。