一种聚酰亚胺纤维纸的制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110300366.7

申请日:

2011.09.28

公开号:

CN102352576A

公开日:

2012.02.15

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):D21H 13/26申请公布日:20120215|||实质审查的生效IPC(主分类):D21H 13/26申请日:20110928|||公开

IPC分类号:

D21H13/26; D21H17/55

主分类号:

D21H13/26

申请人:

陕西科技大学

发明人:

陆赵情; 徐强; 丁孟贤; 花莉; 杨诚; 孟育; 罗清

地址:

710021 陕西省西安市未央区大学园1号

优先权:

专利代理机构:

西安通大专利代理有限责任公司 61200

代理人:

陆万寿

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内容摘要

本发明提供一种聚酰亚胺纤维纸的制备方法,该制备方法将短切聚酰亚胺纤维疏解分散成单根的纤维,在浆料中加入PEO、丁苯胶乳、CPAM等化学药品,然后用抄纸机抄造成纸,并利用热压机对纸页进行热压,该制备方法能够有效地减少聚酰亚胺纤维成型的生产成本,增强纸页的强度,所制备的聚酰亚胺纤维纸使用范围更广。

权利要求书

1: 一种聚酰亚胺纤维纸的制备方法, 其特征在于包括以下步骤 : (1) 将短切聚酰亚胺纤维疏解成单根纤维 ; (2) 在抄纸前的流送系统中加入短切聚酰亚胺纤维绝干质量 0.02 ~ 0.1%的聚氧化乙 烯和 3 ~ 15%的丁苯胶乳以及丁苯胶乳质量 0.5 ~ 4%的阳离子聚丙烯酰胺, 使经过步骤 (1) 疏解的短切聚酰亚胺纤维与水、 聚氧化乙烯、 丁苯胶乳以及阳离子聚丙烯酰胺混合得水 悬浮体浆料, 水悬浮体浆料中短切聚酰亚胺纤维的质量分数为 0.05-1% ; (3) 将水悬浮体浆料在抄纸机上形成定量为 30 ~ 100g/m2 的纸页, 然后对纸页表面进 行热压处理, 得聚酰亚胺纤维纸。
2: 根据权利要求 1 所述一种聚酰亚胺纤维纸的制备方法, 其特征在于 : 所述短切聚酰 亚胺纤维的长度为 1-15mm。
3: 根据权利要求 1 所述一种聚酰亚胺纤维纸的制备方法, 其特征在于 : 所述步骤 (1) 的疏解过程为将短切聚酰亚胺纤维在槽式打浆机内疏解 10 ~ 50 分钟, 再在加 1 ~ 3Kg 力 下疏解 20 ~ 60 分钟。
4: 根据权利要求 1 所述一种聚酰亚胺纤维纸的制备方法, 其特征在于 : 所述抄纸机为 圆网抄纸机、 长网抄纸机或斜网抄纸机。

