System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种芳纶基发热纸及其制备方法技术_技高网

一种芳纶基发热纸及其制备方法技术

技术编号:44671341 阅读:6 留言:0更新日期:2025-03-19 20:26
本发明专利技术涉及合成纤维纸制造技术领域,具体涉及一种芳纶基发热纸及其制备方法,所述制备方法为:将对位芳纶短切纤维和氢氧化钾加入到二甲基亚砜中,然后加入水,搅拌分散得到纳米纤维分散液;将碳纤维、芳纶短切纤维加入到纳米纤维分散液中进行疏解,混合均匀得到短切纤维分散液;将间位芳纶聚合液、纳米纤维分散液、沉析剂加入沉析设备中,高速剪切得到沉析纤维,再经水洗池冷却成型、多级水洗得到间位芳纶沉析纤维;将短切纤维分散液、间位芳纶沉析纤维混合均匀后,通过湿法抄造、压榨烘干、热压处理得到芳纶基发热纸。所述制备方法中碳纤维、芳纶短切纤维可以实现很好的分散,制得的芳纶基发热纸具有更高的匀度,更佳的力学性能和发热性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种芳纶基发热纸及其制备方法,属于合成纤维纸制造。


技术介绍

1、碳纤维是一种具有高抗拉强度、质轻、耐高温、导电性好、耐腐蚀的惰性纤维材料,其碳含量高于95%,表面的石墨层紧密有序排列,导致碳纤维表面光滑且无官能团。目前,碳纸的成产和加工主要是依赖湿法成形,即,将碳纤维分散在水系分散剂中,然后通过化学剂复合和高温处理制得碳纸,分散碳纤维的过程中,碳纤维极易发生聚集、结团,导致分散不均匀。由此,制备的碳纤维发热纸就会存在温度分布均匀的情况,局部超温还会造成巨大的安全隐患。

2、目前碳纤维的分散方法分为物理改性和化学改性,物理改性包括超声分散、添加分散剂等(例如中国专利申请cn117661374a、cn113293640a中公开的方法);化学改性包括聚多巴胺改性、己二酸改性等。但是这些方法一般工艺繁琐,化学合成成本高,并且化学处理对碳纤维产生一定的损害作用,影响碳纤维的性能。

3、另外,现有技术中采用的纤维耐温性一般,大多是用于低温发热领域,一般工作温度在80℃以下,不能满足高温发热领域的需求。

4、因此,开发一种发热均匀、发热效率高并可用于高温发热领域的发热纸及其制备方法具有重要的价值。


技术实现思路

1、本专利技术针对现有技术存在的不足,提供一种芳纶基发热纸及其制备方法,所述制备方法中碳纤维可以实现很好的分散,制得的芳纶基发热纸具有更高的匀度,更佳的力学性能和发热性能。同时,芳纶基发热纸具有很好的耐温性,可用于高温发热领域。

2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下:一种芳纶基发热纸的制备方法,所述制备方法为:

3、s1、纳米纤维分散液的制备:

4、将对位芳纶短切纤维和氢氧化钾加入到二甲基亚砜中,然后加入水,搅拌分散,得到所述纳米纤维分散液;

5、s2、短切纤维分散液和间位芳纶沉析纤维的制备:

6、将碳纤维、芳纶短切纤维加入到纳米纤维分散液中进行疏解,混合均匀,得到所述短切纤维分散液;

7、将间位芳纶聚合液、纳米纤维分散液、沉析剂连续稳定的加入沉析设备中,高速剪切得到沉析纤维,然后经水洗池冷却成型、多级水洗得到间位芳纶沉析纤维;

8、s3、芳纶基发热纸的制备:

