一种再生芳纶复合纸的制备方法与流程

本发明涉及一种高强度芳纶纸的制造方法，更具体地说，尤其涉及一种用间位芳纶溶液来增强普通芳纶复合纸从而大幅度提高其力学性能的新型方法，该高强度芳纶复合纸可应用于军事、电路板基材、交通、建筑、包装、电气等领域。

背景技术：

芳纶纤维具有绝缘性能好、耐高温、阻燃性能好、耐强腐蚀以及具有良好机械性能等优点。近年来、芳纶纸作为一种新型的高性能特种材料，在绝缘材料、建筑行业、交通运输、军工基材等领域的重要应用逐步扩大。

当前我国的芳纶纸产业获得了为较快速的发展，取得了一些较为不错的成果。目前，芳纶纸张主要由短切纤维、浆粕纤维及沉析纤维混抄而成，国内大部分企业仍处于小试和中试阶段，由于芳纶纤维的表面惰性以及短切纤维较大的长径比，导致产品的性能特别是物理性能较差、如力学强度较低、纸张匀度差等、与国外发达国家的技术水平仍差距很大，这在很大程度上限制了芳纶复合纸的应用。

在现阶段，国内在制备超高机械强度的高性能芳纶复合纸的技术方面仍然有所缺失，仍然处在努力探索的过程中，且大部分研究着重在如何对芳纶纤维进行表面亲水化改性、如何制备得到匀度及表观性能较好的芳纶纸、而如何对成纸进行再增强这一类研究相对较少。中国发明专利2016106024865公开了一种高性能宝德纶芳纶复合纸的制备方法，具体包括以下步骤：对pod短切纤维进行预处理；将经预处理后的pod短切纤维用疏解机进行第一次疏解；然后再加入间位芳纶浆粕纤维，进行二次疏解；最后再加入分散剂，进行第三次疏解，得悬浮液；将得到的悬浮液注入纸页成型器中进行脱水成型，经压榨、干燥处理后得芳纶复合纸原纸；将所得的芳纶复合纸原纸进行热压成型，得高性能的芳纶复合纸。该技术可以最大限度地利用短切纤维的高强特性，提高间位芳纶纸的强度性能。然而由于pod短切纤维和间位芳纶浆粕纤维较差的表面活性，仅仅通过湿法成纸过程难以使得pod短切纤维与间位芳纶浆粕纤维之间形成较高的结合力。在通过高温高压热压后，间位芳纶浆粕纤维以及pod短切纤维的熔融有限，两者之间难以形成良好的溶解包覆作用。另外，pod纤维的加入对纸张的介电性能有一定的负面影响。

中国发明专利2016100280815公开了一种高平滑绝缘用间位芳纶纸的制备方法，通过将间位芳纶沉析纤维筛选出纤维长度分布≥100目的浆料a和纤维长度分布＜100目的浆料b；将浆料a与粗间位芳纶短切纤维充分混合分散，进行成形抄造得到芯层湿纸幅；将浆料b与超细间位芳纶短切纤维充分混合分散，进行成形抄造得到面层湿纸幅和底层湿纸幅；按照面层、芯层和底层湿纸幅的顺序从上到下复合，然后压榨、干燥后得到芳纶原纸，再进行浸润处理，将浸润后的芳纶原纸热压成型，制得高平滑绝缘用间位芳纶纸。本发明制得的芳纶纸的表面平滑度高，克服了易于起毛的问题，在保证其优异机械强度的同时，提高了芳纶纸的介电性能，同时大幅降低了热压过程的能耗。这种方法虽然在一定程度上改善了纸张的匀度，制得了表面强度及平滑度较高的间位芳纶纸，但是在分层抄造过程中会不可避免的出现层间结合强度差的问题，对纸张的整体强度提高有限，且制备过程需要筛选纤维，过程较为复杂，难以实现工业化。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于克服现有技术中芳纶纸的物理性能差和绝缘性能低两个方面的问题，提供了一种物理性能佳、绝缘性能好的高性能芳纶复合纸的制备方法，具有良好的工业规模生产基础。

