一种间位芳族聚酰胺纸板及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种间位芳族聚酰胺纸板，还涉及前述间位芳族聚酰胺纸板的制备方法。
【背景技术】
[0002]芳族聚酰胺又称芳纶，是一种有机合成的高科技纤维，具有高强度、高模量、耐高温、低密度、耐磨性好和化学稳定性好等特性，采用芳族聚酰胺制备而成的芳纶短切纤维与芳纶浆柏可用来制作芳纶纸，其具有优良的机械性能、电气性能及耐热性能。同时，将芳纶纸对其加工制成芳纶板材可作为结构材料、绝缘材料，广泛应用于变压器、电动机、发电机等领域。
[0003]目前，芳纶纸主要采用短切纤维以及芳族聚酰胺浆柏为原料，能过热固性树脂胶粘剂使其压板成型，制备芳纶纸板，或采用聚酯薄膜与芳纶纸进行复合压板，通过热压作用是芳纶纸粘合在一起制备芳纶纸板，但是由于芳纶纸板中含有环氧树脂、酚醛树脂或聚酯，其耐热性相对于芳纶树脂较低，导致耐热性不够理想。此外，有人采用芳纶纸直接高温压板成型，其制备过程中，热压的温度高达280°C以上，耗能大。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种质地柔软、易加工，耐热性能优易间位芳族聚酰胺纸板；还相应提供了前述间位芳族聚酰胺纸板的制备方法，热压温度较低，耗能小，制备工艺简单，生产效率高。
[0005]为解决上述技术问题，提供了一种间位芳族聚酰胺纸板，前述间位芳族聚酰胺纸板以间位芳族聚酰胺溶液为胶粘剂将间位芳族聚酰胺原纸相互粘结后压制得到，前述间位芳族聚酰胺原纸主要以间位芳族聚酰胺短切纤维和间位芳族聚酰胺浆柏为原料通过抄造成型、压榨干燥制备得到。
[0006]进一步的，前述间位芳族聚酰胺原纸中所述间位芳族聚酰胺短切纤维与所述间位芳族聚酰胺浆柏含量的质量比为20?50: 50?80。
[0007]进一步的，前述间位芳族聚酰胺原纸的原料还包括分散剂，前述分散剂的添加量为前述间位芳族聚酰胺短切纤维含量的0.1 wt%?0.5 wt%。
[0008]进一步的，前述分散剂为聚氧化乙烯和/或聚丙烯酰胺。
[0009]进一步的，前述间位芳族聚酰胺溶液通过将7?12wt%的间位芳族聚酰胺溶于非质子极性溶剂中制备得到，前述间位芳族聚酰胺溶液比浓粘度为1.5?1.8。
[0010]进一步的，前述非质子极性溶剂为二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺。
[0011]进一步的，前述间位芳族聚酰胺短切纤维的直径为10?14 4!11,长度为5?6 1111]1。
[0012]作为一个总的技术构思，本发明还提供了前述间位芳族聚酰胺纸板的制备方法，包括下述步聚:
(I)将间位芳族聚酰胺短切纤维和间位芳族聚酰胺浆柏加入水中，通过混合疏散配制成浆料，浆料中，间位芳族聚酰胺短切纤维和间位芳族聚酰胺浆柏混合物的质量百分数为
0.02% ；
(2)将前述步骤(I)中制备得到的浆料通过抄造成型、压榨干燥制成间位芳族聚酰胺原纸；
(3)将间位芳族聚酰胺溶液涂布于前述步骤(2)中制备得到的间位芳族聚酰胺原纸的两面得到涂布有间位芳族聚酰胺溶液的原纸；
(4)将多张前述步骤(3)中制备得到的涂布有间位芳族聚酰胺溶液的原纸进行堆叠，然后热压成型，完成间位芳族聚酰胺纸板的制备。
[0013]进一步的，前述步骤(4)中前述热压成型采用恒温阶梯式升压方式；前述热压成型的温度为150?190°C，压力为I?20MPa。
[0014]本发明的创新点在于:
本发明采用间位芳族聚酰胺短切纤维和间位芳族聚酰胺浆柏为原料制备间位芳族聚酰胺原纸，其中间位聚芳族酰胺短切纤维为原纸提供了机械强度，间位聚芳族酰胺浆柏为薄膜状，有较大的比表面积，起着粘结间位聚芳族酰胺短切纤维的作用。
[0015]用间位芳族聚酰胺溶液为胶粘剂使间位芳族聚酰胺原纸粘结成纸板，间位芳族聚酰胺溶液部分渗透进入间位聚芳族酰胺原纸中，在叠合热压过程中，非质子极性溶剂:二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺逐渐蒸发排出纸板外，同时在外界压力作用下，间位聚芳族酰胺溶液中的间位聚芳族酰胺树脂以胶粘剂的形式将各层间位芳族聚酰胺原纸粘接在一起。这种粘结理论可包括两种，一种为扩散理论，这种理论认为当胶粘剂与被粘物都具有能够运动的长链分子时，粘接是通过胶粘剂与被粘物界面上分子相互扩散产生的。另一种理论为机械互锁理论，该理论认为粘接力的产生，主要是由于胶粘剂在不平的被粘物表面形成机械互锁力。任何的物体的表面即使用肉眼看来十分光滑，但放大起来看还是十分粗糙、遍布沟壑的。有些表面还是多孔性的，胶粘剂渗透到这些凹凸或孔隙中去，当胶粘剂变为固态后就像许多小钩子似的把胶粘剂和被粘物连结在一起，因而这种理论又称为抛锚理论。
