一種間位芳族聚酰胺紙板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種間位芳族聚酰胺紙板，還涉及前述間位芳族聚酰胺紙板的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]芳族聚酰胺又稱芳綸，是一種有機(jī)合成的高科技纖維，具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、低密度、耐磨性好和化學(xué)穩(wěn)定性好等特性，采用芳族聚酰胺制備而成的芳綸短切纖維與芳綸漿柏可用來制作芳綸紙，其具有優(yōu)良的機(jī)械性能、電氣性能及耐熱性能。同時(shí)，將芳綸紙對其加工制成芳綸板材可作為結(jié)構(gòu)材料、絕緣材料，廣泛應(yīng)用于變壓器、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等領(lǐng)域。
[0003]目前，芳綸紙主要采用短切纖維以及芳族聚酰胺漿柏為原料，能過熱固性樹脂膠粘劑使其壓板成型，制備芳綸紙板，或采用聚酯薄膜與芳綸紙進(jìn)行復(fù)合壓板，通過熱壓作用是芳綸紙粘合在一起制備芳綸紙板，但是由于芳綸紙板中含有環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂或聚酯，其耐熱性相對于芳綸樹脂較低，導(dǎo)致耐熱性不夠理想。此外，有人采用芳綸紙直接高溫壓板成型，其制備過程中，熱壓的溫度高達(dá)280°C以上，耗能大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種質(zhì)地柔軟、易加工，耐熱性能優(yōu)易間位芳族聚酰胺紙板；還相應(yīng)提供了前述間位芳族聚酰胺紙板的制備方法，熱壓溫度較低，耗能小，制備工藝簡單，生產(chǎn)效率高。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，提供了一種間位芳族聚酰胺紙板，前述間位芳族聚酰胺紙板以間位芳族聚酰胺溶液為膠粘劑將間位芳族聚酰胺原紙相互粘結(jié)后壓制得到，前述間位芳族聚酰胺原紙主要以間位芳族聚酰胺短切纖維和間位芳族聚酰胺漿柏為原料通過抄造成型、壓榨干燥制備得到。
[0006]進(jìn)一步的，前述間位芳族聚酰胺原紙中所述間位芳族聚酰胺短切纖維與所述間位芳族聚酰胺漿柏含量的質(zhì)量比為20?50: 50?80。
[0007]進(jìn)一步的，前述間位芳族聚酰胺原紙的原料還包括分散劑，前述分散劑的添加量為前述間位芳族聚酰胺短切纖維含量的0.1 wt%?0.5 wt%。
[0008]進(jìn)一步的，前述分散劑為聚氧化乙烯和/或聚丙烯酰胺。
[0009]進(jìn)一步的，前述間位芳族聚酰胺溶液通過將7?12wt%的間位芳族聚酰胺溶于非質(zhì)子極性溶劑中制備得到，前述間位芳族聚酰胺溶液比濃粘度為1.5?1.8。
[0010]進(jìn)一步的，前述非質(zhì)子極性溶劑為二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺。
[0011]進(jìn)一步的，前述間位芳族聚酰胺短切纖維的直徑為10?14 4!11,長度為5?6 1111]1。
[0012]作為一個(gè)總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供了前述間位芳族聚酰胺紙板的制備方法，包括下述步聚:
(I)將間位芳族聚酰胺短切纖維和間位芳族聚酰胺漿柏加入水中，通過混合疏散配制成漿料，漿料中，間位芳族聚酰胺短切纖維和間位芳族聚酰胺漿柏混合物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為
0.02% ；
(2)將前述步驟(I)中制備得到的漿料通過抄造成型、壓榨干燥制成間位芳族聚酰胺原紙；
(3)將間位芳族聚酰胺溶液涂布于前述步驟(2)中制備得到的間位芳族聚酰胺原紙的兩面得到涂布有間位芳族聚酰胺溶液的原紙；
(4)將多張前述步驟(3)中制備得到的涂布有間位芳族聚酰胺溶液的原紙進(jìn)行堆疊，然后熱壓成型，完成間位芳族聚酰胺紙板的制備。
[0013]進(jìn)一步的，前述步驟(4)中前述熱壓成型采用恒溫階梯式升壓方式；前述熱壓成型的溫度為150?190°C，壓力為I?20MPa。
[0014]本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于:
本發(fā)明采用間位芳族聚酰胺短切纖維和間位芳族聚酰胺漿柏為原料制備間位芳族聚酰胺原紙，其中間位聚芳族酰胺短切纖維為原紙?zhí)峁┝藱C(jī)械強(qiáng)度，間位聚芳族酰胺漿柏為薄膜狀，有較大的比表面積，起著粘結(jié)間位聚芳族酰胺短切纖維的作用。