说明书


一种聚酰亚胺纤维纸的制备方法

    【技术领域】
     本发明属于造纸工业与材料的交叉领域, 具体涉及一种聚酰亚胺纤维纸的制备方法。 背景技术 聚酰亚胺纤维是高性能纤维的一个品种, 具有高模量、 高强度、 低吸水率、 耐高低 温、 耐化学腐蚀、 耐水解、 耐辐照、 良好的电绝缘性和优异的耐热氧化稳定性能的特点, 其在 航空航天工业、 电气绝缘、 原子能工业、 卫星、 核潜艇及微电子工业具有广阔的应用前途。 在 现代高科技领域主要是用于航空航天工业、 电气绝缘、 原子能工业、 卫星、 核潜艇及微电子 工业。
     利用聚酰亚胺纤维与其树脂构成的复合材料能更广泛的应用于高技术行业, 如航 空电缆、 挠性印刷电缆、 高温绝缘电器、 航天火箭发动机喷管、 原子能设施中的结构材料、 航 空发动机的结构材料、 新型战斗机的结构材料。 但是由于制造成本的原因, 限制了聚酰亚胺 纤维的使用。
     芳纶纤维纸是世界上耐高温绝缘纸中发展最快的特种化学纤维纸, 具有优良的物 理机械性能, 较好的稳定性、 阻燃性、 电绝缘性和耐辐射性, 是航空、 航天、 国防、 电子、 通讯、 环保、 化工和海洋开发等领域中的重要基础材料。 利用芳纶纤维制备的芳纶纤维纸基材料, 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。
     但目前芳纶纤维纸基材料的最高使用温度在 200 ℃左右, 有文献报道, 芳纶纸可 在 180 ℃下使用 10a 以上, 使用寿命高于工业用有机耐高温纸 ; 在 200 ℃干热状态下放置 1000h, 力学强度仍保持原来的 75% ; 在 120℃是热状态下放置 1000h, 力学强度保持原来的 60%以上 ; 在 370℃以上分解出少量 CO2、 CO 和 N2 气体 ( 陆赵情, 张美云, 王志杰, 吴养育 . 芳 纶纤维纸及研究进展 [J]. 绝缘材料, 2006, (4).)。
     发明内容
     本发明的目的在于提供一种生产成本低、 操作简单的聚酰亚胺纤维纸的制备方法。 为了实现上述目的, 本发明采用了以下技术方案 :
     (1) 将短切聚酰亚胺纤维疏解成单根纤维 ;
     (2) 在抄纸前的流送系统中加入短切聚酰亚胺纤维绝干质量 0.02 ~ 0.1%的聚氧 化乙烯 (PEO) 和 3 ~ 15%的丁苯胶乳以及丁苯胶乳质量 0.5 ~ 4%的阳离子聚丙烯酰胺 (CPAM), 使经过步骤 (1) 疏解的短切聚酰亚胺纤维与水、 聚氧化乙烯 (PEO)、 丁苯胶乳以及 阳离子聚丙烯酰胺 (CPAM) 混合得水悬浮体浆料, 水悬浮体浆料中短切聚酰亚胺纤维的质 量分数为 0.05-1% ;
     (3) 将水悬浮体浆料经高位箱或流浆箱在抄纸机上, 通过自身的化学作用、 摩擦、 2 缠结、 粘合或其组合结合在一起, 形成定量为 30 ~ 100g/m 的纸页, 然后用热压机对纸页表
     面进行热压处理, 得聚酰亚胺纤维纸。
     所述短切聚酰亚胺纤维的长度为 1-15mm。
     所述步骤 (1) 的疏解过程为将短切聚酰亚胺纤维在槽式打浆机内疏解 10 ~ 50 分 钟, 再在加 1 ~ 3Kg 力下疏解 20 ~ 60 分钟。
     所述抄纸机为圆网抄纸机、 长网抄纸机或斜网抄纸机。
     本发明的有益效果体现在 : 本发明所述聚酰亚胺纤维纸的制备方法采用传统湿法 抄纸的方法将聚酰亚胺纤维抄制成纸页, 并对纸页进行热压, 生产成本低, 操作简单, 采用 该方法制备的聚酰亚胺纤维纸具有耐高温、 强度高等诸多特点, 与现有芳纶纤维纸相比, 不 仅使用范围更广, 而且可以满足特殊领域的应用要求。 附图说明
     图 1 是本发明的工艺流程图。具体实施方式
     下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。 实施例 1
     参见图 1, (1) 将短切聚酰亚胺纤维疏解成单根纤维 ; 所述短切聚酰亚胺纤维的长 度为 5mm ; 所述步骤 (1) 的疏解过程为将短切聚酰亚胺纤维在槽式打浆机内疏解 10 分钟, 再在加 2Kg 力下疏解 60 分钟 ; (2) 在抄纸前的流送系统中加入短切聚酰亚胺纤维绝干质量 0.06%的聚氧化乙烯 (PEO) 和 9%的丁苯胶乳以及丁苯胶乳质量 0.5%的阳离子聚丙烯酰 胺 (CPAM), 使经过步骤 (1) 疏解的短切聚酰亚胺纤维与水、 聚氧化乙烯 (PEO)、 丁苯胶乳以 及阳离子聚丙烯酰胺 (CPAM) 混合得水悬浮体浆料, 水悬浮体浆料中短切聚酰亚胺纤维的 质量分数为 1% ; (3) 将水悬浮体浆料经高位箱或流浆箱在抄纸机上通过自身的化学作用、 摩擦、 缠结、 粘合或其组合结合在一起, 形成定量为 100g/m2 的纸页, 然后用热压机对纸页表 面进行热压处理, 得聚酰亚胺纤维纸, 所述抄纸机为圆网抄纸机。
     实施例 2
     参见图 1, (1) 将短切聚酰亚胺纤维疏解成单根纤维 ; 所述短切聚酰亚胺纤维的长 度为 1mm ; 所述步骤 (1) 的疏解过程为将短切聚酰亚胺纤维在槽式打浆机内疏解 30 分钟, 再在加 3Kg 力下疏解 40 分钟 ; (2) 在抄纸前的流送系统中加入短切聚酰亚胺纤维绝干质量 0.1%的聚氧化乙烯 (PEO) 和 3%的丁苯胶乳以及丁苯胶乳质量 2.5%的阳离子聚丙烯酰胺 (CPAM), 使经过步骤 (1) 疏解的短切聚酰亚胺纤维与水、 聚氧化乙烯 (PEO)、 丁苯胶乳以及 阳离子聚丙烯酰胺 (CPAM) 混合得水悬浮体浆料, 水悬浮体浆料中短切聚酰亚胺纤维的质 量分数为 0.05%; (3) 将水悬浮体浆料经高位箱或流浆箱在抄纸机上通过自身的化学作用、 摩擦、 缠结、 粘合或其组合结合在一起, 形成定量为 65g/m2 的纸页, 然后用热压机对纸页表 面进行热压处理, 得聚酰亚胺纤维纸, 所述抄纸机为长网抄纸机。
     实施例 3
     参见图 1, (1) 将短切聚酰亚胺纤维疏解成单根纤维 ; 所述短切聚酰亚胺纤维的长 度为 15mm ; 所述步骤 (1) 的疏解过程为将短切聚酰亚胺纤维在槽式打浆机内疏解 50 分钟, 再在加 1Kg 力下疏解 20 分钟 ; (2) 在抄纸前的流送系统中加入短切聚酰亚胺纤维绝干质量
     0.02%的聚氧化乙烯 (PEO) 和 15%的丁苯胶乳以及丁苯胶乳质量 4%的阳离子聚丙烯酰胺 (CPAM), 使经过步骤 (1) 疏解的短切聚酰亚胺纤维与水、 聚氧化乙烯 (PEO)、 丁苯胶乳以及 阳离子聚丙烯酰胺 (CPAM) 混合得水悬浮体浆料, 水悬浮体浆料中短切聚酰亚胺纤维的质 量分数为 0.1% ; (3) 将水悬浮体浆料经高位箱或流浆箱在抄纸机上通过自身的化学作用、 摩擦、 缠结、 粘合或其组合结合在一起, 形成定量为 30g/m2 的纸页, 然后用热压机对纸页表 面进行热压处理, 得聚酰亚胺纤维纸, 所述抄纸机为斜网抄纸机。
     本发明利用槽式打浆机将短切聚酰亚胺纤维疏解分散成单根的纤维, 在浆料中加 入 PEO、 丁苯胶乳、 CPAM 等化学药品, 然后用抄纸机抄造成纸, 通过热压处理, 增强了纸页强 度, 良好的强度满足了其在实际当中的应用。
     本发明制备的聚酰亚胺纤维纸产品性能如下表 :
     聚酰亚胺纤维由于自身的结构的特点, 具有耐高温、 热稳定、 良好的电绝缘性等特 点。有文献报道, 对不同合成途径和纺丝的聚酰亚胺纤维进行热重分析表明, 其开始的分 解温度都可达到 300℃以上, 有的分解温度甚至可达到 600℃。因此, 在对温度需求更高的 地方, 聚酰亚胺纤维纸基材料显示出更大的优势, 聚酰亚胺纤维纸基材料的使用温度可达 300℃以上。
    

