專利名稱：含有衍生自二氨基二苯砜的絮狀物的紙材的制作方法
含有衍生自二氨基二苯砜的絮狀物的紙材
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及用包含衍生自單體的聚合物或共聚物的絮狀物制成的紙材，所述單體 選自4，4’_ 二氨基二苯砜、3，3’_ 二氨基二苯砜、以及它們的混合物。與僅用聚(間苯二甲 酰間苯二胺)絮狀物制成的紙材相比，此類紙材具有更高的斷裂伸長率和斷裂功(韌性) 特性，并且在高溫下表現(xiàn)出更低的收縮率。2.
背景技術(shù)：
已研發(fā)出由高性能材料制成的紙材以提供具有改善的強(qiáng)度和/或熱穩(wěn)定性的紙 材。例如，芳族聚酰胺紙材是由芳香族聚酰胺構(gòu)成的合成紙材。由于其耐熱性和阻燃性、電 絕緣性、韌度和柔韌性，所述紙材已被用作電絕緣材料和飛行器蜂窩結(jié)構(gòu)的基材。在這些材 料中，Nomex (DuPont,U. S. Α.)是通過將聚(間苯二甲酰間苯二胺)絮狀物與纖條體在水 中混合，然后使所述混合漿料經(jīng)歷造紙工藝以制成成形紙材，然后將所述成形紙材熱壓光 而制成的。已知該紙材具有優(yōu)異的電絕緣性能以及強(qiáng)度和韌性，甚至在高溫下也保持高性 能。然而，持續(xù)需要具有改善的特性的高性能紙材，尤其是具有改善的伸長率和韌性 的紙材以及在高溫下尺寸上更穩(wěn)定的紙材。發(fā)明簡述在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及可用于電氣絕緣的紙材，所述紙材包含絮狀物和 非粒狀、纖維或薄膜狀聚合物纖條體，所述絮狀物含有衍生自單體的聚合物或共聚物，所述 單體選自4，4’ - 二氨基二苯砜、3，3’ - 二氨基二苯砜、以及它們的混合物，所述絮狀物具有 2至25mm的長度；所述纖條體含有衍生自間苯二胺的聚合物或共聚物，所述纖條體具有0. 1 至Imm的平均最大尺寸，5 1至1 0 1的最大尺寸與最小尺寸的比率，以及不超過2微 米的厚度。(如本文所用，“薄膜狀”是指“薄膜”。)在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及可用于電氣絕緣的紙材的制備方法，所述方法 包括以下步驟a)形成按所述絮狀物和纖條體的總重量計(jì)97至5重量份的絮狀物和3至95重量 份的聚合物纖條體的含水分散體，所述絮狀物含有衍生自單體的聚合物或共聚物，所述單 體選自4，4’ - 二氨基二苯砜、3，3’ - 二氨基二苯砜、以及它們的混合物；所述纖條體含有衍 生自間苯二胺的聚合物或共聚物；b)將所述分散體共混以形成漿液；c)將所述含水液體從所述漿液中排出以獲得濕紙組合物，和d)將所述濕紙組合物干燥以制成成形紙材。如果需要，所述方法包括在通過加熱和施壓來壓實(shí)所述成形紙材以制成壓光紙的 附加步驟。發(fā)明詳述本發(fā)明涉及具有改善的韌性和高溫外形穩(wěn)定性的紙材。本發(fā)明的關(guān)鍵是使用絮狀物，所述絮狀物含有衍生自單體的聚合物或共聚物，所述單體選自4，4’ - 二氨基二苯砜、3， 3’ _ 二氨基二苯砜、以及它們的混合物。所謂“絮狀物”是指具有2至2 5毫米，優(yōu)選3至7毫米的長度以及3至20微米， 優(yōu)選5至14微米的直徑的纖維。如果絮狀物長度小于3毫米，則紙材強(qiáng)度被嚴(yán)重削弱，而 如果絮狀物長度大于2 5毫米，則難以通過典型的濕法成網(wǎng)方法形成均勻的紙幅。如果絮 狀物直徑小于5微米，則難以以足夠的一致性和可重復(fù)性進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，而如果絮狀物 直徑大于20微米，則難以形成輕至中等基重的均勻紙材。一般通過將連續(xù)的卷繞絲切割成 具體長度的段來制備絮狀物。所述絮狀物含有衍生自胺單體的聚合物或共聚物，所述胺單體選自4，4’ _ 二氨基 二苯砜、3，3’ - 二氨基二苯砜、以及它們的混合物。此類聚合物和共聚物一般具有下列結(jié) 構(gòu)NH2-Arl-S02-Ar2-NH2其中Arl和Ar2是任何未取代或取代的六元碳原子芳基，并且Arl和Ar2可相同 或不同。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，Arl和Ar2是相同的。六元碳原子芳基還更優(yōu)選具有 相對于S02基團(tuán)的間位或?qū)ξ蝗∠虻倪B接基。