本发明先将微米级别的对位芳纶短切纤维、对位芳纶浆粕、间位芳纶浆粕混抄成芳纶复合纸。再往纸张结构中滴加一定量浓度为2％-30％的强极性有机溶剂/无机盐/间位芳纶溶液。由于含有无机盐的强极性有机溶剂能够溶解纸张中的间位芳纶浆粕纤维，当芳纶溶液滴加至芳纶复合纸上后，间位芳纶浆粕纤维也会发生局部溶解，把纸张放置在空气中，使芳纶溶液中被溶解的芳纶纤维和纸张结构中被局部溶解的间位芳纶浆粕纤维开始再生。再生完毕后用清水洗涤，将纸张中所含的有机溶剂和无机盐洗出，再经平板硫化机处理可以使整个纸张结构更加紧密、严实。芳纶溶液进入纸张结构中后再生填充纸张结构以及芳纶纤维局部溶解自增强，一方面显著的增强了这种芳纶复合纸的物理性能，另一方面对纸张的绝缘性能也有了相当大的改善。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种再生芳纶复合纸的制备方法包括如下步骤和工艺条件：

1)预处理液的配备：配置表面活性剂溶液或者有机溶剂溶液，得到预处理液，备用；

2)对位芳纶短切纤维预处理：用步骤1)所配备的预处理液对表面存在纺丝时残余杂质的对位芳纶短切纤维进行预处理；预处理工艺为用覆盖纤维量的预处理液处理纤维10-120min，处理时用超声波进行协同处理，超声波功率为50-100w，每隔10-20分钟搅拌一次，预处理的温度为25-80℃，处理完后将芳纶短切纤维洗净烘干，获得预处理后的对位芳纶短切纤维；

3)纤维表面改性：将步骤2)所获得的预处理后的对位芳纶短切纤维，以及对位芳纶浆粕纤维和间位芳纶浆粕纤维中至少一种一起用偶联剂进行接枝改性处理，偶联剂加载量按芳纶纤维绝干量计算为10-190ml/g，处理温度为25-70℃，处理时间为30-240min；所述偶联剂为kh-550、kh-560、kh-570、钛酸酯偶联剂和kh-792中的一种或多种；

4)纸张抄造工艺：将经步骤3)处理后的对位芳纶短切纤维，以及对位芳纶浆粕纤维和/或间位芳纶浆粕纤维都用蒸馏水清洗，去除残余的偶联剂；然后将所得纤维均匀分散在水中并加入造纸助剂；用自动抄纸机成纸；

5)纸张干燥：将经步骤4)制得的芳纶纸在高温真空条件下干燥后得到芳纶复合原纸；

6)芳纶溶液制备：将间位芳纶纤维溶解于溶有无机盐的强极性有机溶剂溶液中得到芳纶纤维溶液，溶解温度为25-100℃；

7)芳纶复合纸的再生：将步骤6)制得的芳纶溶液滴加在步骤5)制得的芳纶复合原纸上，置于空气中，使被溶解的间位芳纶纤维在纸张结构中进行再生得到再生芳纶复合原纸；所述的芳纶溶液的量为纸张绝干纤维质量的100％-300％；

8)热压工艺：将步骤7)得到的再生芳纶复合原纸进行高温高压热压处理；

9)洗涤工艺：用清水洗涤步骤8)得到的纸张并干燥后得到再生芳纶复合纸。

为进一步实现本发明目的，优选地，步骤1)中所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺、硬脂酸、脂肪酸甘油酯中的一种或多种，表面活性剂溶液的质量分数为1-10％，所述的有机溶剂为乙醇、丙酮、异丙醇中的一种或多种，有机溶剂溶液的质量分数为30-70％。

优选地，步骤2)的预处理工艺中，预处理液的用量覆盖芳纶纤维，处理过程中每隔5-30min搅拌一次。

优选地，步骤3)所述的偶联剂为纯偶联剂或质量比为1：1.0-5.0的偶联剂-醇溶液或质量比为1：1.0-5.0的偶联剂-水溶液或质量比为1：1.5-4.5：0.5-1.5的偶联剂-醇-水溶液。

优选地，步骤4)中所述芳纶短切纤维及芳纶浆粕纤维的长度为3-8mm，以质量百分比计，对位芳纶短切纤维的占比为20％-60％、对位芳纶浆粕纤维的占比为0％-60％、间位芳纶浆粕纤维的占比为0％-80％，制备得到纸张的定量为20-200g/m²。

优选地，步骤4)中所述将所得纤维均匀分散在水中是用水力疏解机在转速为20000-3000rpm下疏解；所述分散剂包括阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠和羟乙基纤维素中的一种或多种，所述分散剂加入量为所用绝干纤维质量的0.1-1.0％；所述助留助滤剂包括阳离子淀粉、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙烯醇、阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺和非离子聚丙烯酰胺中的一种或多种，所述助留助滤剂加入量为所用绝干纤维质量的0.5-5.0％。