[0015]用間位芳族聚酰胺溶液為膠粘劑使間位芳族聚酰胺原紙粘結(jié)成紙板，間位芳族聚酰胺溶液部分滲透進(jìn)入間位聚芳族酰胺原紙中，在疊合熱壓過程中，非質(zhì)子極性溶劑:二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺逐漸蒸發(fā)排出紙板外，同時(shí)在外界壓力作用下，間位聚芳族酰胺溶液中的間位聚芳族酰胺樹脂以膠粘劑的形式將各層間位芳族聚酰胺原紙粘接在一起。這種粘結(jié)理論可包括兩種，一種為擴(kuò)散理論，這種理論認(rèn)為當(dāng)膠粘劑與被粘物都具有能夠運(yùn)動(dòng)的長鏈分子時(shí)，粘接是通過膠粘劑與被粘物界面上分子相互擴(kuò)散產(chǎn)生的。另一種理論為機(jī)械互鎖理論，該理論認(rèn)為粘接力的產(chǎn)生，主要是由于膠粘劑在不平的被粘物表面形成機(jī)械互鎖力。任何的物體的表面即使用肉眼看來十分光滑，但放大起來看還是十分粗糙、遍布溝壑的。有些表面還是多孔性的，膠粘劑滲透到這些凹凸或孔隙中去，當(dāng)膠粘劑變?yōu)楣虘B(tài)后就像許多小鉤子似的把膠粘劑和被粘物連結(jié)在一起，因而這種理論又稱為拋錨理論。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
1、本發(fā)明采用間位芳族聚酰胺溶液為粘結(jié)劑，不含除間位芳族聚酰胺以外的其他樹月旨，使間位芳族聚酰胺原紙之間具有更高的相容性，耐熱性較高。
[0017]2、本發(fā)明采用非質(zhì)子極性溶劑溶解間位芳族聚酰胺，其中二甲基乙酰胺(DMAC)和二甲基甲酰胺(DMF)屬于強(qiáng)極性溶劑，溶解性好。
[0018]3、本發(fā)明提供了一種間位芳族聚酰胺紙板的制備方法，制備工藝簡單、生產(chǎn)過程易于控制，生產(chǎn)率效高。
【附圖說明】
[0019]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0020]圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合說明書附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0022]以下實(shí)施例中所采用的材料和儀器均為市售。其中，二甲基乙酰胺(DMAc)二甲基甲酰胺(DMF)均購于天津博迪化工股份有限公司。
[0023]實(shí)施例1
間位芳族聚酰胺紙板的制備方法:
(I)將間位芳族聚酰胺短切纖維與間位芳族聚酰胺漿柏按質(zhì)量比為20: 80的配比在水中進(jìn)行混合疏散得到混合物，其中短切纖維直徑為10 μ m，長度為5mm ;在混合物中加入水溶性高分子分散劑聚氧化乙烯，聚氧化乙烯含量為纖維總質(zhì)量的0.2% ;然后稀釋至濃度為0.02%，定量為40g/m2，得到漿料。
[0024](2)采用濕法成型方式，將步驟(I)制備得到的漿料在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)手抄片成形器上進(jìn)行抄造成型，然后壓榨、干燥制成間位芳族聚酰胺原紙。
[0025](3)將步驟(2)中制備好的間位芳族聚酰胺原紙雙面涂布以比濃粘度為1.5的間位芳族聚酰胺溶液(間位芳族聚酰胺溶液以7%的間位芳族聚酰胺溶于DMAc或DMF中制備得到，)得到涂布有間位芳族聚酰胺溶液的原紙。
[0026](4)將30張(本發(fā)明中，原紙的張數(shù)可根據(jù)間位芳族聚酰胺紙板的厚度進(jìn)行調(diào)節(jié))步驟(3)中制備得到的涂布有間位芳族聚酰胺溶液的原紙堆疊在一起，放入平板熱壓機(jī)中以衡溫階梯式升壓方式進(jìn)行熱壓，熱壓溫度為170°C，初始?jí)簭?qiáng)為IMPa保壓I分鐘，然后加壓至5MPa保壓2分鐘，再加壓至1MPa保壓5分鐘取出，完成間位芳族聚酰胺紙板的制備。
[0027]將按照實(shí)施例1制備方法制備得到的間位芳族聚酰胺紙板，進(jìn)行性能檢測，檢測結(jié)果如下:
使用溫度:0?2200C ;厚度:1.5mm ;拉伸強(qiáng)度:49.8MPa ;斷裂伸長率:14.35% ;擊穿電壓:35.3 kv/mnin
[0028]實(shí)施例2
間位芳族聚酰胺紙板的制備方法:
(I)將間位芳族聚酰胺短切纖維與間位芳族聚酰胺漿柏按質(zhì)量比為30: 70的配比在水中進(jìn)行混合疏散得到混合物，其中短切纖維直徑為?ο μ m,長度為5mm ;在混合物中加入水溶性高分子分散劑聚氧化乙烯，聚氧化乙烯含量為纖維總質(zhì)量的0.2% ;然后稀釋至濃度為0.02%，定量為40g/m2，得到漿料。
[0029](2)采用濕法成型方式，將步驟(I)制備得到的漿料在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)手抄片成形器上進(jìn)行抄造成型，然后壓榨、干燥制成間位芳族聚酰胺原紙。
[0030](3)將步驟(2)中制備好的間位芳族聚酰胺原紙雙面涂布以比濃粘度為1.8的間位芳族聚酰胺溶液(間位芳族聚酰胺溶液以7%的間位芳族聚酰胺溶于DMAc或DMF中制備得到，)得到涂布有間位芳族聚酰胺溶液的原紙。
[0031](4)將30張步驟(3)中制備得到的涂布有間位芳族聚酰胺溶液的原紙堆疊在一起，放入平板熱壓機(jī)中以衡溫階梯式升壓方式進(jìn)行熱壓，熱壓溫度為180°C，初始?jí)簭?qiáng)為IMPa保壓I分鐘，然后加壓至5MPa保壓2分鐘，再加壓至15MPa保壓5分鐘取出，完成間位芳族聚酰胺紙板的制備。
[0032]將按照實(shí)施例1制備方法制備得