[0016]与现有技术相比，本发明的优点在于:
1、本发明采用间位芳族聚酰胺溶液为粘结剂，不含除间位芳族聚酰胺以外的其他树月旨，使间位芳族聚酰胺原纸之间具有更高的相容性，耐热性较高。
[0017]2、本发明采用非质子极性溶剂溶解间位芳族聚酰胺，其中二甲基乙酰胺(DMAC)和二甲基甲酰胺(DMF)属于强极性溶剂，溶解性好。
[0018]3、本发明提供了一种间位芳族聚酰胺纸板的制备方法，制备工艺简单、生产过程易于控制，生产率效高。
【附图说明】
[0019]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0020]图1为本发明工艺流程图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
[0022]以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。其中，二甲基乙酰胺(DMAc)二甲基甲酰胺(DMF)均购于天津博迪化工股份有限公司。
[0023]实施例1
间位芳族聚酰胺纸板的制备方法:
(I)将间位芳族聚酰胺短切纤维与间位芳族聚酰胺浆柏按质量比为20: 80的配比在水中进行混合疏散得到混合物，其中短切纤维直径为10 μ m，长度为5mm ;在混合物中加入水溶性高分子分散剂聚氧化乙烯，聚氧化乙烯含量为纤维总质量的0.2% ;然后稀释至浓度为0.02%，定量为40g/m2，得到浆料。
[0024](2)采用湿法成型方式，将步骤(I)制备得到的浆料在实验室标准手抄片成形器上进行抄造成型，然后压榨、干燥制成间位芳族聚酰胺原纸。
[0025](3)将步骤(2)中制备好的间位芳族聚酰胺原纸双面涂布以比浓粘度为1.5的间位芳族聚酰胺溶液(间位芳族聚酰胺溶液以7%的间位芳族聚酰胺溶于DMAc或DMF中制备得到，)得到涂布有间位芳族聚酰胺溶液的原纸。
[0026](4)将30张(本发明中，原纸的张数可根据间位芳族聚酰胺纸板的厚度进行调节)步骤(3)中制备得到的涂布有间位芳族聚酰胺溶液的原纸堆叠在一起，放入平板热压机中以衡温阶梯式升压方式进行热压，热压温度为170°C，初始压强为IMPa保压I分钟，然后加压至5MPa保压2分钟，再加压至1MPa保压5分钟取出，完成间位芳族聚酰胺纸板的制备。
[0027]将按照实施例1制备方法制备得到的间位芳族聚酰胺纸板，进行性能检测，检测结果如下:
使用温度:0?2200C ;厚度:1.5mm ;拉伸强度:49.8MPa ;断裂伸长率:14.35% ;击穿电压:35.3 kv/mnin
[0028]实施例2
间位芳族聚酰胺纸板的制备方法:
(I)将间位芳族聚酰胺短切纤维与间位芳族聚酰胺浆柏按质量比为30: 70的配比在水中进行混合疏散得到混合物，其中短切纤维直径为?ο μ m,长度为5mm ;在混合物中加入水溶性高分子分散剂聚氧化乙烯，聚氧化乙烯含量为纤维总质量的0.2% ;然后稀释至浓度为0.02%，定量为40g/m2，得到浆料。
[0029](2)采用湿法成型方式，将步骤(I)制备得到的浆料在实验室标准手抄片成形器上进行抄造成型，然后压榨、干燥制成间位芳族聚酰胺原纸。
[0030](3)将步骤(2)中制备好的间位芳族聚酰胺原纸双面涂布以比浓粘度为1.8的间位芳族聚酰胺溶液(间位芳族聚酰胺溶液以7%的间位芳族聚酰胺溶于DMAc或DMF中制备得到，)得到涂布有间位芳族聚酰胺溶液的原纸。
[0031](4)将30张步骤(3)中制备得到的涂布有间位芳族聚酰胺溶液的原纸堆叠在一起，放入平板热压机中以衡温阶梯式升压方式进行热压，热压温度为180°C，初始压强为IMPa保压I分钟，然后加压至5MPa保压2分钟，再加压至15MPa保压5分钟取出，完成间位芳族聚酰胺纸板的制备。
[0032]将按照实施例1制备方法制备得