專(zhuān)利名稱(chēng)：添加型間位芳綸紙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種添加型間位芳綸紙的制作方法，更確切的說(shuō)本發(fā)明涉及在制造間位芳綸漿粕狀纖維的過(guò)程中添加功能性粉末，加強(qiáng)間位芳綸紙某一方面性能或增加附加性能。
背景技術(shù)：
隨著科技的進(jìn)步，在航空航天、軍事、電子、機(jī)械工業(yè)以及其他對(duì)安全性和輕便性要求高的行業(yè)里，高性能合成材料自問(wèn)世以來(lái)即得到廣泛應(yīng)用。聚間苯二甲酰間苯二胺紙 (簡(jiǎn)稱(chēng)間位芳綸紙)是具有高強(qiáng)度、低形變、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、阻燃和優(yōu)良的絕緣性能的材料，可用于高檔電機(jī)的絕緣紙以及印刷電路板、衛(wèi)星通訊、高速傳遞回路等，間位芳綸紙還可以制作成蜂窩材料用于室內(nèi)絕緣方面。為了加強(qiáng)聚間苯二甲酰間苯二胺紙的某一方面或增加附加性能，需要添加一些功能性粉末材料，例如CN 99114635. 2在絕緣紙中在造紙時(shí)添加云母粉，CN 200610063595. 0 在制作絕緣紙時(shí)添加聚苯硫醚顆粒。但是在間位芳綸紙抄紙階段添加功能性粉末，容易造成間位芳綸紙的分布不均勻的現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至?xí)绊戦g位芳綸紙的性能。在抄紙階段添加功能性粉末還會(huì)造成功能性粉末顆粒大量的剩余在造紙漿料中，剩余的造紙漿料配比難以確定，很難進(jìn)行循環(huán)利用，浪費(fèi)大量的原料，增加成本。制備絕緣紙的原料絕大部分是漿粕狀纖維，其外觀片狀，在絕緣紙中無(wú)處不在，其性能的好壞對(duì)紙張的絕緣性及強(qiáng)度有顯著作用。本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種有效添加功能性粉末的新方法。根據(jù)本發(fā)明的方法，可以使得功能性粉末在絕緣紙中分布均勻，而且不會(huì)造成原材料的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種添加型間位芳綸紙的制作方法，即在間位芳綸漿粕狀纖維的制造階段就添加功能性粉末。使功能性粉末均勻地分布在間位芳綸漿粕狀纖維中，同時(shí)均勻的分布在間位芳綸紙中。本發(fā)明提供的在間位芳綸漿粕狀纖維制造階段加入功能性粉末種類(lèi)可按照對(duì)間位芳綸紙性能的要求而選擇。按照間位芳綸紙型號(hào)的不同添加的功能性粉末的種類(lèi)也不同，間位芳綸紙中功能性粉末的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)也隨紙張性能參數(shù)的改變而變化，功能性粉末的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于20wt%。所述添加功能性粉末，必須均為納米粉末，一般指粒度在200納米以下的粉末，要求粒子微細(xì)、幾乎沒(méi)有粗顆粒、粒度分布窄而且均勻、分散性好和雜質(zhì)含量少。所述添加納米功能性粉末，必須不溶解于酰胺類(lèi)溶劑，還要在酰胺類(lèi)溶劑中分散均勻。典型的為了增加間位芳綸紙的介電性能，可以添加硅石粉末、粘土材料、水滑石、 氧化鋯或其他金屬氧化物的粉末材料，其在間位芳綸紙中質(zhì)量百分比小于10%。
為了增加間位芳綸紙的強(qiáng)度，還可以添加作為粘合劑的熱塑性纖維的顆粒，例如環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂和三聚氰胺樹(shù)脂等等，其在間位芳綸紙中質(zhì)量百分比小于20%。為了間位芳綸紙?jiān)黾涌轨o電效果，還可以添加抗靜電母粒例如炭黑、特定的金屬氧化物和聚苯胺顆粒等等，其在間位芳綸紙中質(zhì)量百分比小于10%。其他，還可以添加適量的可在高溫使用的抗氧化劑、抗老化劑或抗紫外吸收劑等等，其占間位芳綸紙質(zhì)量百分比小于6%。例如二氧化鈦粉末誘十分寶貴的光學(xué)性質(zhì)，可以作為防曬劑全面的防護(hù)紫外線。本發(fā)明提供了一種添加型間位芳綸紙的制作方法，其步驟如下1)選擇適合的功能性粉末，在酰胺類(lèi)溶劑中進(jìn)行預(yù)處理、分散，得到適當(dāng)濃度的粉末原液。2)將聚間苯二甲酰間苯二胺溶液與功能性粉末原液由控制系統(tǒng)控制按照固定的比例進(jìn)行在線混合，經(jīng)過(guò)一級(jí)混合器、二級(jí)混合器混合。3)將i)混合液進(jìn)行沉析，制作成添加型間位芳綸漿粕狀纖維，并加入間位芳綸短切纖維；4)添加型漿粕狀纖維與間位芳綸短切纖維打漿疏解后制成造紙漿料，使用斜網(wǎng)成型工藝抄紙，得到芳綸濕紙頁(yè)，芳綸濕紙頁(yè)壓榨干燥后，進(jìn)行高溫壓光，復(fù)卷，分切得到成品紙。