專利名稱：含有玄武巖纖維及化學(xué)纖維的合成纖維紙及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于合成纖維紙領(lǐng)域，涉及合成無紡紙結(jié)構(gòu)，特別涉及一種以玄武巖纖維、芳綸纖維及聚苯硫醚纖維濕法制成的纖維紙。
本發(fā)明還涉及上述合成纖維紙的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著材料科學(xué)的發(fā)展，對(duì)紙的性能要求日益提高，而合成纖維紙因具有比普通植物纖維紙的強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定、不易老化、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的關(guān)注。在現(xiàn)有技術(shù)中，以無紡紙結(jié)構(gòu)抄造的合成纖維紙是已知的，如專利號(hào)ZL99114635.2的中國(guó)專利中公開了一種以聚芳酰胺合成纖維為原料制成的合成纖維紙，該專利描述了以芳綸1414纖維為主體纖維，以聚酯作粘接纖維制造合成紙的方法。在該方法中，因聚酯的使用，局限了紙的耐溫性能。中國(guó)專利CN1814912也公開了由間位芳族聚酰胺纖維熱壓成型相互粘結(jié)組成的芳綸紙，中國(guó)專利CN1570271公開了以聚丙烯腈基碳纖維為原料的合成纖維紙，該專利描述了以碳纖維、芳綸纖維為主體纖維，以聚酯或聚苯硫醚纖維作粘接纖維制造合成紙的方法。但因碳纖維的自身強(qiáng)度和纖維的制造成本以及使用聚酯，局限了紙?jiān)诟鼜V領(lǐng)域中的發(fā)展。國(guó)際專利申請(qǐng)WO2004025024公開了由聚芳基酰胺纖維和聚芳基酰胺沉析纖維組成的芳綸纖維加上聚合粘合劑構(gòu)成的纖維紙。另外中國(guó)專利CN1287955公開了一種玄武巖-白云石復(fù)合纖維紙，其主料為玄武巖-白云石復(fù)合纖維及纖維紙干漿，輔料為松香膠、明礬、滑石粉。因該種纖維紙的組成成分中使用植物纖維，使得該中纖維紙存在有不抗水、不耐高溫、耐氧化、耐腐蝕、疲勞性差等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以玄武巖纖維和芳綸纖維為結(jié)構(gòu)纖維，以聚苯硫醚纖維為粘接纖維的一種合成纖維紙。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述合成纖維紙的制備方法。
上述目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種合成纖維紙，含有結(jié)構(gòu)纖維10～90重量份和粘接纖維10～90重量份。優(yōu)選的是含有結(jié)構(gòu)纖維40～60重量份和粘接纖維40～60重量份，其中，結(jié)構(gòu)纖維含有5～85％(重量)的玄武巖纖維和15～95％(重量)的芳綸纖維，粘接纖維40～60重量份的聚苯硫醚纖維。
本發(fā)明所述玄武巖纖維，纖維直徑控制在1～4微米，長(zhǎng)度在3～5毫米。
本發(fā)明所述芳綸纖維包括聚芳酰胺聚對(duì)苯二胺纖維(芳綸1414)及其漿粕制品或聚芳酰胺聚間苯二胺纖維(芳綸1313)及其沉析纖維制品。芳綸1414漿粕是將上述芳綸1414長(zhǎng)絲經(jīng)切短后，機(jī)械叩解和研磨而成。芳綸沉析纖維的制備是分別將一定粘度的聚間苯二甲酰胺溶液和沉析劑輸送至沉析機(jī)中，在高速剪切作用下混合，析出二維細(xì)小的薄膜條狀的纖維，最后經(jīng)過水洗，叩解精制后，得到沉析纖維漿料。所述芳綸1414纖維的纖度為1～2d、長(zhǎng)度為0.5～10mm，所述芳綸1313纖維的纖度為1～2d、長(zhǎng)度為0.5～10mm。
本發(fā)明所述粘接纖維為聚苯硫醚纖維，聚苯硫醚纖維具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，本發(fā)明使用的聚苯硫醚纖維的軟化點(diǎn)為260℃、熔點(diǎn)為280℃、纖維長(zhǎng)度為1～6mm。
按照本發(fā)明所述，該合成纖維紙的制備方法包括配料制漿、抄造成形、脫水、干燥、高溫?zé)彳埡颓羞呎蔚炔襟E。在配料制漿步驟中，先將玄武巖纖維按0.5～2％重量濃度在水力疏解機(jī)中疏解，制得一漿液A，然后將芳綸纖維和部分芳綸纖維漿粕以及聚苯硫醚纖維混合并按0.1～1.5％重量濃度在水力疏解機(jī)中疏解，制得另一漿液B，最后將兩種漿液在配漿池中混合，從而形成能夠添加至造紙網(wǎng)前箱的造紙紙漿。
由于玄武巖纖維、芳綸纖維之間沒有足夠的結(jié)合力，必須借助其它膠粘劑來增加紙的結(jié)合強(qiáng)度，本發(fā)明采用聚苯硫醚纖維作粘接纖維，因聚苯硫醚纖維具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，利用聚苯硫醚纖維受熱熔融的特性，當(dāng)玄武巖纖維、芳綸纖維合成紙胚在接近聚苯硫醚纖維熔點(diǎn)溫度時(shí)軋壓，已軟化熔融的聚苯硫醚纖維在壓力下將不熔的玄武巖纖維、芳綸纖維粘合在一起，達(dá)到定型的目的，并形成了合成紙的強(qiáng)度。
在本發(fā)明合成纖維紙的制備方法中，因芳綸纖維和聚苯硫醚纖維的憎水性，在水中極難分散。為了促進(jìn)上述纖維在水中的分散，可在所述造紙制漿中加入1～10重量份的防絮凝劑。
在本發(fā)明合成纖維紙的制備方法中，以常規(guī)造紙工藝，采用圓網(wǎng)造紙機(jī)成形設(shè)備。所述抄造成形，可以采用單園網(wǎng)或多園網(wǎng)成形工藝。
隨后紙頁經(jīng)熱軋機(jī)軋制，控制熱軋線壓力100～200kg/cm，熱軋溫度為280℃左右。然后經(jīng)壓光整形，最終形成玄武巖、化學(xué)纖維合成紙。
本發(fā)明的合成纖維紙，采用玄武巖纖維，在性能上，玄武巖纖維較碳纖維、芳綸、超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯纖維等其它高科技纖維，具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如力學(xué)性能佳，耐高溫性能好，可在-269～700℃范圍內(nèi)連續(xù)工作，耐酸耐堿，抗紫外線性能強(qiáng)，吸濕性低，有更好的耐環(huán)境性能，此外，還有絕緣性能好，高溫過濾性佳、抗輻射、良好的透波性能等優(yōu)點(diǎn)。因此，以玄武巖纖維為增強(qiáng)體可制成各種性能優(yōu)異的復(fù)合材料，可廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工、車船制造、工程塑料、建筑等軍工和民用領(lǐng)域。
本發(fā)明所采用的聚苯硫醚作粘接纖維較上述的聚酯纖維在耐溫性能上更優(yōu)異。
本發(fā)明綜合了上述合成纖維各自的優(yōu)勢(shì)，制備了一種將玄武巖纖維和芳綸纖維，以及聚苯硫醚纖維三種纖維抄造成一體的合成纖維紙，使其綜合性能優(yōu)于現(xiàn)有的碳纖維紙和芳綸纖維紙。目前，這種合成纖維紙?jiān)趪?guó)內(nèi)外還未見報(bào)道。
具體實(shí)施例方式
以上是對(duì)本發(fā)明的一般性描述，下面將通過具體實(shí)施方式