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资源描述

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1、10申请公布号CN102352576A43申请公布日20120215CN102352576ACN102352576A21申请号201110300366722申请日20110928D21H13/26200601D21H17/5520060171申请人陕西科技大学地址710021陕西省西安市未央区大学园1号72发明人陆赵情徐强丁孟贤花莉杨诚孟育罗清74专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人陆万寿54发明名称一种聚酰亚胺纤维纸的制备方法57摘要本发明提供一种聚酰亚胺纤维纸的制备方法,该制备方法将短切聚酰亚胺纤维疏解分散成单根的纤维,在浆料中加入PEO、丁苯胶乳、CPAM等化学药品,。

2、然后用抄纸机抄造成纸,并利用热压机对纸页进行热压,该制备方法能够有效地减少聚酰亚胺纤维成型的生产成本,增强纸页的强度,所制备的聚酰亚胺纤维纸使用范围更广。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102352583A1/1页21一种聚酰亚胺纤维纸的制备方法,其特征在于包括以下步骤1将短切聚酰亚胺纤维疏解成单根纤维;2在抄纸前的流送系统中加入短切聚酰亚胺纤维绝干质量00201的聚氧化乙烯和315的丁苯胶乳以及丁苯胶乳质量054的阳离子聚丙烯酰胺,使经过步骤1疏解的短切聚酰亚胺纤维与水、聚氧化乙烯、丁苯胶乳以及阳离子聚丙烯酰胺混合得水悬浮体浆。

