[发明专利]一种添加表面活性剂制备蓬松对位芳纶浆粕的方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种制备蓬松对位芳纶浆粕的方法。

背景技术

对位芳纶(PPTA)是一种具有高强度高模量和耐热性的高分子纤维，20世纪60年代由美国杜邦公司发明并投入产业化。对位芳纶浆粕(PPTA-Pulp)是近30年来新开发的PPTA纤维差别化产品，它是20世纪80年代初美国杜邦公司首先开发出的一种高度分散性的原纤化的PPTA产品，它在保留了PPTA纤维优良机械性能的同时，具有更强的复合效果。作为石棉替代品广泛应用于无石棉摩擦材料、密封材料、增强塑料以及高性能工程纸(纸蜂窝结构材料)等高科技产业领域。

目前国内市场上出售的对位芳纶浆粕的生产方法之一是采用芳纶聚合物液晶纺丝成形的对位芳纶纤维丝束或者芳纶废丝纤维为原料，再将其切断成短切纤维，然后采用打浆或盘磨机磨浆方法制备芳纶浆粕。经过打浆或磨浆处理后，对位芳纶短切纤维发生润胀、原纤化，产生分丝帚化，比表面积增加，同时使更多的酰胺键暴露。由于酰胺键易于形成氢键，在制备对位芳纶浆粕过程中，经过打浆的对位芳纶纤维有更多的酰胺键暴露，在脱水干燥的情况下，易于形成氢键结合，使纤维之间产生很强的结合力，干燥后的浆粕产品结块、变硬，即产生所谓的“角质化”现象，如不进行进一步的开松和解离处理，则得不到能用于摩擦材料、密封材料、增强塑料、复合材料等领域的具有蓬松、柔软、绒毛化外观和易于分散的对位芳纶浆粕产品。而且浆粕的打浆度越高，纤维的分丝帚化程度则越高，干燥脱水过程形成的氢键也越多，干燥后产品结块、硬化就越严重。为了解决这一问题，目前国内普遍采用的技术是在对位芳纶浆粕干燥后再加一段开松工序。如中国专利公开号CN101550613，报道一种无污染芳纶废料制造浆粕工艺，采用的工艺是：芳纶废料经切断、叩解、研磨、脱水、干燥、开松等工序制成浆粕；中国专利公开号CN101457405，报道一种对位芳纶浆粕的制备方法及产品，其方法是：对位芳纶短切纤维经盘磨机疏解、切断、帚化、脱水、干燥、开纤机疏松等工序制成浆粕；中国专利公开号CN101250771，报道一种由芳纶废料生产芳纶浆粕的方法，芳纶废料经切碎、打浆、研磨、叩解、帚化、脱水、干燥、开松等工序制成浆粕。上述专利中均在干燥工序后采用了开松工序来制备对位芳纶浆粕。开松时需要专用的开松设备，不仅增加了设备投资，而且开松过程易于产生飞花和粉尘污染等问题。

目前国内有以对位芳纶短切纤维或对位芳纶废料为原料经打浆或磨浆工艺制备浆粕的文献报道(中国专利公开号CN101550613；CN101457405；CN101250771；CN101058895；纸和造纸，2008，(3)：45-47；3rd International symposium on emerging technologies of pulping and papermaking.Research progress in pulping and papermaking，8-10 Oct.广州，2006：570-574.)，但未提到在打浆或磨浆后期添加表面活性剂。国外也有以对位芳纶纤维或对位芳纶聚合物纺丝制成的纤维为原料，经打浆或磨浆工艺制备浆粕的专利文献报道(US20070137818A1，US20050287344A1，US20050284595A1，WO2002070796A1，EP392559A2，US4836507，JP08337920A)，但也未提到在打浆或磨浆后期添加非离子或含硅的阳离子表面活性剂。因此目前国内外均未见以对位芳纶短切纤维或对位芳纶废丝短切纤维为原料，在打浆或磨浆后期添加非离子型聚氧乙烯醚类或阳离子型有机硅表面活性剂，浆料脱水后干燥，不需经过开松或疏解操作直接制备蓬松对位芳纶浆粕的文献报道。