制备间位芳纶纸所用的浆料、生产方法及由该浆料制成的间位芳纶纸及生产方法

摘要

一种制备间位芳纶纸所用的浆料，其中，浆料中间位芳纶纤维的质量比为：长度为3～8mm的间位芳纶短切纤维，纤度为1～2D：15～70％；打浆度为30～50°SR的间位芳纶沉析纤维：10～60％；长度为10～20mm，纤度为1-2D的间位芳纶纤维：5～30％。本发明的优点：相对于现有技术，浆料中加入了长度为10～20mm，纤度为1-2D的间位芳纶纤维，使芳纶纸的抗撕裂性能大幅提高。

说明书

技术领域

本发明涉及浆料或纸浆组合物，特别涉及间位芳纶纸所用的浆料及其应用。

背景技术

间位芳纶纸，也称聚间芳酰胺纸，是用纯间位芳纶(聚间苯二甲酰间苯二胺)纤维制成的一种特种纸，现有技术中的间位芳纶纸主要由含芳纶短切纤维与芳纶沉析纤维的浆料经浆料上网成形，压榨、干燥，高温压光处理而成。短切纤维长度提供材料的机械性能，芳纶沉析纤维为毛细纤维丰富的纸浆状纤维，起到粘结的作用，在纸张成形后，通过加热加压等作用，使得熔点较短切纤维低的沉析纤维熔化，将短切纤维粘在一起。间位芳纶纸具有高强度、低变形、耐高温、耐化学腐蚀、阻燃和优良的电绝缘性能，广泛应用于航空航天、交通运输和电工绝缘等领域。

间位芳纶纸在制作变压器绕组、蜂窝芯材等应用过程中，对撕裂度要求较高，而现有的间位芳纶纸撕裂度较低，从而造成其应用受到局限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种间位芳纶纸所用的浆料，使用该浆料制备的间位芳纶纸撕裂度高。

为了实现本发明目的，采用以下技术方案：

一种制备间位芳纶纸所用的浆料，其中，浆料中间位芳纶纤维的质量比为：

长度为3～8mm的间位芳纶短切纤维，纤度为1～2D：15～70％；

打浆度为30～50°SR的间位芳纶沉析纤维：10～60％；

长度为10～20mm，纤度为1-2D的间位芳纶纤维：5～30％。

制备浆料的生产方法，其中，依次包括以下步骤：

(1)分别在100份水中加入长度为3-8mm，纤度为1～2D的间位芳纶短切纤维1.0～5份，碎浆机对混合液机械分散5～15分钟，使混合液中无肉眼可见的团块后再加入300～700份的水，之后，用超声波分散装置对混合液分散5～15分钟，同时搅拌混合液，使每200ml中的混合液在光照下的絮状物少于5个；在100份水中加入打浆度为30-50°SR的间位芳纶沉析纤维1.0～5份，碎浆机对混合液机械分散5～15分钟，使混合液中无肉眼可见的团块后再加入300～700份的水，之后，用机械分散装置对混合液分散5～15分钟，使每200ml中的混合液在光照下的絮状物少于5个；在100份水中加入长度为10-20mm，纤度为1-2D的间位芳纶纤维经1.0～5份，碎浆机对混合液机械分散5～15分钟，使混合液中无肉眼可见的团块后再加入300～700份的水，之后，用超声波分散装置对混合液分散15～45分钟，同时搅拌混合液，使每200ml中的混合液在光照下的絮状物少于5个；

(2)将步骤(1)所得的三种混合液进行混合，使所得浆料中各间位芳纶纤维的质量比为：

长度为3～8mm的间位芳纶短切纤维，纤度为1～2D：15～70％；

打浆度为30～50°SR的间位芳纶沉析纤维：10～60％；

长度为10～20mm，纤度为1-2D的间位芳纶纤维：5～30％。

本发明还提供了一种使用浆料而制备的间位芳纶纸。

制备间位芳纶纸的方法，其中，依次包括以下步骤：浆料上网成形，压榨、干燥，高温压光处理；在所述的浆料上网成形过程中，上网成形工序中选用专用斜网成型器斜网成形技术，用压力筛进行筛选，保留良浆上网；浆速和网速的比值为0.96～1.02∶1之间；上网浓度在0.01～0.05％；所述压榨、干燥工序依次为：首先所述压榨工序采用双辊双毯一道压榨脱水，压榨线压力为80～120kN/m；其次所述干燥工序为接触式干网辅助烘缸干燥，烘干温度为80～115℃，烘干时间为0.5～2分钟；所述高温压光处理工序中，高温压光工作温度为200～380℃，以100～350kN/m线压条件热压成型。