优选地，步骤5)中，真空干燥时的温度为50℃-110℃。

优选地，步骤6)中，所述有机溶剂为dmso、dmf、dmac、和nmp中的一种或多种，所述无机盐为licl2、cacl2、mgcl2中的一种或多种，制备得到的芳纶溶液的浓度为2％-30％。

优选地，步骤7)中，滴加的芳纶溶液的质量为纸张绝干纤维质量的100％-300％。

优选地，步骤8)所述高温高压热压的热压温度为100-300℃，压力为5-15mpa，时间为2-20min。

本发明先对对位芳纶短切纤维的表面进行深度洗涤，洗净其表面残余的杂质，有利于偶联剂的接枝反应从而在对位芳纶短切纤维表面引进活性基团，进而增加纤维的亲水性能，改善成纸性能。在成纸后，通过在芳纶复合原纸结构中滴加一定量的芳纶溶液，芳纶溶液在纸张结构中再生后可以完美的填充纸张结构中的孔隙，同时，芳纶溶液对纸张中原本含有的间位芳纶浆粕纤维有局部溶解作用，间位芳纶浆粕纤维被溶解后再生可以更好的包覆对位芳纶短切纤维，再通过高温高压热压作用实现再生纤维和对位芳纶短切纤维及对位芳纶浆粕纤维的自焊接，填补了孔隙结构，和对位芳纶短切纤维形成类似钢筋混凝土结构，使纸张结构紧凑致密，最终得到超高强度的芳纶复合纸。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

(1)具有工艺简单、产品性能优异、成本低廉可工业化等特点。

(2)芳纶复合纸的介电性能有了提高。

(3)制得的芳纶复合纸结构紧凑致密，强度相比现有技术制得的芳纶纸提高了20-25倍。

(4)不但利用了间位芳纶浆粕纤维的溶解自增强、而且利用了芳纶溶液再生更完美的填补了纸张结构中的缺陷。

(5)该技术对芳纶纤维的惰性表面进行了高效的改性，在纤维表面引进了羧基、羟基、氨基等活性基团，有利于纸张的匀度。

附图说明

图1是实施例1中芳纶复合原纸的扫描电镜照片图。

图2是实施例1中经过增强后的芳纶复合纸扫描电镜照片图。

图3是实施例3中芳纶复合原纸的扫描电镜照片图。

图4是实施例3中经过增强后的芳纶复合纸扫描电镜照片图。

图5是实施例4中芳纶复合原纸的扫描电镜照片图。

图6是实施例4中经过增强后的芳纶复合纸扫描电镜照片图。

具体实施方式

为了更加深入理解本发明，面结合实施例对本发明作进一步的说明，需要说明的是，本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

下面实施例中，介电性能测试采用：gb/t1408.1-2006标准测试。拉伸强度采用qb/t1670-92标准测试。

实施例1

一种再生芳纶复合纸的制备方法，包括如下步骤：

(1)预处理液的配备：将十二烷基苯环酸钠溶解于水中稀释成质量分数为5％的溶液，得预处理液，备用；

(2)纤维预处理：将步骤(1)所配备的预处理液维持在50-60℃的温度条件下，对对位芳纶短切纤维进行预处理，预处理工艺为用刚好覆盖纤维量的十二烷基苯磺酸钠溶液处理纤维40min，处理时用超声波进行协同处理，超声波功率为50w，每隔10分钟搅拌一次，处理完后将芳纶短切纤维洗净烘干得到预处理后的芳纶短切纤维；

(3)纤维表面改性：将步骤(2)所获得的预处理后的对位芳纶短切纤维，和未经处理的对位芳纶浆粕纤维一起用偶联剂进行改性处理，将偶联剂配置成偶联剂：水：乙醇质量比为3：2：18的溶液，偶联剂用量按绝干芳纶纤维质量为30ml/g，恒温在40℃温度条件下，处理时间为180min，所述偶联剂为kh-550，处理完后用清水把芳纶纤维洗净并干燥至恒重得到改性好的芳纶纤维；

(4)纸张抄造工艺：将40质量份改性好的对位芳纶短切纤维和60质量份的改性好的对位芳纶浆粕纤维混合并用水力疏解机在转速为2500rpm下疏解80000r，将其分散于水中形成纤维分散液并加入造纸助剂，所述造纸助剂为非离子聚丙烯酰胺和阳离子淀粉，非离子聚丙烯酰胺加入量为所用绝干纤维质量的0.5％，阳离子淀粉用量为所用绝干纤维质量的1.0％，用自动抄纸机脱水成型，本实施例抄造得到的芳纶复合原纸定量为40g/m²。

