[发明专利]增强纸、制造增强纸的方法以及包含增强纸的制品

说明书

一种增强纸，包括浸渍有聚醚酰亚胺组合物的非编织纤维毡。该非编织纤维毡包括增强纤维、高强度增韧纤维或它们的组合。该聚醚酰亚胺组合物包括具有如本文定义的重复单元的聚醚酰亚胺。还公开了一种制作增强纸的方法。该方法包括使非编织纤维毡的至少一部分与组合物接触以形成预浸料，和在有效提供增强纸的条件下加热。还描述了包括增强纸的制品。

背景技术

用于由芳纶纤维纸或无纺织物通过湿法、干法或纺丝方法制成的夹芯板的芯结构，通常具有蜂窝状或其他轻量、高强度的折叠蜂窝结构，用于各种应用。例如，具有折叠蜂窝状芯结构的面板可以用于航空工业，包装应用，交通内部组件，轻量建筑材料和运动产品。当前的材料通常由具有高强度和温度性能的专门开发的纸制品制成，但这种材料还面临一些技术限制，包括低机械强度、高吸湿性、不良的阻燃性能和不良的长期稳定性。用于增强纸的材料，包括环氧树脂、酚醛树脂或其他热固性聚合物技术，也倾向于增加热释放和烟。

轻量的折叠孔结构的一个示例是蜂窝结构，其通常由薄的高拉伸强度的纸通过在纸的接触表面上印刷粘合剂线，然后交替至多达2000张或更多张的间隔并在压力和热量下固化粘合剂而制成。然后，通过像拉开手风琴一样，将各个块的顶部和底部纸张彼此拉开，扩展等待的纸叠层。这会将纸叠层扩展成蜂窝状图案的块，其中粘合线定义了叠层中纸张之间的连接点，而相邻的胶合线对之间的间隔定义构成蜂窝状图案的各个壁的宽度。空气可以通过蜂窝吹入而帮助扩展。蜂窝可以在高温下热固化并用清漆或树脂涂覆或浸渍，这在固化后，就会稳定结构，增加强度和刚度。然后蜂窝就可以切成所需的厚度。

印刷线、热固化、浸渍和固化粘合剂，以及清漆或树脂中浸渍，高达32次，每次之后固化，会大大增加成本和时间，并需要昂贵的印刷设备和强力液压系统以打开蜂窝。另外，目前由芳族聚酰胺纤维和纤条制成的纸是固有吸湿性的，在高湿度下会失去强度。由于压力和相对湿度的变化，水分还可以积聚于纸中，从而对重量产生显著影响，这尤其是在航空航天和运输应用中是至关重要的因素。此外，如上，纸通常用环氧树脂或酚醛树脂处理而增强和硬化纸，这会增加纸的生产步骤和时间。环氧或酚醛涂料可以有害地向结构中添加燃料、烟雾和有毒成分，而因此可能需要其他添加剂才能提供所需的燃烧性能。

在本领域中，仍然需要可以克服上述技术限制的增强纸(例如，增强的蜂窝纸或其他折叠的孔纸)。特别希望提供一种具有改进的(减少的)吸湿性、阻燃性、长期稳定性或机械强度中的至少之一的增强纸。这种增强纸将会适用于多种应用，特别是航空航天和交通运输应用。如果制造这种增强纸的方法更有效，对环境友好并不涉及采用含机溶剂溶液进行多重涂料，则将是进一步合乎需要的。

发明内容

一个实施方式是一种增强纸，其包括包含增强纤维、高强度增韧纤维或它们的组合的非编织纤维毡；其中非编织纤维毡浸渍有聚醚酰亚胺组合物；其中聚醚酰亚胺组合物包含含有下式的重复单元的聚醚酰亚胺

其中R的每次出现独立地是取代或未取代的C_6-20芳族烃基团、取代或未取代的直链或支链C_4-20亚烷基基团、取代或未取代的C_3-8亚环烷基基团或它们的组合；Z的每次出现独立地是下式的基团

其中R^a和R^b各自独立地是卤素原子或单价C_1-6烷基基团。p和q各自独立地是0至4的整数；c为0至4；X^a为单键，-O-，-S-，-S(O)-，-SO₂-，-C(O)-或C₁-18有机桥连基团。

另一个实施方式是一种制造增强纸的方法，该方法包括使包含增强纤维、高强度增韧纤维或它们的组合的非编织纤维毡的至少一部分与包含溶剂和聚醚酰亚胺、聚酰胺酸盐或它们的组合的组合物接触以形成预浸料；在有效提供包含浸渍有聚醚酰亚胺组合物的非编织纤维毡的增强纸的条件下加热预浸料。

另一个实施方式是包含增强纸的制品。