對(duì)本發(fā)明的權(quán)利要求作進(jìn)一步解釋。材料來源玄武巖纖維黑龍江省寧安市鏡泊湖耐堿玄武纖維有限公司生產(chǎn)芳綸1414纖維日本帝人公司生產(chǎn)芳綸1313纖維廣東新會(huì)彩艷公司生產(chǎn)聚苯硫醚纖維四川華拓公司生產(chǎn)實(shí)施例1按下述比例配制本實(shí)施例1合成纖維紙
玄武巖纖維(2～4mm) 5重量份(以下稱“份”)芳綸1414纖維(5～6mm) 45份聚苯硫醚纖維(5～6mm) 50份將上述含量的玄武巖纖維按1％重量濃度在水力疏解機(jī)中疏解，制成紙漿A，將上述含量芳綸1414纖維(其中含0～20％漿粕)和聚苯硫醚纖維按0.5％重量濃度在水力疏解機(jī)中疏解制成紙漿B，然后將漿液A和漿液B在配料池中混合均勻后，在穩(wěn)漿箱中加入5份防絮凝劑。經(jīng)穩(wěn)漿箱調(diào)節(jié)漿液上網(wǎng)壓頭，在流漿箱中漿液被均勻分布到造紙成形網(wǎng)(雙園網(wǎng))上，隨后紙頁經(jīng)熱軋機(jī)一次熱軋成型，控制熱軋線壓力為150kg/cm，控制熱軋溫度270～280℃范圍內(nèi)。熱軋后的紙經(jīng)壓光機(jī)進(jìn)一步整型，使紙的密度、紙的表面特性、紙的挺度達(dá)到令人滿意的效果。得到的結(jié)果見表1表1

實(shí)施例2按下述重量份配制本實(shí)施例2合成纖維紙玄武巖纖維(2～4mm)5份芳綸1313纖維(5～6mm) 45份聚苯硫醚纖維(5～6mm) 50份本實(shí)施例用芳綸1313纖維(含0～20％沉析纖維)替代芳綸1414纖維，合成纖維紙的制備方法與實(shí)施例1相同，得到的結(jié)果見表2表2