(5)纸张干燥：将经步骤(4)制得的芳纶纸在真空条件下干燥后飞到芳纶复合原纸，干燥温度为95℃；

(6)芳纶溶液制备：将1质量份的间位芳纶纤维溶解于50质量份溶有0.8质量份无机盐的强极性有机溶剂溶液中得到间位芳纶溶液，强极性有机溶剂为dmac，无机盐为licl，溶解温度为90℃；

(7)芳纶复合原纸的再生：将间位芳纶溶液滴加在芳纶复合原纸上，间位芳纶溶液的滴加量为芳纶复合原纸绝干纤维质量的3倍，将滴加间位芳纶溶液的芳纶复合纸置于空气中，使芳纶溶液在纯对位芳纶纤维构成的纸张结构中进行再生，得到再生芳纶复合原纸；

(8)热压工艺：用清水洗涤经步骤(7)得到的再生芳纶复合原纸以除去纸张中残余的有机溶剂和无机盐，把纸张干燥后再用平板硫化机进行热压处理，热压温度为225℃，压力为9mpa，热压时间为5min，最终得到纤维结合非常紧密的再生芳纶复合纸。

本实施例制得的再生芳纶复合纸与本实施例步骤(5)制得的芳纶复合原纸对比，厚度为78μm，拉伸强度由3.85mpa增加至79.72mpa，增加了近20倍，通过在击穿电压测试仪上按照标准进行测试其介电常数(测试介质为空气，升压速率0.5kv/秒，恒定时间30秒)，其介电强度为32kv/mm，比中国发明专利2016100280815公开的方法所制得的产品介电性能更好。

测试结果表明本实施例制造的再生芳纶复合纸在强度性能和介电强度方面相比普通绝缘芳纶纸或芳纶无纺布有非常明显的优势。本实施例再生芳纶复合纸纸张在再生增强前后的扫描电镜照片分别如图1和图2所示：从图1可以看出，芳纶复合原纸结构疏松，对位芳纶短切纤维与间位芳纶浆粕纤维之间的结合较为松散，纸张结构中存在很多孔隙和缺陷，反观图2，芳纶复合原纸经过再生增强后，短切纤维被再生后的间位芳纶完美包覆，纸张中的孔隙和缺陷已经被填充，对位芳纶短切纤维支撑着纸张的骨架，形成了类似钢筋混凝土的结构。

实施例2

一种再生芳纶复合纸的制备方法，包括如下步骤：

(1)预处理液的配备：将丙酮溶解于水中稀释成质量分数为40％的溶液，得预处理液，备用；

(2)纤维预处理：将步骤(1)所配备的预处理液维持在40℃的温度条件下，对对位芳纶短切纤维进行预处理，预处理工艺为用刚好覆盖纤维量的丙酮溶液处理纤维50min，处理时需要用超声波进行协同处理，超声波功率为50w，每隔10分钟需要搅拌一次，处理完后将芳纶短切纤维洗净烘干得到预处理后的芳纶短切纤维；

(3)纤维表面改性：将步骤(2)所获得的预处理后的芳纶短切纤维，和未经处理的对位芳纶浆粕纤维以及间位芳纶浆粕纤维用偶联剂进行改性处理，将偶联剂配置成质量比为偶联剂：水：乙醇为3：1.8：15的溶液，偶联剂用量按绝干芳纶纤维质量为40ml/g，恒温在50℃温度条件下，处理时间为120min，所述偶联剂为kh-560，处理完后用清水把芳纶纤维洗净并干燥至恒重得到改性好的芳纶纤维；

(4)纸张抄造工艺：将35质量份改性好的对位芳纶短切纤维、20质量份的改性好的对位芳纶浆粕纤维和45质量份改性好的间位芳纶浆粕纤维混合并用水力疏解机在转速为2500rpm的条件下疏解60000r将其分散于水中形成纤维分散液并加入造纸助剂，所述造纸助剂为聚氧化乙烯和聚二甲基二烯丙基二甲基氯化铵，其中聚氧化乙烯的用量为所用绝干纤维重量的0.5％，聚二甲基二烯丙基氯化铵的用量为绝干纤维用量的2％，用自动抄纸机脱水成型，本实施例抄造得到的芳纶复合原纸定量为50g/m²。