9、将短切纤维分散液、间位芳纶沉析纤维经过疏解、搅拌,再经过湿法成型、压榨、烘干、热压后得到芳纶基发热纸。

10、进一步的,步骤s1中,搅拌时间为4~24h,所述纳米纤维分散液的保存温度条件为15~25℃。

11、进一步的,对位芳纶纤维、二甲亚砜、水和氢氧化钾的重量份数比为(0.05~3):(80~100):(0.01~0.08):(0.15~4)。

12、进一步的,步骤s2中,制备所述短切纤维分散液时,所述芳纶短切纤维为对位芳纶短切纤维或间位芳纶短切纤维,所述疏解时间为5~10min;

13、所述芳纶短切纤维在所述短切纤维分散液中的质量浓度为0.05%~1%,所述碳纤维在所述短切纤维分散液中的质量浓度为0.01%~0.5%。

14、进一步的,步骤s2中,制备所述间位芳纶沉析纤维时,所述间位芳纶聚合液的温度为35~50℃,固含量为8%~15%,在25℃下的粘度为100~450po;

15、制备所述间位芳纶沉析纤维时,纳米纤维分散液、沉析剂和间位芳纶聚合液的重量份数比为(5~20):(5~12):(80~100)。

16、进一步的,步骤s2中,制备所述间位芳纶沉析纤维时,所述高速剪切的速度为3500~6000转/分钟,所述高速剪切的时间为40~90s。

17、进一步的,步骤s2中,制备所述间位芳纶沉析纤维时,所述沉析剂由以下重量份数的物质混合复配而成:5~18份氯化盐、40~50份水、40~50份n,n-二甲基乙酰胺;

18、所述氯化盐为氯化锂、氯化钙、氯化镁中的至少一种。

19、进一步的,步骤s3中,所述短切纤维分散液中短切纤维和间位芳纶沉析纤维的重量份数比为5:5,且所述短切纤维分散液中碳纤维占短切纤维总重量的10%~30%。

20、进一步的,步骤s3中,热压条件为:温度180~220℃,车速5~20m/min,压力为100~300 n/mm。

21、一种芳纶基发热纸,所述芳纶基发热纸为按照本专利技术所述制备方法制得,所述芳纶基发热纸可以应用于高温发热领域。

22、本专利技术的有益效果是:

23、1、纳米纤维分散液是一个阴离子体系,体系非常稳定,并且具有一定粘度。该体系能够将芳纶短切纤维、碳纤维分散开并保持一定的稳态,在无分散剂添加的情况下使芳纶短切纤维、碳纤维能够良好分散,不易发生絮聚。从而制备的芳纶基发热纸具有更高的均匀度,更佳的力学性能。芳纶基发热纸中碳纤维分散更加均匀,也使得导电网络更加均匀,发热效率更高,发热更加均匀。

24、2、芳纶纤维是一种具备高强度、高模量、轻量化、耐折、耐高温、阻燃以及抗腐蚀的高性能纤维材料,但是存在导热难、易絮聚难分散等特点;碳纤维具有高强高模、耐腐蚀、热稳性好,但存在断裂伸长率低,复合时纤维之间结合力差、易发生脆性破坏等不足。本专利技术中纳米纤维分散液在水中析出过程中,芳纶短切纤维、碳纤维表面附着了对位芳纶纳米纤维,使光滑的芳纶短切纤维和碳纤维表面变的粗糙。因此,这就使纤维之间的界面粘结强度得到增强,纤维间结合力更大,从而使应力得到更好的转移,提升了芳纶基发热纸的结合力,避免了芳纶基发热纸拉伸强度低,脆性大的问题。同时,本专利技术并未牺牲芳纶短切纤维和碳纤维原有力学性能,并将两者的性能发挥的更好。另外,该方法可以大幅度降低芳纶基发热纸的孔隙率,提高了结合密实度,从而提升了芳纶基发热纸整体性能。

25、3、在间位芳纶沉析制备过程中引入对位芳纶纳米纤维,降低了间位芳纶沉析纤维的结晶度,在热压过程中更易熔融,纤维之间的结合力更强,表面更加光滑。同时,也提高了芳纶基发热纸的密度,降低了芳纶基发热纸的孔隙率,形成更加完整的导电通路,降低了电阻,提高发热功率。

26、4、相比常规的间位芳纶沉析纤维,本专利技术中低结晶度间位芳纶沉析在相对较低的热压温度下就可以实现很好的熔融和粘结,能够在保持芳纶基发热纸良好力学性能的同时,大幅度降低生产能耗。本专利技术制备过程简单,能耗低,易于控制。

本文档来自技高网
...

