[发明专利]一种对位芳纶纸及其制备方法

说明书

本发明提供了一种对位芳纶纸的制备方法，包括：将对位芳纶纳米纤维料液进行上网成型，得到湿纸张；将湿纸张进行多级缓冲压榨脱水，得到脱水后的湿纸张；将脱水后的湿纸张依次进行多级低温烘干和张力辅助干燥进行干燥成型，得到对位芳纶纸；所述上网成型的方法为：将对位芳纶纳米纤维料液上浆后滤水，在成型网表面形成湿纸胚；对湿纸胚的下表面进行真空抽吸然后用上顶网成型器对湿纸胚的上表面进行脱水相结合的方式进行双向脱水，得到湿纸张。本发明采用特殊的上网成型工艺、多级缓冲压榨工艺、多级低温烘干工艺及张力辅助干燥工艺能够制备得到均匀性好、力学性能和绝缘性能优异的芳纶纸。本发明还提供了一种对位芳纶纸。

技术领域

本发明涉及膜材料技术领域，尤其涉及一种对位芳纶纸及其制备方法。

背景技术

对位芳纶纸(PAP)是一种高性能的特种膜材料，具有高强高模、尺寸稳定性优异、电气绝缘性能优良、耐化学腐蚀、重量轻等优点，其可作为结构材料、绝缘材料、透波以及过滤材料等广泛用于航空航天、军事装备、电子电器等行业。

目前用于制备PAP的原料主要是对位芳纶短纤、浆粕或沉析纤维，有时还加入间位芳纶或其他热塑性树脂作为增强剂。造纸的过程也较为复杂，一般需要经过特殊工艺将纤维打成浆料，需要加入分散剂提高浆料的分散性和稳定性。即便如此，也难以制备得到性能稳定的PAP。因为PAP厚度一般在数十微米(部分特殊用途的PAP厚度在100微米以上)，而对位芳纶短纤维的直径在10微米左右，浆粕和沉析纤维的主要结构尺寸也在几百纳米到数微米，一旦浆料分散不匀，极易造成PAP的不均匀，进而使PAP性能不稳定。另外，加入间位芳纶纤维和分散助剂也会恶化PAP的性能。间位芳纶吸湿性较大，会引起PAP高湿度下的尺寸稳定性下降，难以满足高精度产品的要求。而分散剂的加入，一方面不利于PAP的介电性能，另一方面也会产生大量废水，导致污染环境或提高生产成本。

而且，采用全纳米纤维造纸过程中存在着脱水难，制备的湿纸张湿强度低，在干燥的过程中尺寸收缩大等难题，严重影响了制备得到的对位芳纶纸的性能。因此，研发一种高性能的PAP的制备工艺成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种对位芳纶纸及其制备方法，本发明提供的对位芳纶纸的制备方法工艺简单而且制备得到的对位芳纶纸在力学及电学性能上均较为优异。

本发明提供了一种对位芳纶纸的制备方法，包括：

将对位芳纶纳米纤维料液进行上网成型，得到湿纸张；

对所述湿纸张进行多级缓冲压榨脱水处理，得到脱水后的湿纸张；

将所述脱水后的湿纸张进行干燥和压光成型，得到对位芳纶纸。

在本发明中，所述对位芳纶纳米纤维料液中对位芳纶纳米纤维的直径优选为10～100nm，更优选为20～80nm，更优选为30～70nm，最优选为40～60nm；所述对位芳纶纳米纤维料液中对位芳纶纳米纤维的长度优选为100nm～1000μm，更优选为500nm～800μm，更优选为800nm～600μm，最优选为1μm～500μm。

在本发明中，所述对位芳纶纳米纤维料液中的溶剂优选为水，更优选为去离子水。在本发明中，所述芳纶纳米纤维料液的质量浓度优选为0.5～2.5％，更优选为1～2％，最优选为1.5％。

本发明对所述对位芳纶纳米纤维料液的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的方法制备得到对位芳纶纳米纤维料液即可。在本发明中，所述对位芳纶纳米纤维料液的制备方法优选为：

在氯化物和聚乙二醇的作用下，将对苯二胺和对苯二甲酰氯在N-甲基吡咯烷酮中进行缩聚反应，得到反应产物；

将所述反应产物和溶剂混合后破碎，得到混合体系；

将所述混合体系和水混合后搅拌，得到对位芳纶纳米纤维料液。