一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸及其制备方法与流程

技术特征：

1.一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸，其特征在于，其原料组分包括高性能碳纤维和对位芳纶纳米纤维，其制备方法包括如下步骤：

组分a配制：将碳纤维在去离子水中进行分散，碳纤维质量分散浓度为0.001%～0.1％；

组分b配制：用去离子水将对位芳纶纳米纤维分散成分散液，调整质量分散浓度0.05%～0.5%；

将组分a及70%～95%的组分b混合置入配浆釜中混浆，并通过加入去离水量调整纸浆浓度为0.005%～0.2％，将配好的浆料抄造成纸基材料湿纸页；

在复合浆料在网部抽滤成型时，将剩余组分b通过压缩喷雾方式对复合纸基材料上表面进行单面均匀喷雾，在复合纸的上表面形成一层致密均匀的对位芳纶纳米纤维薄膜；

将湿纸页经压榨、干燥、热压得到复合纸基材料；

按照纤维绝干重量百分比计，组分a0.5%～30%，组分b余量。

2.根据权利要求1所述的一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸，其特征在于，按照纤维绝干重量百分比计，组分a10%～20%，组分b余量。

3.根据权利要求1所述的一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸，其特征在于，步骤1）中组分a配浆前，按照以下步骤进行处理：浆碳纤维进行表面处理：在马福炉中350～450℃高温下对碳纤维进行高温刻蚀处理，处理时间长度为0.5～2小时。

4.根据权利要求1所述的一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸，其特征在于，步骤1）中组分a进行高频疏解时加入分散剂与表面活性剂，其中，分散剂用量为碳纤维质量0.5%～10%；表面活性剂用量为碳纤维质量1%～10%，；疏解器频率5000～20000r/min；疏解时长3～5min；分散剂由聚氧化乙烯（peo）和聚丙烯酰胺（pam）组成，其质量比为3:1。

5.根据权利要求1所述的一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸，其特征在于，步骤1）中碳纤维的分散浓度为0.01%～0.08%；步骤2）中对位芳纶纳米纤维的分散浓度为0.1%～0.3%。

6.根据权利要求1所述的一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸，其特征在于，步骤3）中按照纤维绝干重量计，组分b用量为整体组分b质量的70%～95%。

7.根据权利要求1所述的一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸，其特征在于，步骤5）真空抽吸脱水过程真空度保持0.015～0.05mpa，真空抽吸脱水后干度控制在6%～15%。

8.根据权利要求1所述的一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸，其特征在于，步骤5）中在2～5mpa压力下压榨；在温度为130～160℃，干燥3～10min，高温压光处理，在热压机上进行热压，压力控制在5～15mpa，热压温度在100～300℃，热压次数1次。

9.根据权利要求1所述的一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸，其特征在于，所述的组分b纤维直径10～200nm；所述的组分a纤维长度5～12mm，直径5～8μm。

10.根据权利要求1所述的一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸，其特征在于，步骤4）中抄造滤网的目数为100～300目。

技术总结
本发明属于造纸技术与材料领域，具体涉及一种对位芳纶纳米纤维与高性能碳纤维复合纸及其制备方法。利用对位芳纶纳米纤维比表面积大、在水溶液中易分散等特点，可代替传统的浆料湿强剂与黏结剂，实现与高性能碳纤维溶液的充分均匀混合，通过湿法抄造制备对位芳纶与碳纤维的湿纸页，再将对位再将对位芳纶纳米纤维分散液在芳纶湿纸页表面进行喷淋施胶处理，然后进行复合烘干成型，喷淋复合后的纸页能够显著提高复合纸均匀度、机械强度、提高复合纸基材料生产效率等目的，能够充分实现碳纤维与芳纶纤维的复合。通过此法制备复合材料，具备良好的耐热性能与化学稳定性，优异的导热与导电性能。

技术研发人员：张云奎;刘余田;周鹏飞;姚坤承;董志荣;李双昌;庄锐;刘焕良;孟军
受保护的技术使用者：山东聚芳新材料股份有限公司
技术研发日：2021.06.28
技术公布日：2021.08.24