3、料,水悬浮体浆料中短切聚酰亚胺纤维的质量分数为0051;3将水悬浮体浆料在抄纸机上形成定量为30100G/M2的纸页,然后对纸页表面进行热压处理,得聚酰亚胺纤维纸。2根据权利要求1所述一种聚酰亚胺纤维纸的制备方法,其特征在于所述短切聚酰亚胺纤维的长度为115MM。3根据权利要求1所述一种聚酰亚胺纤维纸的制备方法,其特征在于所述步骤1的疏解过程为将短切聚酰亚胺纤维在槽式打浆机内疏解1050分钟,再在加13KG力下疏解2060分钟。4根据权利要求1所述一种聚酰亚胺纤维纸的制备方法,其特征在于所述抄纸机为圆网抄纸机、长网抄纸机或斜网抄纸机。权利要求书CN102352576ACN102352583A1。

4、/3页3一种聚酰亚胺纤维纸的制备方法技术领域0001本发明属于造纸工业与材料的交叉领域,具体涉及一种聚酰亚胺纤维纸的制备方法。背景技术0002聚酰亚胺纤维是高性能纤维的一个品种,具有高模量、高强度、低吸水率、耐高低温、耐化学腐蚀、耐水解、耐辐照、良好的电绝缘性和优异的耐热氧化稳定性能的特点,其在航空航天工业、电气绝缘、原子能工业、卫星、核潜艇及微电子工业具有广阔的应用前途。在现代高科技领域主要是用于航空航天工业、电气绝缘、原子能工业、卫星、核潜艇及微电子工业。0003利用聚酰亚胺纤维与其树脂构成的复合材料能更广泛的应用于高技术行业,如航空电缆、挠性印刷电缆、高温绝缘电器、航天火箭发动机喷管、原。

5、子能设施中的结构材料、航空发动机的结构材料、新型战斗机的结构材料。但是由于制造成本的原因,限制了聚酰亚胺纤维的使用。0004芳纶纤维纸是世界上耐高温绝缘纸中发展最快的特种化学纤维纸,具有优良的物理机械性能,较好的稳定性、阻燃性、电绝缘性和耐辐射性,是航空、航天、国防、电子、通讯、环保、化工和海洋开发等领域中的重要基础材料。利用芳纶纤维制备的芳纶纤维纸基材料,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。0005但目前芳纶纤维纸基材料的最高使用温度在200左右,有文献报道,芳纶纸可在180下使用10A以上,使用寿命高于工业用有机耐高温纸;在200干热状态下放置1000H,力学强度。

6、仍保持原来的75;在120是热状态下放置1000H,力学强度保持原来的60以上;在370以上分解出少量CO2、CO和N2气体陆赵情,张美云,王志杰,吴养育芳纶纤维纸及研究进展J绝缘材料,2006,4。发明内容0006本发明的目的在于提供一种生产成本低、操作简单的聚酰亚胺纤维纸的制备方法。0007为了实现上述目的,本发明采用了以下技术方案00081将短切聚酰亚胺纤维疏解成单根纤维;00092在抄纸前的流送系统中加入短切聚酰亚胺纤维绝干质量00201的聚氧化乙烯PEO和315的丁苯胶乳以及丁苯胶乳质量054的阳离子聚丙烯酰胺CPAM,使经过步骤1疏解的短切聚酰亚胺纤维与水、聚氧化乙烯PEO、丁苯胶。

7、乳以及阳离子聚丙烯酰胺CPAM混合得水悬浮体浆料,水悬浮体浆料中短切聚酰亚胺纤维的质量分数为0051;00103将水悬浮体浆料经高位箱或流浆箱在抄纸机上,通过自身的化学作用、摩擦、缠结、粘合或其组合结合在一起,形成定量为30100G/M2的纸页,然后用热压机对纸页表说明书CN102352576ACN102352583A2/3页4面进行热压处理,得聚酰亚胺纤维纸。0011所述短切聚酰亚胺纤维的长度为115MM。0012所述步骤1的疏解过程为将短切聚酰亚胺纤维在槽式打浆机内疏解1050分钟,再在加13KG力下疏解2060分钟。0013所述抄纸机为圆网抄纸机、长网抄纸机或斜网抄纸机。0014本发明的。