實(shí)施例3按下述重量份配制本實(shí)施例3合成纖維紙玄武巖纖維(6～8mm) 25份芳綸1414纖維(5～6mm)25份聚苯硫醚纖維(5～6mm)50份本實(shí)施例3是在不改變聚苯硫醚纖維50份用量的情況下，將玄武巖纖維重量增加到25份，芳綸1414纖維減少到25份，其余步驟按實(shí)施例1相同的制備方法進(jìn)行，得到的測(cè)試結(jié)果見表3表3

實(shí)施例4按下述重量份配制本實(shí)施例4合成纖維紙玄武巖纖維(6～8mm) 40份芳綸1414纖維(5～6mm) 10份聚苯硫醚纖維(5～6mm)50份針對(duì)實(shí)施例3，將玄武巖纖維比例增加到40份，芳綸1414纖維減少到10份，在聚苯硫醚纖維50份用量不變的情況下，其余步驟按實(shí)施例1相同的制備方法進(jìn)行，所得到的測(cè)試結(jié)果見表4表4

實(shí)施例5按下述比例配制本實(shí)施例5合成纖維紙玄武巖纖維(6～8mm) 5份芳綸1414纖維(5～6mm)35份聚苯硫醚纖維(5～6mm)60份所述實(shí)施例采用60份的聚苯硫醚纖維，其余步驟與實(shí)施例1相同的制備方法進(jìn)行，得到的測(cè)試結(jié)果見表5表5

實(shí)施例6按下述重量份配制本實(shí)施例6合成纖維紙玄武巖纖維(6～8mm) 5份芳綸1414纖維(5～6mm)60份聚苯硫醚纖維(5～6mm)35份本實(shí)施例的不同之處在于選用聚苯硫醚纖維35份。其余步驟按實(shí)施例1相同的工藝進(jìn)行，得到的測(cè)試結(jié)果見表6表6

本發(fā)明不限于以上實(shí)施方式，可以根據(jù)參配比例、熱軋工藝等參數(shù)與合成纖維紙物理機(jī)械強(qiáng)度指標(biāo)的依存關(guān)系，改變配比和參數(shù)，制成可滿足用戶特殊要求的產(chǎn)品型號(hào)和規(guī)格；本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以做出各種改變和變形，在不脫離本發(fā)明精神的前提下，均落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種合成纖維紙，含有結(jié)構(gòu)纖維10～90重量份；粘接纖維10～90重量份；其中，所述結(jié)構(gòu)纖維含有5～85％(重量)的玄武巖纖維和15～95％(重量)的芳綸纖維。
2.權(quán)利要求1所述的合成纖維紙，其特征在于所述結(jié)構(gòu)纖維為40～60重量份。
3.權(quán)利要求1所述的合成纖維紙，其特征在于所述粘接纖維為聚苯硫醚纖維。
4.權(quán)利要求1或3所述的合成纖維紙，其特征在于所述粘接纖維為40～60重量份。
5.權(quán)利要求1所述的合成纖維紙，其特征在于所述玄武巖纖維直徑為1～4微米，長(zhǎng)度為3～5毫米。
6.權(quán)利要求1所述的合成纖維紙，其特征在于所述芳綸纖維為聚芳酰胺聚對(duì)苯二胺纖維及其漿粕制品、或聚芳酰胺聚間苯二胺胺纖維及其沉析纖維制品，所述芳綸纖維纖度為1～2d、長(zhǎng)度為0.5～10mm。
7.權(quán)利要求3所述的合成纖維紙，其特征在于所述聚苯硫醚纖維的軟化點(diǎn)為260℃、熔點(diǎn)為280℃、纖維長(zhǎng)度為1～6mm。
8.權(quán)利要求1所述的合成纖維紙的制備方法，包括下述步驟1)將玄武巖纖維按0.5～2％重量濃度疏解，制得漿液A；2)將芳綸纖維和部分芳綸纖維漿粕或沉析纖維以及聚苯硫醚纖維混合并按0.1～1.5％重量濃度疏解，制得漿液B；3)將漿液A與漿液B混合形成造紙紙漿；4)將所述造紙紙漿抄造成形；5)高壓熱軋得到合成纖維紙。
9.權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于進(jìn)一步包括在紙漿中加入防絮凝劑的步驟。
10.權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于所述高壓熱軋的線壓力為100～200kg/cm，熱軋溫度為280℃左右。
全文摘要
本發(fā)明屬于合成纖維紙領(lǐng)域，涉及合成無紡紙結(jié)構(gòu)，特別涉及一種以玄武巖纖維、芳綸纖維及聚苯硫醚纖維濕法制成的纖維紙。該合成纖維紙具有力學(xué)性能佳，耐高溫性能好，耐酸耐堿，抗紫外線性能強(qiáng)，吸濕性低，有更好的耐環(huán)境性能，此外，還有絕緣性能好，高溫過濾性佳、抗輻射、良好的透波性能等優(yōu)點(diǎn)。因此，該合成纖維紙，可廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工、車船制造、建筑等軍工和民用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)D21H13/38GK1948615SQ200610063
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2006年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月7日
發(fā)明者陶世毅, 衡沛之, 王麗萍, 陳連均 申請(qǐng)人:成都天暢新材料有限公司