具有該一般結(jié)構(gòu)的這一單體或多個(gè)單體在相 容溶劑中與酸性單體反應(yīng)生成聚合物。可用的酸性單體一般具有下列結(jié)構(gòu)Cl-C0-Ar3-C0-Cl其中Ar3是任何未取代或取代的芳環(huán)結(jié)構(gòu)，并且可與Arl和/或Ar2相同或不同。 在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，Ar3為六元碳原子芳基。所述六元碳原子芳基還更優(yōu)選具有間 位或?qū)ξ蝗∠虻倪B接基。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，Arl和Ar2相同，而Ar3不同于Arl和 Ar2。例如，Arl和Ar2可以均為具有間位取向連接基的苯環(huán)，而Ar3可為具有對位取向連 接基的苯環(huán)?？捎玫膯误w的實(shí)例包括對苯二甲酰氯、間苯二甲酰氯等等。在一些優(yōu)選的實(shí) 施方案中，所述酸為對苯二甲酰氯或它與間苯二甲酰氯的混合物，而胺單體為4，4’ - 二氨 基二苯砜。在一些其它優(yōu)選的實(shí)施方案中，胺單體為重量比為3 1的4，4’_ 二氨基二苯 砜和3，3’ - 二氨基二苯砜的混合物，其形成由均具有砜單體的共聚物制成的絮狀物。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述絮狀物還包含共聚物，所述共聚物具有衍生自 砜胺單體和胺單體的重復(fù)單元，所述胺單體衍生自對苯二胺和/或間苯二胺。在一些優(yōu)選 的實(shí)施方案中，所述砜酰胺重復(fù)單元與其他酰胺重復(fù)單元的含量重量比為3 1。在一些實(shí) 施方案中，至少80摩爾％的胺單體為砜胺單體或砜胺單體的混合物。為方便起見，本文將 使用縮寫“PSA”來代表所有整個(gè)類別的由得自如前所述砜單體的聚合物或共聚物制成的纖 維。在一個(gè)實(shí)施方案中，得自砜單體的聚合物和共聚物優(yōu)選經(jīng)由一種或多種類型二胺 單體與一種或多種類型氯化物單體在二烷基酰胺溶劑諸如N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰 胺或它們混合物中的縮聚反應(yīng)制成。在此類縮聚反應(yīng)的一些實(shí)施方案中，還可存在無機(jī)鹽 諸如氯化鋰或氯化鈣。如果需要，可通過與非溶劑諸如水形成沉淀、中和、洗滌和干燥來分 離出所述聚合物。所述聚合物還可經(jīng)由界面聚合反應(yīng)制成，所述界面聚合反應(yīng)可直接制成 聚合物粉末，然后將所述粉末溶解在用于制備纖維的溶劑中。制備PSA纖維或包含砜胺單體的共聚物的具體方法公開于授予Wang等人的中國 專利公開1389604A中。該參考文獻(xiàn)公開了被稱為聚磺酰胺纖維的纖維，其可通過將50至95重量％的4，4’- 二氨基二苯砜和5至50重量％的3，3’- 二氨基二苯砜混合物與等摩爾 量的對苯二甲酰氯的二甲基乙酰胺溶液共聚形成的共聚物溶液紡絲制成。授予Chen等人 的中國專利公布1631941A也公開了制備PSA共聚物紡絲溶液的方法，所述溶液由質(zhì)量比為 10 90至90 10的4，4，- 二氨基二苯砜和3，3，- 二氨基二苯砜的混合物與等摩爾量 的對苯二甲酰氯的二甲基乙酰胺溶液共聚而形成。另一種制備共聚物的方法還公開于授予 Sokolov等人的美國專利4，169，932中。該參考文獻(xiàn)公開了使用叔胺以增加縮聚反應(yīng)速率 來制備聚(對苯二甲酰對苯二胺)(PPD-T)共聚物。該專利還公開了通過用另一種芳族二 胺諸如4，4’ - 二氨基二苯砜替代5至50摩爾％的對苯二胺(PPD)來制備PPD-T共聚物。使PSA絮狀物與聚合物纖條體混合，所述聚合物纖條體含有衍生自間苯二胺的聚 合物或共聚物。在一個(gè)實(shí)施方案中，優(yōu)選的聚合物或共聚物是間位芳族聚酰胺聚合物。在 一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述聚合物為聚(間苯二甲酰間苯二胺)(MPD-I)。如本文所用，術(shù)語“沉析纖維”是指小的薄膜狀的基本上為二維顆粒的細(xì)分聚合物 產(chǎn)品，顆粒已知具有約100至1000微米的長度和寬度以及僅約0. 1至1微米的厚度。纖條 體通過使聚合物溶液流動(dòng)至與該溶液的溶劑不混溶的液體的凝固浴中來制成。