8、有益效果体现在本发明所述聚酰亚胺纤维纸的制备方法采用传统湿法抄纸的方法将聚酰亚胺纤维抄制成纸页,并对纸页进行热压,生产成本低,操作简单,采用该方法制备的聚酰亚胺纤维纸具有耐高温、强度高等诸多特点,与现有芳纶纤维纸相比,不仅使用范围更广,而且可以满足特殊领域的应用要求。附图说明0015图1是本发明的工艺流程图。具体实施方式0016下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。0017实施例10018参见图1,1将短切聚酰亚胺纤维疏解成单根纤维;所述短切聚酰亚胺纤维的长度为5MM;所述步骤1的疏解过程为将短切聚酰亚胺纤维在槽式打浆机内疏解10分钟,再在加2KG力下疏解60分钟;2在抄纸前的流送系统中加。

9、入短切聚酰亚胺纤维绝干质量006的聚氧化乙烯PEO和9的丁苯胶乳以及丁苯胶乳质量05的阳离子聚丙烯酰胺CPAM,使经过步骤1疏解的短切聚酰亚胺纤维与水、聚氧化乙烯PEO、丁苯胶乳以及阳离子聚丙烯酰胺CPAM混合得水悬浮体浆料,水悬浮体浆料中短切聚酰亚胺纤维的质量分数为1;3将水悬浮体浆料经高位箱或流浆箱在抄纸机上通过自身的化学作用、摩擦、缠结、粘合或其组合结合在一起,形成定量为100G/M2的纸页,然后用热压机对纸页表面进行热压处理,得聚酰亚胺纤维纸,所述抄纸机为圆网抄纸机。0019实施例20020参见图1,1将短切聚酰亚胺纤维疏解成单根纤维;所述短切聚酰亚胺纤维的长度为1MM;所述步骤1的疏。

10、解过程为将短切聚酰亚胺纤维在槽式打浆机内疏解30分钟,再在加3KG力下疏解40分钟;2在抄纸前的流送系统中加入短切聚酰亚胺纤维绝干质量01的聚氧化乙烯PEO和3的丁苯胶乳以及丁苯胶乳质量25的阳离子聚丙烯酰胺CPAM,使经过步骤1疏解的短切聚酰亚胺纤维与水、聚氧化乙烯PEO、丁苯胶乳以及阳离子聚丙烯酰胺CPAM混合得水悬浮体浆料,水悬浮体浆料中短切聚酰亚胺纤维的质量分数为005;3将水悬浮体浆料经高位箱或流浆箱在抄纸机上通过自身的化学作用、摩擦、缠结、粘合或其组合结合在一起,形成定量为65G/M2的纸页,然后用热压机对纸页表面进行热压处理,得聚酰亚胺纤维纸,所述抄纸机为长网抄纸机。0021实施。

11、例30022参见图1,1将短切聚酰亚胺纤维疏解成单根纤维;所述短切聚酰亚胺纤维的长度为15MM;所述步骤1的疏解过程为将短切聚酰亚胺纤维在槽式打浆机内疏解50分钟,再在加1KG力下疏解20分钟;2在抄纸前的流送系统中加入短切聚酰亚胺纤维绝干质量说明书CN102352576ACN102352583A3/3页5002的聚氧化乙烯PEO和15的丁苯胶乳以及丁苯胶乳质量4的阳离子聚丙烯酰胺CPAM,使经过步骤1疏解的短切聚酰亚胺纤维与水、聚氧化乙烯PEO、丁苯胶乳以及阳离子聚丙烯酰胺CPAM混合得水悬浮体浆料,水悬浮体浆料中短切聚酰亚胺纤维的质量分数为01;3将水悬浮体浆料经高位箱或流浆箱在抄纸机上通。

12、过自身的化学作用、摩擦、缠结、粘合或其组合结合在一起,形成定量为30G/M2的纸页,然后用热压机对纸页表面进行热压处理,得聚酰亚胺纤维纸,所述抄纸机为斜网抄纸机。0023本发明利用槽式打浆机将短切聚酰亚胺纤维疏解分散成单根的纤维,在浆料中加入PEO、丁苯胶乳、CPAM等化学药品,然后用抄纸机抄造成纸,通过热压处理,增强了纸页强度,良好的强度满足了其在实际当中的应用。0024本发明制备的聚酰亚胺纤维纸产品性能如下表00250026聚酰亚胺纤维由于自身的结构的特点,具有耐高温、热稳定、良好的电绝缘性等特点。有文献报道,对不同合成途径和纺丝的聚酰亚胺纤维进行热重分析表明,其开始的分解温度都可达到300以上,有的分解温度甚至可达到600。因此,在对温度需求更高的地方,聚酰亚胺纤维纸基材料显示出更大的优势,聚酰亚胺纤维纸基材料的使用温度可达300以上。说明书CN102352576ACN102352583A1/1页6图1说明书附图CN102352576A。

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