本發(fā)明屬于造紙工業(yè)與材料工業(yè)交叉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種斜網(wǎng)成型法制備聚酰亞胺纖維絕緣紙的工業(yè)化方法。
背景技術(shù)：
作為高性能纖維的一個(gè)重要品種，聚酰亞胺纖維具有優(yōu)越的絕緣性能、耐高溫性能，良好的力學(xué)性能、耐化學(xué)腐蝕性、熱氧化穩(wěn)定性和耐輻射性能等。以聚酰亞胺纖維為原料制備的耐高溫絕緣復(fù)合材料，與傳統(tǒng)絕緣材料相比，具有更好的耐高溫、高強(qiáng)度、高絕緣性等，主要應(yīng)用于電氣絕緣及蜂窩結(jié)構(gòu)增強(qiáng)領(lǐng)域，包括發(fā)電設(shè)備、輸變電設(shè)備、電機(jī)、航空航天、軌道交通、牽引機(jī)車(chē)、電器、電子、家電、通訊和新能源(風(fēng)能、太陽(yáng)能和核能)等多個(gè)行業(yè)。芳綸和芳砜綸漿粕，是芳綸和芳砜綸的差別化產(chǎn)品，它繼承了各自漿粕的高強(qiáng)、高模、耐溫性好的優(yōu)良特征，表面呈絨毛狀，微纖叢生，毛羽豐富，具有與植物纖維類(lèi)似的分絲帚化現(xiàn)象，因此易與同類(lèi)纖維、水以及酰胺類(lèi)的復(fù)合樹(shù)脂形成氫鍵，使得漿粕的纏結(jié)能力強(qiáng)，與其他纖維配合制備復(fù)合材料時(shí)勻度更好，制備的復(fù)合材料性能更佳。聚酰亞胺漿粕由聚酰亞胺纖維制備而成，具備了聚酰亞胺纖維的各種優(yōu)良特征。
目前國(guó)內(nèi)外聚酰亞胺絕緣紙的制備方法，多為實(shí)驗(yàn)室小試，真正工業(yè)化生產(chǎn)尚未見(jiàn)報(bào)道。此外，目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的絕緣復(fù)合材料大多采用了化學(xué)添加劑的方式實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的成型，而添加劑的使用會(huì)增加水處理難度，污染環(huán)境，且對(duì)產(chǎn)品的介電性能又會(huì)產(chǎn)生不利影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服聚酰亞胺纖維紙制備過(guò)程中漿料濃度低而影響復(fù)合材料成型以及化學(xué)添加劑的加入對(duì)環(huán)境污染及產(chǎn)品介電性能影響的問(wèn)題，提供一種制備聚酰亞胺纖維絕緣紙的新方法，采用濕法成型工藝，于斜網(wǎng)成型器中成型，實(shí)現(xiàn)了低上網(wǎng)濃度，高產(chǎn)品勻度的目的。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明是一種斜網(wǎng)成型法制備聚酰亞胺纖維絕緣紙的工業(yè)化方法，其特點(diǎn)是，包括以下步驟：
（1）將聚酰亞胺短切纖維在分散池中分散得到含有短切纖維的懸浮液，加水稀釋?zhuān)幌♂層盟碾妼?dǎo)率為3-10us/cm；所述短切纖維的長(zhǎng)度為3mm-10mm；分散時(shí)的攪拌時(shí)間為0.5h-5h；加水稀釋至聚酰亞胺短切纖維懸浮液濃度為0.5wt‰-6wt‰；
（2）采用打漿機(jī)對(duì)漿粕進(jìn)行打漿，然后加入到含有短切纖維的懸浮液中，均勻混合，得漿料懸浮液；所述的漿粕為芳綸漿粕、芳砜綸漿粕或者聚酰亞胺漿粕中的一種或多種；打漿的濃度為0.1%-0.8%，打漿時(shí)間為5min-100min；短切纖維占漿料懸浮液質(zhì)量百分比為60%－95%；
（3）將漿料懸浮液采用斜網(wǎng)成型工藝得到聚酰亞胺原紙；漿料通過(guò)布漿器布漿后經(jīng)斜網(wǎng)成型器成型，斜網(wǎng)的上網(wǎng)濃度為0.01‰-3‰，漿網(wǎng)速比：0.3-1；出斜網(wǎng)部紙頁(yè)的干度：≥15%；運(yùn)行車(chē)速：10-80m/min；
