[发明专利]聚酰亚胺纤维纸基复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合成纤维工业技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺纤维纸基复合材料的制备方法。

背景技术

聚酰亚胺纤维是由聚酰亚胺树脂或聚酰胺酸纺丝浆液经过纺丝制备而成，分子主链中含有芳酰亚胺等基团，主链结构的高度共轭与芳香性赋予了聚酰亚胺纤维高强、高模、耐高温、耐腐蚀、耐辐射的优良性能，是一种具有优良机械性能和电学性能的高性能纤维产品，已被广泛应用在新型建筑材料、高温滤材、电绝缘材料、热封材料及复合材料增强剂等领域。

目前最常用的耐高温纤维基绝缘材料有芳纶纤维纸基复合材料、PBO纸基复合材料等，而聚酰亚胺纤维抄造的纸基复合材料的耐高温性能优于芳纶纤维、ＰＢＯ 纤维、超高分子量聚乙烯纤维等一些传统的高性能纤维。因此，研究聚酰亚胺纤维纸页的成纸特性，及其在航空航天、防护和电气绝缘领域的应用具有重要的意义。

传统的湿法抄造工艺中，由于聚酰亚胺纤维在浆料打浆和疏解的过程中不会发生纤维的分丝帚化，在纸页的干燥过程中纤维之间也不会产生氢键结合，经湿法成形得到的原纸结构疏松，强度较低，故需要对原纸进行增强处理。目前对聚酰亚胺纤维纸基复合材料的增强主要有以下方式：采用芳纶浆粕、聚酯纤维或沉析纤维与聚酰亚胺短切纤维配抄后经热压处理，可以提高纸页的原始强度。热压处理可以使微细纤维熔化将纤维粘接到一起，从而赋予纸页较高的物理强度和优良的绝缘性能。因此，热压是生产聚酰亚胺纤维纸基复合材料的重要工序。但是仅通过这种方式抄造的纸页强度仍不能满足纸张的使用要求．另一种是通过涂布或浸渍等方式添加有机树脂作为胶黏剂进行增强。常用的浸渍树脂包括酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂等。水性环氧树脂由于具有界面粘结强度大、化学稳定性好、力学性能优异、绝缘性能好、环保性能好、易操作等优良性能，使其在复合材料中占据着主导地位。但是由于树脂具有较高的热膨胀系数，过高的树脂含量会影响聚酰亚胺纸基复合材料的热稳定性。发明内容

本发明旨在针对上述问题，提出一种聚酰亚胺纤维纸基复合材料的制备方法。

本发明的技术方案在于：

一种聚酰亚胺纤维纸基复合材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）聚酰亚胺纤维纸的抄造；

（2）聚酰亚胺纤维纸的热压；

（3）聚酰亚胺纤维纸的浸渍。

所述的聚酰亚胺纤维纸的抄造过程为：将聚酰亚胺短切纤维和聚酰亚胺沉析纤维混合，置于高速疏解机中疏解2min，疏解过程中加入分散剂，然后使用手动抄片器抄造定量为45ｇ／ｍ2 的聚酰亚胺纤维。

所述的聚酰亚胺纤维纸的热压过程为：使用双辊压光机对聚酰亚胺纤维原纸进行热压处理、等压升温过程，热压压力60 N／mm，热压速度１m／min，热压温度90～270℃；等温升压过程，热压温度210℃，热压速度１m／min，热压压力60～180／mm。

所述的聚酰亚胺纤维纸的浸渍过程为：配制水性环氧树脂浸渍液，使用磁力搅拌器搅拌15min，将热压处理的聚酰亚胺纤维纸浸于树脂中30min 后取出，使用烘箱进行固化；将固化后的样品置于恒温恒湿室２天，使树脂熟化后待用。

所述的聚酰亚胺短切纤维和聚酰亚胺沉析纤维的混合质量比为6：4。

所述的固化温度为100℃ ，固化时间为30min。

所述的分散剂为PEO，所述的PEO的浓度为0.1％。

本发明的技术效果在于：

本发明聚酰亚胺纤维纸基复合材料的抗张指数随着树脂浸渍量的增大呈先增大后减小的趋势，撕裂指数随着浸渍量的增大而减小，耐电压强度随着浸渍量的增加而逐渐增加后趋于平缓。当浸渍量为20％时，制备的聚酰亚胺纸基复合材料的抗张指数提高了1.25倍，耐压强度增加了17％。

具体实施方式

一种聚酰亚胺纤维纸基复合材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）聚酰亚胺纤维纸的抄造；

（2）聚酰亚胺纤维纸的热压；

（3）聚酰亚胺纤维纸的浸渍。

其中，所述的聚酰亚胺纤维纸的抄造过程为：将聚酰亚胺短切纤维和聚酰亚胺沉析纤维混合，置于高速疏解机中疏解2min，疏解过程中加入分散剂，然后使用手动抄片器抄造定量为45ｇ／ｍ2 的聚酰亚胺纤维。

所述的聚酰亚胺纤维纸的热压过程为：使用双辊压光机对聚酰亚胺纤维原纸进行热压处理、等压升温过程，热压压力60 N／mm，热压速度１m／min，热压温度90～270℃；等温升压过程，热压温度210℃，热压速度１m／min，热压压力60～180／mm。