(5)纸张干燥：将经步骤(4)制得的芳纶纸在真空条件下干燥后飞到芳纶复合原纸，干燥温度为95℃；

(6)芳纶溶液制备：将2质量份的间位芳纶纤维溶解于50质量份溶有1质量份无机盐的强极性有机溶剂溶液中得到芳纶纤维溶液，本实施例所述强极性有机溶剂为dmso，所属无机盐为licl，溶解温度为80℃；

(7)芳纶复合原纸的再生：将芳纶溶液滴加在芳纶复合原纸上，芳纶溶液的滴加量为芳纶复合原纸绝干纤维质量的1.8倍，将滴加芳纶溶液的芳纶复合纸置于空气中，使芳纶溶液中被溶解的间位芳纶纤维以及纸张结构中被局部溶解的间位芳纶浆粕纤维在纸张结构中进行再生得到再生芳纶复合原纸；

(8)热压工艺：用清水洗涤经步骤(7)得到的再生芳纶复合原纸以除去纸张中残余的有机溶剂和无机盐，把纸张干燥后再用平板硫化机进行热压处理，热压温度为190℃，压力为6mpa，热压时间为7min，最终得到纤维结合非常紧密的再生芳纶复合纸。

本实施例制得的再生芳纶复合纸厚度为96μm，拉伸强度由本实施例步骤(5)制得的未增强芳纶复合原纸的3.95mpa增加至82.72mpa，增加了近20倍，其介电强度为31kv/mm。上述结果表明本实施例制造的再生芳纶复合纸在强度性能和介电强度方面相比普通绝缘芳纶纸或芳纶无纺布有非常明显的优势

实施例3

一种再生芳纶复合纸的制备方法，包括如下步骤：

(1)预处理液的配备：将脂肪酸甘油酯溶解于水中稀释成质量分数为3％的溶液，得预处理液，备用；

(2)纤维预处理：将步骤(1)所配备的预处理液维持在45℃左右的温度条件下，对对位芳纶短切纤维进行预处理，预处理工艺为用刚好覆盖纤维量的脂肪酸甘油酯溶液处理纤维60min，处理时需要用超声波进行协同处理，超声波功率为50w，每隔15分钟需要搅拌一次，处理完后将芳纶短切纤维洗净烘干得到预处理后的芳纶短切纤维；

(3)纤维表面改性：将步骤(2)所获得的预处理后的芳纶短切纤维，和未经处理的间位芳纶浆粕纤维用偶联剂进行改性处理，将偶联剂配置成质量比为偶联剂：水：乙醇为3：2：15的溶液，偶联剂用量按绝干芳纶纤维质量为50ml/g，恒温在50℃温度条件下，处理时间为120min，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550，处理完后用清水把芳纶纤维洗净并干燥至恒重得到改性好的芳纶纤维；

(4)纸张抄造工艺：将40质量份改性好的对位芳纶短切纤维和60质量份改性好的间位芳纶浆粕纤维混合并用水力疏解机在转速为2500rpm的条件下疏解75000r将其分散于水中形成纤维分散液并加入造纸助剂，助剂加载量为绝干纤维质量的2.5％，所述造纸助剂为羟乙基纤维素和阳离子淀粉，其中羟乙基纤维素的加入量为所用绝干纤维质量的0.8％，阳离子淀粉用量为所用绝干纤维质量的1.7％，用自动抄纸机脱水成型，本实施例抄造得到的芳纶复合原纸定量为30g/m²。

(5)纸张干燥：将经步骤(4)制得的芳纶纸在真空条件下干燥后飞到芳纶复合原纸，干燥温度为95℃；

(6)芳纶溶液制备：将2质量份的间位芳纶纤维溶解于50质量份溶有1质量份无机盐的强极性有机溶剂溶液中得到芳纶纤维溶液，本实施例所述强极性有机溶剂为nmp，所属无机盐为licl，溶解温度为60℃；

(7)芳纶复合原纸的再生：将芳纶溶液滴加在芳纶复合原纸上，芳纶溶液的滴加质量为芳纶复合原纸绝干纤维质量的1.5倍，将滴加芳纶溶液的芳纶复合纸置于空气中，使芳纶溶液中被溶解的间位芳纶纤维以及纸张结构中被局部溶解的间位芳纶浆粕纤维在纸张结构中进行再生得到再生芳纶复合原纸；

(8)热压工艺：用清水洗涤经步骤(7)得到的再生芳纶复合原纸以除去纸张中残余的有机溶剂和无机盐，把纸张干燥后再用平板硫化机进行热压处理，热压温度为180℃，压力为7mpa，热压时间为10min，最终得到纤维结合非常紧密的再生芳纶复合纸。