（4）將原紙進(jìn)行熱壓處理，冷卻后得到聚酰亞胺紙成品；所述熱壓的溫度為160℃-360℃，所述熱壓的線壓力為50kg/cm2-500kg/cm2，所述熱壓的速度為3m/min-80m/min。
本發(fā)明所述的斜網(wǎng)成型法制備聚酰亞胺纖維絕緣紙的工業(yè)化方法中，其進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案或者技術(shù)特征是：
1、步驟（3）中，斜網(wǎng)的上網(wǎng)濃度為0.2‰；脫水壓差保持恒定；紙張最終定量：20-90g/m2；流漿箱的類(lèi)別為滿(mǎn)流式流漿箱或者敞開(kāi)式流漿箱。
2、步驟（1）所述短切纖維的長(zhǎng)度為5mm-7mm；分散時(shí)的攪拌時(shí)間為1h-3h。
3、步驟（1）中加水稀釋至聚酰亞胺纖維懸浮液濃度為2wt‰-3wt‰。
4、步驟（2）所述漿粕選自芳綸漿粕、芳砜綸漿粕或者聚酰亞胺漿粕中的一種或幾種。
5、步驟（2）所述打漿的濃度為0.4%-0.6%，打漿時(shí)間為20min-50min。
6、步驟（2）中短切纖維和漿粕的混合時(shí)間為0.5h-4h。
7、步驟（2）中短切纖維占漿料懸浮液質(zhì)量百分比為70%－85%。
8、步驟（4）所述熱壓的溫度為200℃-260℃，所述熱壓的線壓力為150kg/cm2-350kg/cm2，所述熱壓的速度為20m/min-50m/min。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
1、本發(fā)明以聚酰亞胺纖維和漿粕為原料，采用濕法成型工藝，于斜網(wǎng)成型器中成型制備出聚酰亞胺纖維絕緣紙，然后經(jīng)熱壓工藝最終制備出了強(qiáng)度和電性能良好的聚酰亞胺纖維絕緣紙。
2、本發(fā)明制備過(guò)程中采用斜網(wǎng)成型設(shè)備實(shí)現(xiàn)了低濃成型，改善了產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu)均勻性；
3、本發(fā)明在加工當(dāng)中未添加任何助劑，避免了添加劑對(duì)產(chǎn)品介電性能的影響，降低了廢水的處理難度及對(duì)環(huán)境的污染。
4、本發(fā)明方法制得的產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)拓寬了耐高溫絕緣復(fù)合材料的選擇范圍，滿(mǎn)足高速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)對(duì)耐高溫絕緣材料的要求。
5、本發(fā)明所使用原料之一為聚酰亞胺纖維，纖維較長(zhǎng)，表面無(wú)連接鍵，且產(chǎn)品在成型過(guò)程中漿料的濃度極低，利用傳統(tǒng)的復(fù)合材料成型器會(huì)由于漿料濃度過(guò)低影響材料成型和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組織均勻性，因此本發(fā)明采用了斜網(wǎng)紙機(jī)成型。斜網(wǎng)紙機(jī)與普通長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)的不同之處在于：長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)的網(wǎng)案幾乎與底軌平行，而斜網(wǎng)紙機(jī)則于底軌成一定角度，斜網(wǎng)紙機(jī)兼容了長(zhǎng)網(wǎng)、圓網(wǎng)的特點(diǎn)，特別適合于抄造長(zhǎng)纖維特種紙，斜網(wǎng)成型器上網(wǎng)濃度使長(zhǎng)纖維在上網(wǎng)時(shí)有足夠的空間保持其懸浮狀態(tài)以防止絮聚。