[发明专利]一种高物理强度绝缘性间位芳纶纸及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于特种纸生产领域，特别涉及一种高物理强度绝缘性间位芳纶纸及其制备方法和应用。

背景技术

间位芳纶纸，也称聚间芳酰胺纸，是用纯间位芳纶（聚间苯二甲酰间苯二铵）纤维制成的一种特种纸，具有高强度、低变形、耐高温、耐化学腐蚀、阻燃和优良的电绝缘性能，广泛应用于航天航空、交通运输、国防工业和电工绝缘等领域，是一种关系国家安全的高科技新材料。

由于制备工艺的不同，间位芳纶又分为短切纤维、沉析纤维和浆粕。短切纤维是对原纤进行简单切割获得的产物，纸张的物理强度主要来自芳纶短切纤维；沉析纤维是通过化学方法制备合成而成具有高电气绝缘性，高化学稳定性的特种纤维产品，是芳纶纸电气绝缘性能的主要来源；芳纶浆粕是对芳纶纤维通过物理作用进行表面原纤化处理之后便得到的，其独特的表面结构极大地提高了混合物的抓附力，因此非常适合作为一种增强纤维应用于摩擦及密封产品中，所以可作为联结料交织在其它两种纤维之间。三种纤维虽然各有优势，但如果纤维预处理方法和配抄比例不当，纸张的表面平滑度、机械强度及纸张的介电强度都不能满足产品的要求。未处理的短切纤维因其独特的刚性“皮-芯”结构而表面光滑，界面粘结性差，虽自身物理强度大，但对于纤维分散和纸张交织力的提升贡献不大，所以需要将其进行打浆预处理，适当改变表面结构，增大纤维亲水性和交织性。而对沉析纤维的适当打浆也是为了在保证其自身电气绝缘性的同时，有效提高纤维分散性。最终通过合适的比例进行配抄，获得彼此交织完美的纤维网络构造，使得所得芳纶纸的物理及电气性能都符合使用标准。

发明内容

为了克服现有技术在原料预处理和物理强度方面存在的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种高物理强度绝缘性间位芳纶纸的制备方法。

本发明的又一目的在于提供一种由上述方法制备得到的高物理强度绝缘性间位芳纶纸。

本发明的再一目的在于提供上述高物理强度绝缘性间位芳纶纸的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高物理强度绝缘性间位芳纶纸的制备方法，包括以下操作步骤：

（1）对1313芳纶短切纤维和1313芳纶沉析纤维分别进行复合打浆处理，1313芳纶短切纤维打浆浓度为质量百分比6～24%，1313芳纶沉析纤维打浆浓度为质量百分比4～15%；

（2）采用低浓水力碎浆设备分别对复合打浆处理后的1313芳纶短切纤维和1313芳纶沉析纤维，以及1313芳纶浆粕进行低浓疏解；所述1313芳纶短切纤维的低浓疏解的质量百分比浓度为0.1～1%，1313芳纶沉析纤维的低浓疏解的质量百分比浓度为0.5～2.5%，1313芳纶浆粕的低浓疏解的质量百分比浓度为0.5～1.5%；

（3）将低浓疏解后的1313芳纶短切纤维、1313芳纶沉析纤维和1313芳纶浆粕浆料，分别以质量百分比0.3～0.8%的浓度经过除渣器和旋翼筛除去絮聚浆团后，得到短切纤维分散液、沉析纤维分散液和浆粕分散液；将短切纤维分散液、沉析纤维分散液和浆粕分散液按照三者绝干质量比（5～7）：（2～4）：（1～2）混合稀释，得到浆料；

（4）将步骤（3）所得浆料上网成型并进行压榨、烘干和热压成形处理，得到高物理强度间位芳纶纸。

步骤（1）所述复合打浆处理采用的稀释水为去离子水。

步骤（1）所述1313芳纶短切纤维采用三段复合打浆工序，电流分别为第一段的20～22A，第二段的21～24A，第三段的23～25A；所述1313芳纶沉析纤维采用两段复合打浆工序，电流分别为第一段的18～20A，第二段的19～21A。

步骤（1）所述1313芳纶短切纤维的初始打浆度为8～10°SR，经过复合打浆之后打浆度上升到14～18°SR；所述1313芳纶沉析纤维的初始打浆度为45～48°SR，经过复合打浆之后打浆度上升到52～56°SR；所述1313芳纶短切纤维的比表面积经过复合打浆之后提升80～250倍。

步骤（2）所述1313芳纶浆粕的打浆度为55～58°SR；所述低浓疏解的时间为15～30min。

步骤（2）所述1313芳纶短切纤维在低浓疏解时加入分散剂；分散剂的加入量不超过1313芳纶短切纤维绝干质量0.3%。

所述分散剂为聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺或十二烷基硫酸钠。