本发明的优点：

相对于现有技术，浆料中加入了长度为10～20mm，纤度为1～2D的间位芳纶纤维，使芳纶纸的抗撕裂性能大幅提高。

本发明还提供了制备所述浆料的方法，加入长度为10～20mm，纤度为1-2D的间位芳纶纤维带来的分散困难问题通过使用超声波分散技术加以解决，并且制备过程中不添加任何非芳纶成分化学品的先进做法。

具体实施方式

具体实施方式

实施例1

发明人采用烟台氨纶股份有限公司生产的纽士达牌间位芳纶纤维作为原料，具体情况为：本发明在烟台美士达年产500吨芳纶纸生产线进行了标准厚度为0.05mm的高撕裂度间位芳纶纸的制备实施，并且对样品进行了性能指标检测，检测项目及方法见表1。

表1

  测试项目  测试方法  厚度  GB/T451.3-2002  密度  GB/T451.3-2002  抗张强度  GB/T12914-1991  伸长率  GB/T12914-1991  边缘撕裂度  IEC 60819-2：2001

制备间位芳纶纸所用的浆料生产方法，依次包括以下步骤：

(1)分别在100份水中加入长度为8mm纤度为1D的间位芳纶短切纤维1.0份，碎浆机对混合液机械分散5分钟，使混合液中无肉眼可见的团块后再加入300份的水，之后，用超声波分散装置对混合液分散5分钟，同时搅拌混合液，使每200ml中的混合液在光照下的絮状物少于5个；在100份水中加入打浆度为30°SR的间位芳纶沉析纤维1.0份，碎浆机对混合液机械分散5分钟，使混合液中无肉眼可见的团块后再加入300份的水，之后，用机械分散装置对混合液分散5分钟，使每200ml中的混合液在光照下的絮状物少于5个；在100份水中加入长度为20mm，纤度为2D的间位芳纶纤维经1.0份，碎浆机对混合液机械分散5分钟，使混合液中无肉眼可见的团块后再加入300份的水，之后，用超声波分散装置对混合液分散15分钟，同时搅拌混合液，使每200ml中的混合液在光照下的絮状物少于5个；

(2)将步骤(1)所得的，按照以下浆料中间位芳纶的质量比进行混合：

长度为8mm的间位芳纶短切纤维，纤度为1D：15％；

打浆度为30°SR的间位芳纶沉析纤维：60％；

长度为20mm，纤度为2D的间位芳纶纤维：25％。

制备间位芳纶纸的制备方法为：

1、上网成形工序中选用专用斜网成型器斜网成形技术，用压力筛进行筛选，保留良浆上网；浆速和网速的比值为0.96∶1；上网浓度在0.01％。

2、压榨、干燥工序依次如下：

(1)压榨工序采用双辊双毯一道压榨脱水，压榨线压力为80kN/m；

(2)所述干燥工序为接触式干网辅助烘缸干燥，烘干温度为80℃，烘干时间为2.0分钟。

本发明的间位芳纶纸的制备方法，其中，所述高温压光处理工序中，高温压光工作温度为380℃，以350kN/m线压条件热压成型。

实施例2

制备间位芳纶纸所用的浆料生产方法，依次包括以下步骤：

(1)分别在100份水中加入长度为8mm纤度为2D的间位芳纶短切纤维3.0份，碎浆机对混合液机械分散10分钟，使混合液中无肉眼可见的团块后再加入500份的水，之后，用超声波分散装置对混合液分散10分钟，同时搅拌混合液，使每200ml中的混合液在光照下的絮状物少于5个；在100份水中加入打浆度为30°SR的间位芳纶沉析纤维3.0份，碎浆机对混合液机械分散10分钟，使混合液中无肉眼可见的团块后再加入500份的水，之后，用机械分散装置对混合液分散10分钟，使每200ml中的混合液在光照下的絮状物少于5个；在100份水中加入长度为20mm，纤度为2D的间位芳纶纤维经3.0份，碎浆机对混合液机械分散10分钟，使混合液中无肉眼可见的团块后再加入500份的水，之后，用超声波分散装置对混合液分散30分钟，同时搅拌混合液，使每200ml中的混合液在光照下的絮状物少于5个；