所述功能性粉末原液為懸濁液，其質(zhì)量百分比為0. 5-60wt%。功能性粉末的種類(lèi)不同，其功能性粉末原液的濃度也不相同。所述聚間苯二甲酰間苯二胺溶液的質(zhì)量百分比數(shù)18-25%。 所述酰胺類(lèi)溶劑包括N，N- 二甲基乙酰胺(DMAc)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)。所述聚間苯二甲酰間苯二胺溶液與功能性粉末原液在進(jìn)入沉析設(shè)備前按照固定比例進(jìn)行混合。為了保證混合的均勻性、穩(wěn)定性和精度，混合系統(tǒng)構(gòu)成完整的系統(tǒng)，包括聚間苯二甲酰間苯二胺溶液和功能性粉末原液的計(jì)量、一級(jí)混合、二級(jí)混合和控制系統(tǒng)等。如圖1，聚間苯二甲酰間苯二胺溶液經(jīng)計(jì)量泵輸入一級(jí)混合器，功能性粉末原液也經(jīng)計(jì)量泵加入一級(jí)混合器，兩種組分在此進(jìn)行初步混合，然后再進(jìn)入二級(jí)混合器進(jìn)行進(jìn)一步混合，混合液進(jìn)入沉析機(jī)沉淀成型，再經(jīng)洗滌后得到間位芳綸漿粕。所述計(jì)量泵可以采取齒輪泵、隔膜計(jì)量泵、柱塞計(jì)量泵和螺桿泵等。所述一級(jí)混合器可以是靜態(tài)混合器或高剪切混合器。二級(jí)混合器也可以是靜態(tài)混合器或高剪切混合器。高剪切混合器又叫管線式高剪切乳化機(jī)或管線式高剪切混合器，是一種采用高剪切力對(duì)流體進(jìn)行粉、分散、混合和乳化的流體機(jī)械加工設(shè)備。所述控制系統(tǒng)保持聚間苯二甲酰間苯二胺紡絲溶液和功能性粉末原液的比例恒定不變。所述沉淀機(jī)為高剪切設(shè)備，聚間苯二甲酰間苯二胺溶液和功能性粉末混合液和沉淀劑在高剪切作用下，形成片狀細(xì)小纖維，這種纖維的形態(tài)類(lèi)似天然漿粕，具有較高的比表面積和一定的長(zhǎng)徑比。所述沉淀劑為水和前面聚間苯二甲酰間苯二胺溶液所用酰胺類(lèi)溶劑的混合液，其中酰胺類(lèi)溶劑的質(zhì)量百分比為20-45wt%。所述間位芳綸漿粕狀纖維和間位芳綸短切纖維經(jīng)碎漿，打漿，調(diào)配，得到合格的造紙漿料。而后經(jīng)斜網(wǎng)成型，脫水，烘干和壓光，得到成品紙。本發(fā)明優(yōu)越性在于可以適應(yīng)間位芳綸漿粕連續(xù)性生產(chǎn)線對(duì)添加功能性材料的要求。本發(fā)明的技術(shù)方案適應(yīng)不同類(lèi)型功能性添加液的要求，比如高粘度液體、低粘度液體、 分散液等。對(duì)于一些容易造成相分離的添加功能性材料，可以做到快速在線混合，過(guò)渡批
短，管路清潔方便。


圖1為本發(fā)明提供的添加型間位芳綸紙的生產(chǎn)流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1進(jìn)一步闡述本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。①依圖1所示，按前面所述，按間位芳綸紙的性能要求，選擇不同的功能性粉末， 制成的功能性粉末的原液為懸濁液，其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0. 5-60wt%，功能性粉末的種類(lèi)不同， 則原液的濃度也不同。聚間苯二甲酰間苯二胺的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為18-25%，所選用的功能性粉末介于 100-180納米之間，且不溶解于酰胺類(lèi)溶劑，且能在酰胺類(lèi)溶劑中均勻分散。②然后將選用的功能性粉末原液和聚間苯二甲酰間苯二胺溶液分別通過(guò)計(jì)量泵1 和計(jì)量泵2后進(jìn)入一級(jí)混合器，計(jì)量泵為隔膜計(jì)量泵，一級(jí)混合器為高剪刀混合器，二級(jí)混合器為靜態(tài)混合器進(jìn)行混合；③將步驟2所得的混合液進(jìn)行沉析，并加入20-45 %的沉淀劑，沉淀劑為水和酰胺類(lèi)溶劑的混合液，其中酰胺類(lèi)溶劑的質(zhì)量百分比為20-45wt% ；制成添加型間位芳綸漿粕狀纖維，并加入間位芳綸短切纖維；④添加型漿粕狀纖維與間位芳綸短纖維打漿后制成造紙?jiān)?，使用料網(wǎng)成型工藝抄紙，得到芳綸濕紙頁(yè)；⑤將步驟④得到的濕紙頁(yè)壓榨干燥成成品紙。由此可見(jiàn)，本發(fā)明的特征在于在間位芳綸漿粕狀纖維制造階段，加入功能性粉末，加入的功能性粉末依不同的功能那個(gè)要求選擇，功能性粉末的加入的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于 20wt%。
權(quán)利要求
