[发明专利]一种纳米芳纶纸基材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了纳米芳纶纸基材料及其制备方法和应用，将芳纶、氢氧化钾、水及DMSO混合，搅拌，得到对位纳米芳纶纤维悬浮液；在对位纳米芳纶纤维悬浮液中加水，配制得到对位纳米芳纶纤维浆料，纤维疏解，得到分散均匀的对位纳米芳纶浆料；将对位纳米芳纶浆料在纸页成型网上进行网上成型，得到湿纸张；将湿纸张与成型网剥离，脱水、干燥及热压成型，得到纳米芳纶纸基材料；本发明将对位纳米芳纶纤维通过纸页成型的方式制备纳米芳纶纸基材料，纳米芳纶纤维经交互搭桥、嫁接后紧密连接，再经上网形成纸张，压榨、干燥成纸；由于对位纳米芳纶纤维分散均匀，纳米芳纶纸基材料性能稳定，强度较高，能够应用于航空飞机内饰材料；生产过程简单，效率极高。

技术领域

本发明属于功能纸基材料制备技术领域，特别涉及一种纳米芳纶纸基材料及其制备方法和应用。

背景技术

芳纶纸基功能材料因其具备高强、高模、耐腐蚀及耐热性好、良好的介电性能、理想的耐高温性能以及灵活的可设计性等优点，可作为绝缘材料、电子材料、结构材料广泛应用于在航空航天、交通电力、国防军事等领域；但由于原料中的短切纤维分子链排列取向度高，结晶度高，表面光滑，比表面积小，缺少化学活性基团，纤维在生产过程中经过凝固浴和拉伸浴，其形态挺硬，纤维间结合疏松，导致成纸机械性能较差，限制了芳纶复合材料的性能和应用。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种纳米芳纶纸基材料及其制备方法和应用，以解决现有技术中芳纶纸基材料机械性能较差的技术问题。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

本发明提供了一种纳米芳纶纸基材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将芳纶、氢氧化钾、水及DMSO混合，搅拌，得到对位纳米芳纶纤维悬浮液；

步骤2、在对位纳米芳纶纤维悬浮液中加水，配制得到对位纳米芳纶纤维浆料；对对位纳米芳纶纤维浆料进行纤维疏解，得到分散均匀的对位纳米芳纶浆料；

步骤3、将对位纳米芳纶浆料在纸页成型网上进行网上成型，得到湿纸张；

步骤4、将湿纸张与纸页成型网剥离，对湿纸张脱水、干燥及热压成型，得到所述的纳米芳纶纸基材料。

进一步的，步骤1中，芳纶、氢氧化钾、水及DMSO的质量比为1:(1-5):(5-20):(200-700)。

进一步的，步骤2中，对位纳米芳纶纤维浆料中对位纳米芳纶纤维的质量浓度为0.001％-5％。

进一步的，步骤2中，纤维疏解过程中，纤维疏解转速为1000-4000r/min，纤维疏解时间为10-30min。

进一步的，步骤3中，纸页成型网采用100-500目的成型网。

进一步的，步骤3中，采用喷射或涂布方式，将对位纳米芳纶浆料进行网上成型。

进一步的，步骤4中，采用真空压榨方式，将湿纸张与纸页成型网剥离。

进一步的，步骤4中脱水过程采用抽真空脱水；热压成型采用在100-200℃温度条件下，压力为10-50MPa条件下对湿纸张进行热压成型。

本发明还提供了一种纳米芳纶纸基材料，利用所述的一种纳米芳纶纸基材料的制备方法制备得到，所述纳米芳纶纸基材料的断裂强度为60-140Mpa，介电强度为10-31.2kV/mm。

本发明还提供了一种纳米芳纶纸基材料的应用，应用于制作电器绝缘材料和航空航天材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：