[发明专利]分层复合芳纶纤维纸及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于造纸技术领域，涉及芳纶纤维造纸技术，具体涉及特种合成纤维纸制纸技术。

背景技术

芳纶纤维纸是芳纶复合材料产业链中最为关键的一环，是一种耐高温合成纤维纸，通常由芳纶短切纤维和芳纶沉析纤维混合均匀后，在纸机上网成型抄造成纸，再经高温压光成型，因其具有优良的热稳定性、阻燃性、化学稳定性和绝缘性等性能，而且其质量轻，机械特性突出，可作为结构材料、电机马达等的片型绝缘材料、隔热材料、包装材料、蜂窝材料等，广泛的用于航空航天、电子交通等行业。

在芳纶造纸技术领域，众所周知，芳纶短切纤维提供纸张的机械强度性能，而芳纶沉析纤维提供纸张的绝缘性能，并作为纤维之间的粘结材料，如果两种纤维的抄造配比不合理，纸张的机械强度以及纸张的电介质强度都不能满足产品要求。

专利号为NO.93106746.4的中国发明专利提供了一种“制备高透气度的强力芳族聚酰胺纸的方法”，该方法采用45-97％的对位芳纶短纤维、3-30％的间位芳纶浆粕和0-35％的石英纤维，制备一种适用于印刷电路板基材的芳纶纸，纸张(249℃)在加热不外加压力下加热12-100秒，得到具有改善抗张强度和提高透气度的纸。

专利号为NO.97102466.9的中国发明专利提出了一种“全芳族聚酰胺纤维片”，这种绝缘性和在高温和/或高湿度下具有优异尺寸稳定性的全芳族聚酰胺短纤维网，包括：70％-96％短纤维网和4-30％参入到该短纤维网中的粘合剂。

专利申请号为NO.200610043659.0的中国发明专利提出了“一种间位芳纶纸及其制备方法”，该方法为纯间位芳纶纤维纸，采用5-95％的间位芳纶短切纤维和95-5％的间位芳纶沉析纤维两种浆料混合抄造热压成型。将在原料制造阶段解决了纤维分散问题，摒弃了原料分散对辅助化学原料的依赖性，生产的芳纶纸的匀度、机械强度、耐热性能和介电性能更好，用于电工绝缘、航空航天、交通运输等领域。

上述相关专利技术，无论是采用对位芳纶纤维，或者是采用间位芳纶纤维制备芳纶纸，其制备方法均是采用多种纤维或胶黏剂共同混合后进行单层抄造成型。芳纶单层成型制造过程中，成型匀度较好控制，但当抄造高定量的纸张时，其匀度较难把控。

专利号为NO.200710017244.0的中国发明专利提出了“一种多比例分层复合抄造的的芳纶纸及其制备方法”，该方法采用分层复合抄造的方式，包含面层、芯层以及底层，芳纶纸的面层和底层富含沉析纤维，芯层富含短切纤维，这样湿法抄造复合成型。该专利采用多层湿法抄造，再复合成型，有效的改善了纸张的机械强度和绝缘性能，但面层和底层由于沉析纤维含量高，致密性高，导致透气性差，纸样比表面积下降，在压光成型过程中还容易存在起泡、粘辊等不利于加工的现象。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺陷，即在制备芳纶纤维纸中改善纸张力学性能和绝缘性能时，压光成型过程中容易起泡、粘辊等问题，其纸样透气性差，表面吸附能力下降，本发明的目的在于提供一种制备方法简单、性能优异、易于热压成形的多比例分层复合抄造的芳纶纤维纸，其具有较高的力学性能的同时又有较好的绝缘性能，透气性和比表面积。

本发明的另一目的在于提供上述芳纶纤维纸的制备方法。

根据本发明的一个方面，一种分层复合芳纶纤维纸，包括面层、芯层和底层，所述面层和底层分别由下述材料制成：

芳纶短切纤维：    60-90重量份，

芳纶沉析纤维：    10-40重量份；

所述芯层由下述材料制成：

芳纶短切纤维：    5-40重量份，

芳纶沉析纤维：    60-95重量份；

其中，所述芳纶短切纤维是长度为6-10mm、细度为1-3旦的间位芳纶纤维或对位芳纶纤维；所述芳纶沉析纤维是无规则的纤维状或薄膜状碎片的间位芳纶纤维；

所述面层和底层占整个纸张重量的40-80％，面层和底层各占一半，芯层占整个纸张重量的20-60％。

根据本发明的另一方面，提供一种制备上述的分层复合芳纶纸的方法，包括以下步骤:

(1)将长度为6-10mm、细度为1-3旦的芳纶短切纤维在水中分散疏解，制成质量浓度为0.3-0.8％的芳纶短切纤维浆料；

(2)将芳纶沉析纤维在水中分散疏解，盘磨直至叩解度为50-650SR，制成质量浓度为1-2％的芳纶沉析纤维浆料；

(3)按芯层比例将芳纶短切纤维和芳纶沉析纤维进行混合，抄纸上网成型得到芯层；按面层和底层比例将芳纶短切纤维和沉析纤维进行混合，抄纸上网成型分别得到面层和底层；