[发明专利]包含衍生自二氨基二苯砜的纤条体的纸材

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及用包含聚合物或共聚物的纤条体制得的纸材，所述聚合物或共聚物衍生自单体，所述单体选自4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜以及它们的混合物。此类纸材具有高度的热稳定性，并且比仅用芳族聚酰胺纤条体制得的纸材更易于吸墨。

背景技术

已研发出由高性能材料制得的纸材以提供具有改善的强度和/或热稳定性的纸材。例如，芳族聚酰胺纸材是由芳香族聚酰胺构成的合成纸材。由于其耐热性和阻燃性、电绝缘性、韧度和柔韧性，所述纸材已被用作电绝缘材料和飞行器蜂窝结构的基材。在这些材料中，(Dupont，U.S.A.)如下制备：将聚(间苯二甲酰间苯二胺)絮状物与纤条体在水中混合，然后使所述混合浆料经历造纸工艺以制得成形纸材，然后将所述成形纸材热压光。已知此纸材具有优异的电绝缘性能以及强度和韧性，这甚至在高温下也保持高性能。

此类芳族聚酰胺纸材一般难以着色和印刷。就某些应用而言，将芳族聚酰胺纸材涂覆以提供更好的表面以供印刷条形码和其它标记。这需要造纸后额外的步骤，并且额外的制造步骤导致废料的产生。因此，持续需要具有改善的特性的高性能纸材，尤其是比高性能纸材如已知的芳族聚酰胺纸材更易于吸墨或着色的纸材。

发明简述

本发明涉及高度可印刷的热稳定的纸材，所述纸材包含：包含聚合物或共聚物的非粒状纤维或薄膜状聚合物纤条体，所述聚合物或共聚物衍生自胺单体，所述胺单体选自4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜以及它们的混合物，所述纤条体具有0.1至1mm的平均最大尺寸、5∶1至10∶1的最大尺寸与最小尺寸的比率、和不超过2微米的厚度；和高性能絮状物，所述高性能絮状物选自对位芳族聚酰胺、间位芳族聚酰胺、碳、玻璃、液晶聚酯、聚苯硫醚、聚醚-酮-酮、聚醚-醚-酮、聚二唑、聚苯并唑、以及它们的混合物，所述絮状物具有2至25mm的长度；以及至少一种絮状物，所述絮状物选自聚酯、脂族聚酰胺、粘胶以及它们的混合物。在各个实施方案中，本发明还涉及包含此高度可印刷的热稳定纸材的耐热标牌和标签、包裹线和导体、层压体结构、蜂窝结构、和电气器件。(如本文所用，“薄膜状”是指“薄膜”。)

本发明还涉及用于制备热稳定纸材的方法，所述方法包括以下步骤：

a)形成按所述絮状物和纤条体的总重量计10至95重量份的聚合物纤条体和90至5重量份的絮状物的含水分散体，所述纤条体包含衍生自胺单体的聚合物或共聚物，所述胺单体选自4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜以及它们的混合物，其中所述絮状物为下列物质的混合物：

i)至少一种高性能絮状物，所述絮状物选自对位芳族聚酰胺、间位芳族聚酰胺、碳、玻璃、液晶聚酯、聚苯硫醚、聚醚-酮-酮、聚醚-醚-酮、聚二唑、聚苯并唑以及它们的混合物，和

ii)至少一种絮状物，所述絮状物选自聚酯、脂族聚酰胺、粘胶以及它们的混合物；

b)将分散体共混以形成浆液；

c)将含水液体从浆液中排出以获得湿纸组合物，和

d)将湿纸组合物干燥以制得成形纸材。

如果需要，所述方法包括在热和压力下强化成形纸材以制得压光纸的附加步骤。

发明详述

本发明涉及在纸材中使用聚合物纤条体来改善印刷适性而不降低纸材的热稳定性，所述聚合物纤条体包含衍生自单体的聚合物或共聚物，所述单体选自4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜以及它们的混合物。此类聚合物具有有助于提高纸材印刷适性的[SO₂]连接基。

如本文所用，术语“纤条体”是指由薄膜状或不规则纤维状细小颗粒构成的极其细分的聚合物产物。基本上存在两类纤条体；“薄膜状”纤条体和“纤维状”或“丝状”纤条体。薄膜状纤条体基本上是二维颗粒，所述颗粒具有约100至1000微米的长度和宽度，和0.1至1微米的厚度。纤维状或丝状纤条体一般具有最多2-3mm的长度、10至50微米的宽度、和0.1至1微米的厚度。纤条体通过使聚合物溶液流动至与该溶液的溶剂不混溶的液体的凝固浴中来制得。聚合物溶液流在聚合物凝固时受到剧烈剪切力和紊流的影响。纤条体的主要形状由聚合物类型以及它们凝结期间的具体加工条件来决定。