1.一種添加型間位芳綸紙的制作方法，其特征在于在間位芳綸漿粕狀纖維制造階段就添加功能性粉末，使功能性粉末均勻的分布于間位芳綸漿粕狀纖維中，也即均勻的分布在其后制作的間位芳綸紙中；功能性粉末種類(lèi)可按照對(duì)間位芳綸紙的附加性能的要求而選擇。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于制作步驟包括a)選擇適合的功能性粉末，在酰胺類(lèi)溶劑中進(jìn)行預(yù)處理、分散，得到適當(dāng)濃度的粉末原液；b)將聚間苯二甲酰間苯二胺溶液與功能性粉末原液由控制系統(tǒng)控制按照固定的比例進(jìn)行在線混合，經(jīng)過(guò)一級(jí)混合器、二級(jí)混合器混合，制成混合液；其中聚間苯二甲酰間苯二胺溶液的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為18-25wt% ；c)將步驟b)混合液加入沉淀劑進(jìn)行沉析，制作成添加型間位芳綸漿粕狀纖維，并加入芳綸短切纖維；d)將添加型漿粕狀纖維與芳綸短切纖維打漿疏解后制成造紙漿料，使用斜網(wǎng)成型工藝抄紙，得到芳綸濕紙頁(yè)，芳綸濕紙頁(yè)壓榨干燥后，制備成添加型間位芳綸紙。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于a)所述的功能性粉末為200納米以下的粉末且分布窄；b)所述的功能性粉末為不溶于酰胺類(lèi)溶劑，且在酰胺類(lèi)溶劑中分散均勻；所述的酰胺類(lèi)包括DMAC或NMP。
4.按權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于功能性粉末的加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為小于 20wt%。
5.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的按照對(duì)間位芳綸紙的要求進(jìn)行選擇是a)為增加間位芳綸紙的介電性能，添加的功能性粉末為硅石粉末、粘土材料、水滑石或氧化鋯，其在間位芳綸紙中質(zhì)量百分比小于10% ；b)為增加間位芳綸紙的強(qiáng)度，所述的功能性粉末為包括環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂或三聚氰胺樹(shù)脂在內(nèi)的熱塑性纖維的顆粒，其在間位芳綸紙中質(zhì)量百分比小于20% ；c)為增加間位芳綸紙抗靜電效果，添加所述的功能性粉末為炭黑、金屬氧化物或聚苯胺顆粒，其在間位芳綸紙中質(zhì)量百分比小于10%。d)或添加功能性T^2粉末在高溫使用的抗氧化劑、抗老化劑或抗紫外吸收劑，其占間位芳綸紙質(zhì)量百分比小于6%。
6.按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的功能性粉末的原液為懸濁液，其質(zhì)量百分含量為0. 5-60wt%。
7.按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于a)聚間苯二甲酰間苯二胺溶液經(jīng)計(jì)量泵輸入一級(jí)混合器，功能性粉末原液也經(jīng)計(jì)量泵加入一級(jí)混合器，兩種組分在此進(jìn)行初步混合，然后再進(jìn)入二級(jí)混合器進(jìn)行進(jìn)一步混合，混合液進(jìn)入沉析機(jī)沉淀成型，再經(jīng)洗滌后得到間位芳綸漿粕；b)所述計(jì)量泵為齒輪泵、隔膜計(jì)量泵、柱塞計(jì)量泵或螺桿泵；c)所述一、二級(jí)混合器是靜態(tài)混合器或高剪切混合器；d)所述沉淀機(jī)為高剪切設(shè)備，聚間苯二甲酰間苯二胺溶液和功能性粉末混合液和沉淀劑在高剪切作用下，形成片狀細(xì)小纖維，這種纖維的形態(tài)類(lèi)似天然漿粕，具有較高的比表面積和一定的長(zhǎng)徑比；e)所述沉淀劑為水和聚間苯二甲酰間苯二胺溶液所用酰胺類(lèi)溶劑的混合液，其中酰胺類(lèi)溶劑的質(zhì)量百分含量為20-45wt%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種添加型間位芳綸紙的制作方法，即在間位芳綸漿粕狀纖維制造階段就添加功能性粉末。使功能性粉末均勻的分布于間位芳綸漿粕狀纖維中，也即均勻的分布在間位芳綸紙中。本發(fā)明可以做到快速在線混合，過(guò)渡批短，管路清潔方便等優(yōu)點(diǎn)。所述的功能性粉末的加入量隨紙張性能參數(shù)的改變而變化，通常加入的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于20wt％，功能性粉末為200納米以下的微粉，且粒度分布窄且均勻。
文檔編號(hào)D21H21/38GK102174771SQ2011100320
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者胡祖明, 鐘洲, 陳蕾 申請(qǐng)人:鐘洲