[发明专利]一种芳纶云母纳米复合材料及其工业制备方法

权利要求书

1.一种芳纶纳米纤维云母复合材料，其特征在于，所述芳纶纳米纤维云母复合材料包括芳纶纳米纤维和云母鳞片；所述芳纶纳米纤维具有三维网状结构，所述云母鳞片分布在所述三维网状结构中。

2.根据权利要求1所述的芳纶纳米纤维云母复合材料，其特征在于，所述芳纶纳米纤维包括对位芳纶纤维和间位芳纶纤维中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的芳纶纳米纤维云母复合材料，其特征在于，所述云母鳞片包括白云母、金云母、氟金云母和合成云母中的一种或几种；

优选地，所述云母鳞片在所述芳纶纳米纤维云母复合材料中的质量占比为30～70wt％，更优选为40～60wt％。

4.根据权利要求1所述的芳纶纳米纤维云母复合材料，其特征在于，所述芳纶纳米纤维云母复合材料介电强度为90～180kV/mm，拉伸强度为60～MPa。

5.一种芳纶纳米纤维云母复合材料的工业制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)混合芳纶纳米纤维和溶剂，得到芳纶纳米分散液；

(2)将云母鳞片加入到所述芳纶纳米分散液中，得到溶胶；

(3)将所述溶胶与水或低浓度溶剂水溶液进行溶剂交换，得到水凝胶；

(4)干燥所述水凝胶，即得。

6.根据权利要求5所述的芳纶纳米纤维云母复合材料的工业制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的溶剂为KOH/DMSO、DMAc/LiCl、NMP/LiCl、DMF/LiCl、DMAc/CaCl₂、NMP/CaCl₂、DMF/CaCl₂中的一种；所述溶剂中的无机物与有机物的质量比为1:9-99，优选为1:10-50；

优选地，所述芳纶纳米纤维与所述溶剂的质量比为1:10-500。

7.根据权利要求5所述的芳纶纳米纤维云母复合材料的工业制备方法，其特征在于，所述云母鳞片与所述芳纶纳米纤维的质量比为1:0.5-3。

8.根据权利要求5所述的芳纶纳米纤维云母复合材料的工业制备方法，其特征在于，所述溶胶与水进行溶剂交换的步骤为：所述溶胶被喷出后与水进行溶剂交换；

优选地，所述溶胶经过制膜机喷出后与水进行溶剂交换，所述制膜机的喷出装置包括喷放槽、喷嘴、传送带和水槽；所述喷放槽的出口与喷嘴的入口连通，所述出口模具的出口紧靠传送带；所述喷嘴和传送带置于水槽中；所述溶胶经喷嘴后与水槽中的水进行溶剂交换，形成的水凝胶由传送带转移出水槽。

9.根据权利要求5所述的芳纶纳米纤维云母复合材料的工业制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为60～90℃，干燥的时间为30～60分钟；

优选地，所述干燥的方式为热风干燥和烘缸干燥中的一种或两种。

10.根据权利要求5所述的芳纶纳米纤维云母复合材料的工业制备方法，其特征在于，所述溶胶先经过脱泡后，再与水或低浓度溶剂水溶液进行溶剂交换；

优选地，所述低浓度溶剂水溶液的质量浓度≤20％；

优选地，溶剂交换后得到的质量浓度＞20％的高浓度溶剂水溶液通过蒸发回收利用；

优选地，所述芳纶纳米纤维云母复合材料为芳纶纳米纤维云母复合绝缘纸，所述制备方法包括如下步骤：

(1)混合芳纶纳米纤维和溶剂，得到芳纶纳米分散液；

(2)将云母鳞片加入到所述芳纶纳米分散液中，得到溶胶；

(3)将所述溶胶进行脱泡，通过制膜机与低浓度溶剂水溶液进行溶剂交换，水洗得到水凝胶；

(4)干燥所述水凝胶，卷曲，即得芳纶纳米纤维云母复合绝缘纸。