[发明专利]一种利用芳纶纳米纤维自增强的对位芳纶纸及其制备方法

权利要求书

1.一种利用芳纶纳米纤维自增强的对位芳纶纸，其特征在于，以重量份数计，所述的对位芳纶纸制备原料包括：对位芳纶纤维：90～99份，芳纶纳米纤维：1～10份；所述的对位芳纶纤维为对位芳纶纤维X和对位芳纶纤维Y的混合体系，其中，对位芳纶纤维X和对位芳纶纤维Y的重量比为(3～4)﹕(6～7)，所述的对位芳纶纤维X为对位芳纶短切纤维；所述的对位芳纶纤维Y为对位芳纶沉析纤维和对位芳纶浆粕纤维中的一种或两种；

所述芳纶纳米纤维由以下方法制备：

步骤(1)：将对位芳纶纤维A、氢氧化钾和二甲基亚砜置于容器中，在密封条件下搅拌，得到分散于KOH/DMSO体系下的芳纶纳米纤维分散液；

步骤(2)：将步骤(1)中得到的分散于KOH/DMSO体系下的芳纶纳米纤维分散液，在搅拌作用下，向其高压注射去离子水，得到分散于KOH/DMSO/H₂O混合体系中的芳纶纳米纤维；

步骤(3)：将步骤(2)中得到的分散于KOH/DMSO/H₂O混合体系中的芳纶纳米纤维通过200～500目尼龙滤膜真空抽滤，得到芳纶纳米纤维前驱体；

步骤(4)：将步骤(3)中得到的芳纶纳米纤维前驱体通过无水乙醇和去离子水反复洗涤，分散浓度为0.5～5mg/mL，得到胶体状芳纶纳米纤维；

步骤(5)：将步骤(4)中得到的胶体状芳纶纳米纤维在搅拌作用下分散于去离子水中，得到水分散的芳纶纳米纤维。

2.根据权利要求1所述的一种利用芳纶纳米纤维自增强的对位芳纶纸，其特征在于，步骤(1)中对位芳纶纤维A、氢氧化钾和二甲基亚砜比例为1g：1.5g：500ml，所述的对位芳纶纤维A是对位芳纶纱线纤维、对位芳纶短切纤维、对位芳纶浆粕纤维和对位芳纶沉析纤维中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种利用芳纶纳米纤维自增强的对位芳纶纸，其特征在于，步骤(2)中所述的高压注射是利用不锈钢高压射流泵，射流压力为5～15MPa，射流速度为0.2～2.0mL/s；射流去离子水与对位芳纶纤维A的质量比为1:1～5:1。

4.根据权利要求1所述的一种利用芳纶纳米纤维自增强的对位芳纶纸，其特征在于，步骤(4)中洗涤用无水乙醇的体积与芳纶纳米纤维前驱体质量的比为1mL:5mg～1mL:2mg；所述洗涤用去离子水与芳纶纳米纤维前驱体的质量比为10:1～5:1。

5.根据权利要求1所述的一种利用芳纶纳米纤维自增强的对位芳纶纸，其特征在于，步骤(1)中搅拌是指在密封条件下，在30～50℃温度下搅拌5～8天；步骤(2)中搅拌转速为600～3000rpm；步骤(5)中搅拌转数为500～2500rpm，搅拌时间30～180min。

6.一种权利要求1-5任一项所述的对位芳纶纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将对位芳纶纤维X疏解分散，制得浆料悬浮液A；

步骤二：将对位芳纶纤维Y经过原纤化处理并添加到步骤一中得到的浆料悬浮液A，疏解分散制得浆料悬浮液B，原纤化处理程度具体为打浆度达到45～60°SR；

步骤三：将芳纶纳米纤维添加到步骤二中制得的浆料悬浮液B中，再疏解分散，制得浆料悬浮液C；

步骤四：将步骤三中得到的浆料悬浮液C抄造成形，压榨、干燥并进行热压得到芳纶纳米纤维自增强的对位芳纶纸。

7.根据权利要求6所述的对位芳纶纸的制备方法，其特征在于，步骤一中进行疏解时添加分子量为300～500万的聚氧化乙烯作为分散剂，用量为对位芳纶纤维X绝干质量的0.1～0.5％。

8.根据权利要求6所述的对位芳纶纸的制备方法，其特征在于，步骤三中疏解时添加阳离子聚丙烯酰胺作为助留剂，用量为芳纶纳米纤维质量的0.01～0.05％。

9.根据权利要求6所述的对位芳纶纸的制备方法，其特征在于，步骤一中疏解转数为10000～30000r，步骤二中疏解转数为10000～20000r，步骤三中疏解转数为5000～10000r。