由于上網(wǎng)濃度低，這就要求斜網(wǎng)成型器在紙頁(yè)成型時(shí)大量的脫水，且整個(gè)脫水和成型基本同步進(jìn)行，多次的，長(zhǎng)時(shí)間的使纖維在充分舒展的情況下成型，不像長(zhǎng)網(wǎng)、圓網(wǎng)紙機(jī)在短時(shí)間內(nèi)、短距離內(nèi)成形，這樣就能保證成型后有較好的勻度。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所得到的所有其它實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1，一種斜網(wǎng)成型法制備聚酰亞胺纖維絕緣紙的工業(yè)化方法：
（1）將聚酰亞胺短切纖維在分散池中分散得到含有短切纖維的懸浮液，加水稀釋?zhuān)幌♂層盟碾妼?dǎo)率為3us/cm；所述短切纖維的長(zhǎng)度為3mm；分散時(shí)的攪拌時(shí)間為0.5h；加水稀釋至聚酰亞胺纖維懸浮液濃度為0.5wt‰；
（2）采用打漿機(jī)對(duì)漿粕進(jìn)行打漿，然后加入到含有短切纖維的懸浮液中，均勻混合，得漿料懸浮液；所述的漿粕為芳綸漿粕、芳砜綸漿粕或者聚酰亞胺漿粕中的一種或多種；打漿的濃度為0.1%，打漿時(shí)間為5min；短切纖維占漿料懸浮液質(zhì)量百分比為60%；所述漿粕為芳綸漿粕、芳砜綸漿粕或者聚酰亞胺漿粕中的一種；
（3）將漿料懸浮液采用斜網(wǎng)成型工藝得到聚酰亞胺原紙；漿料通過(guò)布漿器布漿后經(jīng)斜網(wǎng)成型器成型，斜網(wǎng)的上網(wǎng)濃度為0.01‰，漿網(wǎng)速比：0.3；出斜網(wǎng)部紙頁(yè)的干度：15%；運(yùn)行車(chē)速：10m/min；
（4）將原紙進(jìn)行熱壓處理，冷卻后得到聚酰亞胺紙成品；所述熱壓的溫度為160℃，所述熱壓的線壓力為50kg/cm2，所述熱壓的速度為3m/min。
實(shí)施例2，一種斜網(wǎng)成型法制備聚酰亞胺纖維絕緣紙的工業(yè)化方法：
（1）將聚酰亞胺短切纖維在分散池中分散得到含有短切纖維的懸浮液，加水稀釋?zhuān)幌♂層盟碾妼?dǎo)率為10us/cm；所述短切纖維的長(zhǎng)度為10mm；分散時(shí)的攪拌時(shí)間為5h；加水稀釋至聚酰亞胺纖維懸浮液濃度為6wt‰；
（2）采用打漿機(jī)對(duì)漿粕進(jìn)行打漿，然后加入到含有短切纖維的懸浮液中，均勻混合，得漿料懸浮液；所述的漿粕為芳綸漿粕、芳砜綸漿粕或者聚酰亞胺漿粕中的一種或多種；打漿的濃度為0.8%，打漿時(shí)間為100min；短切纖維占漿料懸浮液質(zhì)量百分比為95%；所述漿粕選自芳綸漿粕和芳砜綸漿粕按1：1組成的混合物。
（3）將漿料懸浮液采用斜網(wǎng)成型工藝得到聚酰亞胺原紙；漿料通過(guò)布漿器布漿后經(jīng)斜網(wǎng)成型器成型，斜網(wǎng)的上網(wǎng)濃度為3‰，漿網(wǎng)速比：1；出斜網(wǎng)部紙頁(yè)的干度：18%；運(yùn)行車(chē)速：80m/min；
（4）將原紙進(jìn)行熱壓處理，冷卻后得到聚酰亞胺紙成品；所述熱壓的溫度為360℃，所述熱壓的線壓力為500kg/cm2，所述熱壓的速度為80m/min。
實(shí)施例3，一種斜網(wǎng)成型法制備聚酰亞胺纖維絕緣紙的工業(yè)化方法：
（1）將聚酰亞胺短切纖維在分散池中分散得到含有短切纖維的懸浮液，加水稀釋?zhuān)幌♂層盟碾妼?dǎo)率為6us/cm；所述短切纖維的長(zhǎng)度為7mm；分散時(shí)的攪拌時(shí)間為1h；加水稀釋至聚酰亞胺纖維懸浮液濃度為3wt‰；
（2）采用打漿機(jī)對(duì)漿粕進(jìn)行打漿，然后加入到含有短切纖維的懸浮液中，均勻混合，得漿料懸浮液；所述的漿粕為芳綸漿粕、芳砜綸漿粕或者聚酰亞胺漿粕中的一種或多種；短切纖維和漿粕的混合時(shí)間為2h得漿料懸浮液；打漿的濃度為0.3%，打漿時(shí)間為20min；短切纖維占漿料懸浮液質(zhì)量百分比為75%；所述漿粕選自芳綸漿粕和聚酰亞胺漿粕按1：2組成的混合物;