【技术保护点】

1.一种芳纶基发热纸的制备方法,其特征在于,所述制备方法为:

2.根据权利要求1所述一种芳纶基发热纸的制备方法,其特征在于,步骤S1中,搅拌时间为4~24h,所述纳米纤维分散液的保存温度条件为15~25℃。

3.根据权利要求1所述一种芳纶基发热纸的制备方法,其特征在于,对位芳纶纤维、二甲亚砜、水和氢氧化钾的重量份数比为(0.05~3):(80~100):(0.01~0.08):(0.15~4)。

4.根据权利要求1所述一种芳纶基发热纸的制备方法,其特征在于,步骤S2中,制备所述短切纤维分散液时,所述芳纶短切纤维为对位芳纶短切纤维或间位芳纶短切纤维,所述疏解时间为5~10min;

5.根据权利要求1所述一种芳纶基发热纸的制备方法,其特征在于,步骤S2中,制备所述间位芳纶沉析纤维时,所述间位芳纶聚合液的温度为35~50℃,固含量为8%~15%,在25℃下的粘度为100~450 Po;

6.根据权利要求1所述一种芳纶基发热纸的制备方法,其特征在于,步骤S2中,制备所述间位芳纶沉析纤维时,所述高速剪切的速度为3500~6000转/分钟,所述高速剪切的时间为40~90s。

7.根据权利要求1所述一种芳纶基发热纸的制备方法,其特征在于,步骤S2中,制备所述间位芳纶沉析纤维时,所述沉析剂由以下重量份数的物质混合复配而成:5~18份氯化盐、40~50份水、40~50份N,N-二甲基乙酰胺;

8.根据权利要求1所述一种芳纶基发热纸的制备方法,其特征在于,步骤S3中,所述短切纤维分散液中短切纤维和间位芳纶沉析纤维的重量份数比为5:5,且所述短切纤维分散液中碳纤维占短切纤维总重量的10%~30%。

9.根据权利要求1所述一种芳纶基发热纸的制备方法,其特征在于,步骤S3中,热压条件为:温度180~220℃,车速5~20m/min,压力为100~300 N/mm。

10.一种芳纶基发热纸,其特征在于,所述芳纶基发热纸为按照权利要求1-9任意一项所述制备方法制得。

...

【技术特征摘要】

1.一种芳纶基发热纸的制备方法,其特征在于,所述制备方法为:

2.根据权利要求1所述一种芳纶基发热纸的制备方法,其特征在于,步骤s1中,搅拌时间为4~24h,所述纳米纤维分散液的保存温度条件为15~25℃。

3.根据权利要求1所述一种芳纶基发热纸的制备方法,其特征在于,对位芳纶纤维、二甲亚砜、水和氢氧化钾的重量份数比为(0.05~3):(80~100):(0.01~0.08):(0.15~4)。

4.根据权利要求1所述一种芳纶基发热纸的制备方法,其特征在于,步骤s2中,制备所述短切纤维分散液时,所述芳纶短切纤维为对位芳纶短切纤维或间位芳纶短切纤维,所述疏解时间为5~10min;

5.根据权利要求1所述一种芳纶基发热纸的制备方法,其特征在于,步骤s2中,制备所述间位芳纶沉析纤维时,所述间位芳纶聚合液的温度为35~50℃,固含量为8%~15%,在25℃下的粘度为100~450 po;

6.根据权利要求1所述一种芳纶基发...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙静张峻华郭晓彤李旭峰程阳车元勋王玉阳
申请(专利权)人:烟台民士达特种纸业股份有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1