本發明專利技術公開了一種利用靜電紡絲技術制備芳酰胺纖維紙基材料的方法，屬于芳綸紙的制備領域。所述芳酰胺纖維紙的具體制備步驟為：（1）制備芳酰胺纖維紡絲液；（2）芳酰胺纖維紡絲液在高壓紡絲下噴射形成芳酰胺纖維膜；（3）芳酰胺纖維膜先經過水浴、干燥，再經過高溫壓光處理，熱壓成型，制得芳酰胺纖維紙基材料。傳統造紙法制備出的芳酰胺纖維紙基材料存在纖維分散差、成型強度較低、成紙均勻性不好、熱壓性能難以保證、抄造性能要求嚴格等問題，制約了其規模化的發展。而本發明專利技術采用高壓多噴頭紡芳酰胺纖維溶液的方法制備出的芳酰胺纖維紙基材料，不僅操作簡單易行，而且制得的芳酰胺纖維紙基材料性能更加優異，性質更加穩定。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于芳綸紙的制備領域，特別涉及。
技術介紹
隨著材料科學的發展和造紙技術的進步，造紙的原料除采用傳統的植物纖維之夕卜，已經開始應用其他有機合成纖維來制造紙基材料。芳綸纖維具有高強度、耐高溫、耐化學腐蝕、阻燃和優良的電絕緣性能，且具有優異的濕加工性能和增強性能，因而可以用于制造特種功能材料。芳酰胺纖維紙，也稱聚間芳酰胺紙，就是利用純芳酰胺纖維(聚間苯二甲酰間苯二胺)制成的一種特殊功能材料，適用于高溫、高濕等惡劣環境中，廣泛應用于航空航天、國防工業、交通運輸、電工絕緣等特殊領域。但是由于傳統造紙法制備芳綸紙面臨很多技術難題，如芳綸切斷處理、纖維分散、紙頁成形、原紙熱軋等關鍵技術難題，國內的相關研究大部分停留于科研試驗階段，一些生產企業對芳綸紙的工程設備、生產線、工藝過程監控等系統工程研究不足，從而使得國產芳綸紙的性能還處于中低檔水平。傳統造紙法采用混合芳綸纖維漿料、斜網(圓網)成型、壓榨、干燥、高溫壓光成型的方法制備芳酰胺纖維紙，制備出的芳酰胺纖維紙時存在纖維分散差、成型強度較低、成紙均勻性不好、熱壓性能難以保證、抄造性能要求嚴格等問題，制約了其規模化的發展。靜電紡絲是一種新型紡絲技術，不僅簡便易行，而且設備和實驗成本較低，纖維產率較高。靜電紡絲是利用高壓靜電力驅使聚合物溶液(或熔體)噴射形成聚合物纖維的過程。隨著國內外對芳綸紙需求量的增加和質量要求的提高，利用高壓靜電紡絲技術對芳酰胺纖維溶液進行紡絲制備芳綸紙具有重要的現實意義。
技術實現思路
本專利技術的目的是在于克服現有技術的缺點與不足，提供，該芳酰胺纖維紙基材料是采用靜電紡絲技術紡出先驅體芳綸膜，經高溫壓光制得的芳酰胺纖維紙基材料。本專利技術的目的通過下述技術方案實現(I)將芳酰胺纖維漿柏溶解于溶劑體系中，在80°C下攪拌2h，取出后在室溫下靜置30 60min，充分潤漲溶解去除氣泡后得到質量分數為5% 15%的芳酰胺纖維紡絲溶液；(2)將步驟(I)制得的芳酰胺纖維紡絲溶液注入靜電紡絲裝置中，進行高壓靜電紡絲，紡成芳酰胺纖維膜；(3)芳酰胺纖維膜去除膜表面殘留的溶劑后，再經過高溫壓光成型，即可得到芳酰胺纖維紙基材料；步驟(I)所述的溶劑體系是由鹵鹽和可與鹵鹽形成絡合的陽離子極性氧基團的溶劑組成，溶劑體系具體為DMAc (二甲基乙酰胺)/LiCl，NMP (甲基吡咯烷酮)/LiCl，DMF (二甲基甲酰胺)/LiCl，DMAc/CaCl2, NMP/CaCl2, DMF/CaCl2, DMAc/MgCl2, NMP/MgCl2 或 DMF/MgCl2中的至少一種；鹵鹽在溶劑體系中的質量分數為4%-10% ；步驟(2)中所述的高壓靜電紡絲的條件為高壓18 30kv，噴射針頭與接收滾筒距離8 12cm，紡絲液推進速度O.1 1. 