（3）將漿料懸浮液采用斜網(wǎng)成型工藝得到聚酰亞胺原紙；漿料通過(guò)布漿器布漿后經(jīng)斜網(wǎng)成型器成型，斜網(wǎng)的上網(wǎng)濃度為0.2‰，漿網(wǎng)速比：0.6；出斜網(wǎng)部紙頁(yè)的干度：20%；運(yùn)行車(chē)速：40m/min；脫水壓差保持恒定；紙張最終定量：70g/m2；
（4）將原紙進(jìn)行熱壓處理，冷卻后得到聚酰亞胺紙成品；所述熱壓的溫度為260℃，所述熱壓的線壓力為250kg/cm2，所述熱壓的速度為30m/min。
實(shí)施例4，一種斜網(wǎng)成型法制備聚酰亞胺纖維絕緣紙的工業(yè)化方法，包括以下步驟：
（1）將聚酰亞胺短切纖維在分散池中分散得到含有短切纖維的懸浮液，加水稀釋?zhuān)幌♂層盟碾妼?dǎo)率為5us/cm；所述短切纖維的長(zhǎng)度為5mm；分散時(shí)的攪拌時(shí)間為2.5h；加水稀釋至聚酰亞胺纖維懸浮液濃度為2wt‰；
（2）采用打漿機(jī)對(duì)漿粕進(jìn)行打漿，然后加入到含有短切纖維的懸浮液中，均勻混合，得漿料懸浮液；所述的漿粕為芳綸漿粕、芳砜綸漿粕或者聚酰亞胺漿粕中的一種或多種；打漿的濃度為0.5%，打漿時(shí)間為50min；短切纖維占漿料懸浮液質(zhì)量百分比為85%；所述漿粕為芳綸漿粕、芳砜綸漿粕或者聚酰亞胺漿粕按3：2：1組成的混合物。
（3）將漿料懸浮液采用斜網(wǎng)成型工藝得到聚酰亞胺原紙；漿料通過(guò)布漿器布漿后經(jīng)斜網(wǎng)成型器成型，斜網(wǎng)的上網(wǎng)濃度為0.05‰，漿網(wǎng)速比：0.5；出斜網(wǎng)部紙頁(yè)的干度：19%；運(yùn)行車(chē)速30m/min；
（4）將原紙進(jìn)行熱壓處理，冷卻后得到聚酰亞胺紙成品；所述熱壓的溫度為200℃，所述熱壓的線壓力為100kg/cm2，所述熱壓的速度為35m/min。
實(shí)施例5，一種斜網(wǎng)成型法制備聚酰亞胺纖維絕緣紙的工業(yè)化方法：
（1）將聚酰亞胺短切纖維在分散池中分散得到含有短切纖維的懸浮液，加水稀釋?zhuān)幌♂層盟碾妼?dǎo)率為5us/cm；所述短切纖維的長(zhǎng)度為10mm；分散時(shí)的攪拌時(shí)間為40min；加水稀釋至聚酰亞胺短切纖維懸浮液濃度為2wt‰；
（2）采用打漿機(jī)對(duì)漿粕進(jìn)行打漿，然后加入到含有短切纖維的懸浮液中，均勻混合，得漿料懸浮液；所述的漿粕為芳綸漿粕；打漿的濃度為0.7%，打漿時(shí)間為45min；短切纖維占漿料懸浮液質(zhì)量百分比為95%；
（3）將漿料懸浮液采用斜網(wǎng)成型工藝得到聚酰亞胺原紙；漿料通過(guò)布漿器布漿后經(jīng)斜網(wǎng)成型器成型，斜網(wǎng)的上網(wǎng)濃度為0.5‰，漿網(wǎng)速比：0.6；出斜網(wǎng)部紙頁(yè)的干度：18%；運(yùn)行車(chē)速：40m/min；
（4）將原紙進(jìn)行熱壓處理，冷卻后得到聚酰亞胺紙成品；所述熱壓的溫度為330℃，所述熱壓的線壓力為400kg/cm2，所述熱壓的速度為65m/min。
經(jīng)檢驗(yàn)，制備的聚酰亞胺纖維絕緣紙橫向拉伸強(qiáng)度≥39n/cm，縱向拉伸強(qiáng)度≥13n/cm，同時(shí)具備良好的耐高溫性能，可在260℃以下可長(zhǎng)期連續(xù)使用，還具備極佳的電絕緣性，介電強(qiáng)度≥15kv/mm，介電常數(shù)為1.5-2.5，與空氣介電常數(shù)接近，在高溫、低溫及潮濕環(huán)境下均能保持優(yōu)良的電絕緣性。聚酰亞胺耐高溫絕緣紙極好的電絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性等可滿(mǎn)足耐高溫絕緣材料領(lǐng)域的需求，隨著科技的高速發(fā)展，聚酰亞胺耐高溫絕緣復(fù)合材料具有更高的研究和應(yīng)用價(jià)值。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。