本实施例制得的再生芳纶复合纸与普通芳纶纸对比，厚度为75μm，再生芳纶复合纸纸张在再生增强前后的扫描电镜照片分别如图3和图4所示，从图3可以看出，由于本实施例所采用的芳纶浆粕纤维全部为间位芳纶浆粕纤维，在经过高温高压热压后，间位芳纶浆粕纤维产生了一定程度的微溶解和重结晶，因此其对对位芳纶短切纤维的包裹也已经较好，纸张已经比较紧实，但仍然能看到部分孔隙的存在，在把芳纶溶液滴加至纸张结构中进行再生增强后，图4可以看到纸张结构中的孔隙已经完全消失，纸张结构显得更加平滑，芳纶短切纤维已经被更加完美的包裹和覆盖，纤维间的结合力增强。这种增强现象对纸张的机械强度和介电强度毫无疑问是有利的，经过实际测试，拉伸强度由本实施例步骤(5)制得的未增强的芳纶复合原纸的9.88mpa增加至82.53mpa，增加了近8倍，其介电强度为33kv/mm，已经超过了杜邦公司同类产品的性能。本实施例制得的纸张可以作为纸基应用于在高频高速基板中，实现高频高速通讯，也可用于制造列车、汽车、飞机、船舶等所需的低密度高强度材料。

实施例4

一种再生芳纶复合纸的制备方法，包括如下步骤：

(1)预处理液的配备：将脂肪酸溶解于水中稀释成质量分数为5％的溶液，得预处理液，备用；

(2)纤维预处理：将步骤(1)所配备的预处理液维持在40-50℃的温度条件下，对对位芳纶短切纤维进行预处理，预处理工艺为用刚好覆盖纤维量的脂肪酸溶液处理纤维55min，处理时需要用超声波进行协同处理，超声波功率为50w，每隔10分钟需要搅拌一次，处理完后将芳纶短切纤维洗净烘干得到预处理后的芳纶短切纤维；

(3)纤维表面改性：将步骤(2)所获得的预处理后的对位芳纶短切纤维，和未经处理的对位芳纶浆粕纤维以及间位芳纶浆粕纤维用偶联剂进行改性处理，将偶联剂配置成质量比为偶联剂：水：乙醇为3：2：16的溶液，偶联剂用量按绝干芳纶纤维质量为40ml/g，恒温在45℃温度条件下，处理时间为120min，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh560，处理完后用清水把芳纶纤维洗净并干燥至恒重得到改性好的芳纶纤维；

(4)纸张抄造工艺：将35质量份改性好的对位芳纶短切纤维、20质量份改性好的对位芳纶浆粕纤维45质量份改性好的间位芳纶浆粕纤维混合并用水力疏解机在转速为2500rpm的条件下疏解30000r将其分散于水中形成纤维分散液并加入造纸助剂，助剂加载量为绝干纤维质量的2.5％，所述造纸助剂为聚氧化乙烯和聚乙烯醇，其中聚氧化乙烯的加入量为所用绝干纤维质量的0.5％，聚乙烯醇用量为所用绝干纤维质量的2.0％，用自动抄纸机脱水成型，本实施例抄造得到的芳纶复合原纸定量为30g/m²。

(5)纸张干燥：将经步骤(4)制得的芳纶纸在真空条件下干燥后得到芳纶复合原纸，干燥温度为95℃；

(6)芳纶溶液制备：将2质量份的间位芳纶纤维溶解于50质量份溶有1质量份无机盐的强极性有机溶剂溶液中得到间位芳纶纤维溶液，本实施例所述强极性有机溶剂为dmac，所属无机盐为licl，溶解温度为70℃；

(7)芳纶复合原纸的再生：将间位芳纶溶液滴加在芳纶复合原纸上，芳纶溶液的滴加质量为芳纶复合原纸绝干纤维质量的1.6倍，将滴加芳纶溶液的芳纶复合纸置于空气中，使芳纶溶液中被溶解的间位芳纶纤维以及纸张结构中被局部溶解的间位芳纶浆粕纤维在纸张结构中进行再生得到再生芳纶复合原纸；

(8)热压工艺：用清水洗涤经步骤(7)得到的再生芳纶复合原纸以除去纸张中残余的有机溶剂和无机盐，把纸张干燥后再用平板硫化机进行热压处理，热压温度为180℃，压力为10mpa，热压时间为8min，最终得到纤维结合非常紧密的再生芳纶复合纸。