(2)将步骤(1)所得的，按照以下浆料中间位芳纶的质量比进行混合：

长度为8mm的间位芳纶短切纤维，纤度为2D：35％；

打浆度为30°SR的间位芳纶沉析纤维：60％；

长度为20mm，纤度为2D的间位芳纶纤维：5％。

制备间位芳纶纸的制备方法为：

1、上网成形工序中选用专用斜网成型器斜网成形技术，用压力筛进行筛选，保留良浆上网；浆速和网速的比值为0.99∶1；上网浓度在0.03％。

2、压榨、干燥工序依次如下：

(1)压榨工序采用双辊双毯一道压榨脱水，压榨线压力为100kN/m；

(2)所述干燥工序为接触式干网辅助烘缸干燥，烘干温度为97℃，烘干时间为1.2分钟。

本发明的间位芳纶纸的制备方法，其中，所述高温压光处理工序中，高温压光工作温度为290℃，以100kN/m线压条件热压成型。

实施例3

制备间位芳纶纸所用的浆料生产方法，依次包括以下步骤：

(1)分别在100份水中加入长度为3mm纤度为1D的间位芳纶短切纤维5.0份，碎浆机对混合液机械分散15分钟，使混合液中无肉眼可见的团块后再加入700份的水，之后，用超声波分散装置对混合液分散15分钟，同时搅拌混合液，使每200ml中的混合液在光照下的絮状物少于5个；在100份水中加入打浆度为50°SR的间位芳纶沉析纤维5.0份，碎浆机对混合液机械分散15分钟，使混合液中无肉眼可见的团块后再加入700份的水，之后，用机械分散装置对混合液分散15分钟，使每200ml中的混合液在光照下的絮状物少于5个；在100份水中加入长度为10mm，纤度为1D的间位芳纶纤维经5.0份，碎浆机对混合液机械分散15分钟，使混合液中无肉眼可见的团块后再加入700份的水，之后，用超声波分散装置对混合液分散45分钟，同时搅拌混合液，使每200ml中的混合液在光照下的絮状物少于5个；

(2)将步骤(1)所得的，按照以下浆料中间位芳纶的质量比进行混合：

长度为3mm的间位芳纶短切纤维，纤度为1D：70％；

打浆度为50°SR的间位芳纶沉析纤维：10％；

长度为10mm，纤度为1D的间位芳纶纤维：20％。

制备间位芳纶纸的制备方法为：

1、上网成形工序中选用专用斜网成型器斜网成形技术，用压力筛进行筛选，保留良浆上网；浆速和网速的比值为1.02∶1；上网浓度在0.05％。

2、压榨、干燥工序依次如下：

(1)压榨工序采用双辊双毯一道压榨脱水，压榨线压力为120kN/m；

(2)所述干燥工序为接触式干网辅助烘缸干燥，烘干温度为115℃，烘干时间为0.5分钟。

本发明的间位芳纶纸的制备方法，其中，所述高温压光处理工序中，高温压光工作温度为200℃，以220kN/m线压条件热压成型。

实施例1～3所得样品性能指标见表2。

表2

通过对表2分析可以发现：

(1)所有实施例检测数值都已达到标准要求，且CV值都≤15％，说明产品性能均能达到使用要求，产品均匀性也较好，边缘撕裂度远远超过标准要求，能够更好地满足高抗撕裂应用要求。

(2)产品组分中沉析纤维比例不变的情况下，超长纤维的比例越高，边缘撕裂度增加越大，但其他机械强度增加不明显。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。