2ml/h，溫度30 40°C，相對濕度20 30%，轉速4. 8 6. 2r/min ；步驟(2)中所述靜電紡絲裝置的噴射針頭數量為幾百或幾千，優選為100 2000個，噴射針頭的內徑為O. 6 1. 5mm ；步驟(2)所述的靜電紡絲裝置的接收裝置為輥筒收集或平板收集；步驟(3)中所述去除膜表面殘留溶劑的方法為用去離子水浸潰2h，在80°C真空下干燥2h ；步驟(3)中所述的高溫壓光條件為工作溫度160 250°C，120 320kg/cm線壓條件熱壓成型。本專利技術的優點是1.本專利技術提供的制備芳酰胺纖維紙基材料的靜電紡絲法與傳統造紙法相比簡單易行，不需要經過碎漿、打漿、篩選、抄紙等傳統造紙過程。2.所得到的芳酰胺纖維紙基材料與傳統造紙法制備的芳酰胺纖維紙相比，重量輕、強度高、力學性能和耐熱性能好。3.芳酰胺纖維紡絲液配置工藝簡單、效率高，適于紡絲，對靜電紡絲設備無特殊要求。具體實施例方式下面結合實施例對本專利技術作進一步詳細的描述，但本專利技術的實施方式不限于此。實施例1 :1.取53ml 二甲基乙酰胺(DMAc)和無水氯化鋰2g于錐形瓶中，密封后置于油浴鍋中，在80°C下攪拌約20min后氯化鋰溶解，準確加入稱好的2. 5g芳酰胺纖維漿柏，密封后在80°C下攪拌2h，漿柏潤漲溶解形成均勻半透明的淡黃色溶液，取出后在室溫下靜置30min，充分潤漲溶解去除氣泡后形成均勻透明的5%芳酰胺纖維溶液。2.將配制好的芳酰胺纖維溶液在高壓條件下進行靜電紡絲，靜電紡絲的條件為電壓18kv，紡絲液推進速度O. lml/h，溫度30°C，相對濕度20%，轉速4. 8r/min，接收距離8cm，其中靜電紡絲裝置的接收裝置為平板收集。3.芳酰胺纖維膜用去離子水浸潰2h，在80°C真空下干燥2h。芳酰胺纖維膜再經過高溫壓光工作溫度16(TC，120kg/cm線壓條件熱壓成型，即可得到芳酰胺纖維紙基材料。獲得的芳酰胺纖維紙基材料平均厚度O. 025mm，抗張指數114. 2N · m · g_\撕裂指數71. 9mN*m2 · g—1，伸長率32%的芳酰胺纖維紙基材料。厚度、抗張指數、撕裂指數、伸長率分別按照國家標準 GB/T451. 3、GB/T12914、GB/T455、GB/T12914-91 測量。實施例2 1.取53ml 二甲基乙酰胺(DMAc)和無水氯化鋰3. 5g于錐形瓶中，密封后置于油浴鍋中，在80°C下攪拌約20min后氯化鋰溶解，準確加入稱好的5g芳酰胺纖維漿柏，密封后在80°C下攪拌2h，漿柏潤漲溶解形成均勻半透明的淡黃色溶液，取出后在室溫下靜置45min，充分潤漲溶解去除氣泡后形成均勻透明的10%芳酰胺纖維溶液。2.將配制好的芳酰胺纖維溶液在高壓條件下進行靜電紡絲，靜電紡絲的條件為電壓24kv，紡絲液推進速度0. 7ml/h，溫度35°C，相對濕度25%，轉速5. 2r/min，接收距離10cm，其中靜電紡絲裝置的接收裝置為輥筒收集。3.芳酰胺纖維膜用去離子水浸潰2h，在80°C真空下干燥2h。芳酰胺纖維膜再經過高溫壓光工作溫度200°C，200kg/cm線壓條件熱壓成型，即可得到芳酰胺纖維紙基材料。獲得的芳酰胺纖維紙平均厚度0. 