本实施例制得的再生芳纶复合纸与本实施例步骤(5)制得的未增强的芳纶复合原纸对比，厚度为75μm，再生芳纶复合纸纸张在再生增强前后的扫描电镜照片分别如图5和图6所示，对比图5与图6，芳纶复合原纸在未经间位芳纶溶液再生增强前纸张表面存在起毛的现象，有芳纶短切纤维游离在纸张结构之外，这是因为浆粕纤维对短切纤维的之间的交织缠绕力较差造成的，纤维彼此之间没有形成足够强的氢键结合，反观经过芳纶溶液再生增强的芳纶纸，纸张结构非常规准平滑，在表面已经没有裸露的纤维，这是因为溶解在溶液中的芳纶分子发生了重结晶，在经过高温高压热压后完美的包裹了对位芳纶短切纤维及对位芳纶浆粕纤维。经过实际测试，再生芳纶复合纸纸张的拉伸强度由本实施例制得的未增强的芳纶复合原纸的5.41mpa增加至89.66mpa，增加了16倍，其介电强度为32kv/mm。已经超过了杜邦公司同类产品的性能。本实施例制得的纸张可以作为纸基应用于在高频高速基板中，实现高频高速通讯，也可用于制造列车、汽车、飞机、船舶等所需的低密度高强度材料。

实施例5

一种再生芳纶复合纸的制备方法，包括如下步骤：

(1)预处理液的配备：将聚丙烯酰胺溶解于水中稀释成质量分数为3％的溶液，得预处理液，备用；

(2)纤维预处理：将步骤(1)所配备的预处理液维持在70℃的温度条件下，对芳纶短切纤维进行预处理，预处理工艺为用刚好覆盖纤维量的聚丙烯酰胺溶液处理纤维60min，处理时需要用超声波进行协同处理，超声波功率为50w，每隔10分钟需要搅拌一次，处理完后将芳纶短切纤维洗净烘干得到预处理后的芳纶短切纤维；

(3)纤维表面改性：将步骤(2)所获得的预处理后的芳纶短切纤维，和未经处理的对位芳纶浆粕纤维以及间位芳纶浆粕纤维用偶联剂进行改性处理，将偶联剂配置成质量比为偶联剂：水：乙醇为2：1：18的溶液，偶联剂用量按绝干芳纶纤维质量为60ml/g，恒温在45℃温度条件下，处理时间为160min，所述偶联剂为kh-570，处理完后用清水把芳纶纤维洗净并干燥至恒重得到改性好的芳纶纤维；

(4)纸张抄造工艺：将40质量份改性好的对位芳纶短切纤维和20质量份的改性好的对位芳纶浆粕纤维和40质量份改性好的间位芳纶浆粕纤维混合并用水力疏解机在转速为2500rpm的条件下疏解50000r将其分散于水中形成纤维分散液并加入造纸助剂，助剂加载量为绝干纤维质量的3.5％，所述造纸助剂为非离子聚丙烯酰胺和羟乙基纤维素，其中非离子聚丙烯酰胺的加入量为所用绝干纤维质量的1.0％，羟乙基纤维素用量为所用绝干纤维质量的2.5％，用自动抄纸机脱水成型，本实施例抄造得到的芳纶复合原纸定量为40g/m²。

(5)纸张干燥：将经步骤(4)制得的芳纶纸在真空条件下干燥后飞到芳纶复合原纸，干燥温度为95℃；

(6)芳纶溶液制备：将1质量份的间位芳纶纤维溶解于50质量份溶有1质量份无机盐的强极性有机溶剂溶液中得到间位芳纶纤维溶液，本实施例所述强极性有机溶剂为nmp，所属无机盐为cacl2，溶解温度为70℃；

(7)芳纶复合原纸的再生：将间位芳纶溶液滴加在芳纶复合原纸上，芳纶溶液的滴加量为芳纶复合原纸绝干纤维质量的3倍，将滴加芳纶溶液的芳纶复合纸置于空气中，使芳纶溶液中被溶解的间位芳纶纤维以及纸张结构中被局部溶解的间位芳纶浆粕纤维在纸张结构中进行再生得到再生芳纶复合原纸；

(8)热压工艺：用清水洗涤经步骤(7)得到的再生芳纶复合原纸以除去纸张中残余的有机溶剂和无机盐，把纸张干燥后再用平板硫化机进行热压处理，热压温度为200℃，压力为5mpa，热压时间为10min，最终得到纤维结合非常紧密的再生芳纶复合纸。

