[发明专利]一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸及其制备方法

权利要求书

1.一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸，其特征在于，其原料组分包括高性能碳纤维和对位芳纶纳米纤维，其制备方法包括如下步骤：

1）组分A配制：将碳纤维在去离子水中进行分散，碳纤维质量分散浓度为0.001%～0.1％；

2）组分B配制：用去离子水将对位芳纶纳米纤维分散成分散液，调整质量分散浓度0.05%～0.5%；

3）将组分A及70%～95%的组分B混合置入配浆釜中混浆，并通过加入去离子水量调整纸浆浓度为0.005%～0.2％，将配好的浆料抄造成纸基材料湿纸页；

4）在复合浆料在网部抽滤成型时，将剩余组分B通过压缩喷雾方式对复合纸基材料上表面进行单面均匀喷雾，然后通过底面真空抽吸脱水，形成复合湿纸页，在复合纸的上表面形成一层致密均匀的对位芳纶纳米纤维薄膜；

5）将湿纸页经压榨、干燥、热压得到复合纸基材料；

按照纤维绝干重量百分比计，组分A 0.5%～30%，组分B余量；

所述的组分B纤维直径10～200nm；所述的组分A纤维长度5～12mm，直径5～8μm；

步骤1）中组分A配浆前，按照以下步骤进行处理：将碳纤维进行表面处理：在马弗炉中350～450℃高温下对碳纤维进行高温刻蚀处理，处理时间长度为0.5～2小时；

步骤1）中组分A进行分散时加入分散剂与表面活性剂，其中，分散剂用量为碳纤维质量0.5%～10%；表面活性剂用量为碳纤维质量1%～10%；分散剂由聚氧化乙烯（PEO）和聚丙烯酰胺（PAM）组成，其质量比为3:1；

步骤3）中按照纤维绝干重量计，组分B用量为整体组分B质量的70%～95%。

2. 根据权利要求1所述的一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸，其特征在于，按照纤维绝干重量百分比计，组分A 10%～20%，组分B余量。

3.根据权利要求1所述的一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸，其特征在于，步骤1）中组分A进行分散时，高频疏解器频率5000～20000r/min；疏解时长3～5min。

4.根据权利要求1所述的一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸，其特征在于，步骤1）中碳纤维的分散浓度为0.01%～0.08%；步骤2）中对位芳纶纳米纤维的分散浓度为0.1%～0.3%。

5.根据权利要求1所述的一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸，其特征在于，步骤4）真空抽吸脱水过程真空度保持0.015～0.05MPa，真空抽吸脱水后干度控制在6%～15%。

6. 根据权利要求1所述的一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸，其特征在于，步骤5）中在 2～5MPa压力下压榨；在温度为 130～160℃，干燥3～10min，高温压光处理，在热压机上进行热压，压力控制在 5～15MPa，热压温度在 100～300℃，热压次数 1次。

7.根据权利要求1所述的一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸，其特征在于，步骤3）中抄造滤网的目数为100～300目。