034mm,抗張指數128. 3N *m *g-1,撕裂指數82.1mN *m2 *g_1,伸長率35%的芳酰胺纖維紙。厚度、抗張指數、撕裂指數、伸長率分別按照國家標準GB/T451. 3、GB/T12914、GB/T455、GB/T12914-91 測量。實施例3 1.取53ml 二甲基乙酰胺(DMAc)和無水氯化鋰5g于錐形瓶中，密封后置于油浴鍋中，在80°C下攪拌約20min后氯化鋰溶解，準確加入稱好的7. 5g芳酰胺纖維漿柏，密封后在80°C下攪拌2h，漿柏潤漲溶解形成均勻半透明的淡黃色溶液，取出后在室溫下靜置60min，充分潤漲溶解去除氣泡后形成均勻透明的15%芳酰胺纖維溶液。2.將配制好的芳酰胺纖維溶液在高壓條件下進行靜電紡絲，靜電紡絲的條件為電壓30kv，紡絲液推進速度1. 2ml/h,溫度40°C，相對濕度30%，轉速6. 2r/min,接收距離12cm，其中靜電紡絲裝置的接收裝置為輥筒收集。3.芳酰胺纖維膜用去離子水浸潰2h，在80°C真空下干燥2h。芳酰胺纖維膜再經過高溫壓光工作溫度250°C，320kg/cm線壓條件熱壓成型，即可得到芳酰胺纖維紙基材料。獲得的芳酰胺纖維紙平均本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種利用靜電紡絲技術制備芳酰胺纖維紙基材料的方法，其特征在于包括以下步驟：（1）將芳酰胺纖維漿粕溶解于溶劑體系中，在80℃下攪拌2h，取出后在室溫下靜置30～60min，充分潤漲溶解去除氣泡后得到質量分數為5%～15%的芳酰胺纖維紡絲溶液；（2）將步驟（1）制得的芳酰胺纖維紡絲溶液注入靜電紡絲裝置中，進行高壓靜電紡絲，紡成芳酰胺纖維膜；（3）芳酰胺纖維膜去除膜表面殘留的溶劑后，再經過高溫壓光成型，即可得到芳酰胺纖維紙。
【技術特征摘要】
1.一種利用靜電紡絲技術制備芳酰胺纖維紙基材料的方法，其特征在于包括以下步驟(1)將芳酰胺纖維漿柏溶解于溶劑體系中，在80°c下攪拌2h，取出后在室溫下靜置30 60min，充分潤漲溶解去除氣泡后得到質量分數為5% 15%的芳酰胺纖維紡絲溶液； (2)將步驟(I)制得的芳酰胺纖維紡絲溶液注入靜電紡絲裝置中，進行高壓靜電紡絲，紡成芳酰胺纖維膜； (3)芳酰胺纖維膜去除膜表面殘留的溶劑后，再經過高溫壓光成型，即可得到芳酰胺纖維紙。2.根據權利要求1所述的利用靜電紡絲技術制備芳酰胺纖維紙的方法，其特征在于步驟(I)所述的溶劑體系是由鹵鹽和可與鹵鹽形成絡合的陽離子極性氧基團的溶劑組成。3.根據權利要求2所述的利用靜電紡絲技術制備芳酰胺纖維紙基材料的方法，其特征在于步驟(I)所述的溶劑體系為 DMAc/LiCl，NMP/LiCl，DMF/LiCl，DMAc/CaCl2, NMP/CaCl2,DMF/CaCl2，DMAc/MgCl2, NMP/MgCl2或DMF/MgCl2中的至少一種；鹵鹽在溶劑體系中的質量分數為4%-10%。4.根據權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊仁黨，余夢嬌，楊飛，劉德桃，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：發明
國別省市：
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