本实施例制得的再生芳纶复合纸与本实施例步骤(5)制得的芳纶复合原纸对比，厚度为81μm，拉伸强度由原本的4.36mpa增加至83.24mpa，增加了近18倍，其介电强度为33kv/mm。

实施例6

一种再生芳纶复合纸的制备方法，包括如下步骤：

(1)预处理液的配备：将异丙醇溶解于水中稀释成质量分数为50％的溶液，得预处理液，备用；

(2)纤维预处理：将步骤(1)所配备的预处理液维持在30-40℃的温度条件下，对芳纶纤维进行预处理，预处理工艺为用刚好覆盖纤维量的异丙醇溶液处理纤维70min，处理时需要用超声波进行协同处理，超声波功率为50w，每隔10分钟需要搅拌一次，处理完后将芳纶短切纤维洗净烘干得到预处理后的芳纶纤维；

(3)纤维表面改性：将步骤(2)所获得的预处理后的芳纶短切纤维，和对位芳纶浆粕纤维以及间位芳纶浆粕纤维用偶联剂进行改性处理，将偶联剂配置成质量比为偶联剂：水为4：6的溶液，偶联剂用量按绝干芳纶纤维质量为70ml/g，恒温在40-50℃温度条件下，处理时间为200min，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂，处理完后用清水把芳纶纤维洗净并干燥至恒重得到改性好的芳纶纤维；

(4)纸张抄造工艺：将30质量份改性好的对位芳纶短切纤维和20质量份的改性好的对位芳纶浆粕纤维和50质量份改性好的间位芳纶浆粕纤维混合并用水力疏解机在转速为2500rpm的条件下疏解40000r将其分散于水中形成纤维分散液并加入造纸助剂，助剂加载量为绝干纤维质量的2.5％，所述造纸助剂为羟乙基纤维素和聚二甲基二烯丙基二甲基氯化铵，其中羟乙基纤维素的加入量为所用绝干纤维质量的0.5％，聚二甲基二烯丙基氯化铵的用量为所用绝干纤维质量的2.0％，用自动抄纸机脱水成型，本实施例抄造得到的芳纶复合原纸定量为30g/m²。

(5)纸张干燥：将经步骤(4)制得的芳纶纸在真空条件下干燥后飞到芳纶复合原纸，干燥温度为95℃；

(6)芳纶溶液制备：将2质量份的间位芳纶纤维溶解于50质量份溶有1质量份无机盐的强极性有机溶剂溶液中得到芳纶纤维溶液，本实施例所述强极性有机溶剂为nmp，所属无机盐为licl，溶解温度为75℃；

(7)芳纶复合原纸的再生：将芳纶溶液滴加在芳纶复合原纸上，芳纶溶液的滴加量为芳纶复合原纸绝干纤维质量的1.7倍，将滴加芳纶溶液的芳纶复合纸置于空气中，使芳纶溶液中被溶解的间位芳纶纤维以及纸张结构中被局部溶解的间位芳纶浆粕纤维在纸张结构中进行再生得到再生芳纶复合原纸；

(8)热压工艺：用清水洗涤经步骤(7)得到的再生芳纶复合原纸以除去纸张中残余的有机溶剂和无机盐，把纸张干燥后再用平板硫化机进行热压处理，热压温度为150℃，压力为10mpa，热压时间为6min，最终得到纤维结合非常紧密的再生芳纶复合纸。

本实施例制得的再生芳纶复合纸与本实施例步骤(5)制得的芳纶复合原纸对比，厚度为79μm，拉伸强度由原本的4.36mpa增加至81.74mpa，增加了18倍，其介电强度为33kv/mm。

本发明所制备高强度再生芳纶复合纸的方法相比现有技术具有工艺简单、增强效果显著、制得的再生芳纶复合纸机械强度和介电性能较好的优点。本发明还避免了现有技术在进行芳纶纸增强过程中使用树脂浸渍增强和通过引入其他热熔纤维导致的芳纶纸综合性能下降等问题，纸张结构中再生的间位芳纶可以使纸张更加紧实，完美的填充及包覆了纸张结构中的孔洞，这种紧凑致密的纸张结构促成了纸张机械性能及介电性能的大大提升。本实施例制得的纸张由于其优良的介电性能，使得其可以作为纸基应用于在高频高速基板中，实现高频高速通讯，其致密的纸张结构促成的优异机械性能也使得其可用于制造列车、汽车、飞机、船舶等所需的低密度高强度材料。此外，本发明提供的方法也为国产芳纶纸的机械性能优化和介电性能优化提供了新思路。