聚合物溶液 流在聚合物凝固時(shí)受到劇烈剪切力和紊流的影響。纖條體優(yōu)選具有高于320°C的熔點(diǎn)或分解點(diǎn)。纖條體不是纖維，但它們是纖維狀 的，因?yàn)樗鼈兙哂杏衫w維網(wǎng)連接的纖維狀區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施方案中，纖條體具有5 1至 10 1的縱橫比。在另一個(gè)實(shí)施方案中，纖條體以從未干燥過的狀態(tài)潤濕使用，并且可沉積 成為物理纏繞在紙材其它成分或組分上的基料。纖條體可由任何方法制成，包括使用美國 專利3，018，091中所公開類型的纖條化設(shè)備，其中在一步中將聚合物溶液沉淀并且剪切。 纖條體還可經(jīng)由美國專利2，988，782和2，999，788中所公開的方法制成。芳族聚酰胺是指其中至少85%的酰胺(-C0NH-)連接基直接與兩個(gè)芳環(huán)相連的聚 酰胺。間位芳族聚酰胺是在聚合物鏈中包含間位構(gòu)型或間位取向連接基的一類聚酰胺?？?將添加劑與芳族聚酰胺一起使用，并且實(shí)際上已發(fā)現(xiàn)，可將多達(dá)10重量％的其他聚合材料 與芳族聚酰胺共混，或者可使用共聚物，所述共聚物具有多達(dá)10%的替代芳族聚酰胺二胺 的其他二胺，或多達(dá)10%的替代芳族聚酰胺二酰氯的其他二酰氯。間位芳族聚酰胺聚合物 具有阻燃特性；美國專利 3，063，966,3, 227，793,3, 287，324,3, 414，645、和 5，667，743 是可 用于制備芳族聚酰胺聚合物和纖維材料的方法的例證。使PSA絮狀物和MPD-I聚合物纖條體混合形成外形穩(wěn)定的紙材，所述紙材具有改 善的伸長率和韌性，以及高溫下降低的收縮率。如本文所用，術(shù)語紙材以其標(biāo)準(zhǔn)含義使用， 并且它可通過采用常規(guī)的造紙工藝和設(shè)備以及方法制成。纖維材料即纖條體和絮狀物可以 在一起漿化形成混合物，在如長網(wǎng)造紙機(jī)上，或在包含成型網(wǎng)簾的手抄紙模具上手動(dòng)將所 述混合物轉(zhuǎn)變成紙材。纖維形成紙材的方法，可參見Gross的USP 3，756，908和Hesler等 人的USP 5，026，456。如果需要，在紙材形成后，可將其在兩個(gè)熱壓光輥間壓光，在所述輥的 高溫和高壓下，所述紙材的粘結(jié)強(qiáng)度增加。壓光還使紙材具有供印刷的光滑表面。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述紙材具有的纖條體與絮狀物在紙材組合物中的重量比為 95 5至3 97。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述紙材具有的纖條體與絮狀物在紙材組合 物中的重量比為60 40至10 90。在一個(gè)實(shí)施方案中，成形紙材具有約0. 1至0.5克/立方厘米的密度。在一些實(shí)施方案中，成形紙材的厚度在約0. 002至0. 015英寸的范圍內(nèi)。壓光紙的厚度取決于最終用 途或所需的特性，并且在一些實(shí)施方案中，所述厚度通常為0. 001至0. 005密耳(25至130 微米)厚。在一些實(shí)施方案中，紙材的基重為0.5至6盎司/平方碼(15至200克/平方 米)。當(dāng)與由MPD-I絮狀物制成的類似紙材比較時(shí)，包含PSA絮狀物的紙材具有顯著改 善的斷裂伸長率和斷裂功(韌性)特性。在一些實(shí)施方案中，包含PSA絮狀物的紙材在由 MPD-I絮狀物制成的類似紙材的斷裂伸長率值和斷裂功值上具有至少50%的提高。在一些 優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述紙材在至少一個(gè)這些特性上具有至少70%的提高。此外，在一些實(shí) 施方案中，僅需要小部分的MPD-I絮狀物被PSA絮狀物替代，即可顯示出這些值的提高。在 這些實(shí)施方案中，據(jù)信通過用PSA絮狀物替代砷低達(dá)20重量％的MPD-I絮狀物，就能夠觀 察到斷裂伸長率和斷裂功特性的提高。此外，包含PSA絮狀物的紙材在300攝氏度下具有比僅包含MPD-I絮狀物的紙材 更低的熱收縮率，這說明這些紙材在高溫下外形穩(wěn)定性提高。在一些實(shí)施方案中，測得的收 縮率改善度為，300 V下的收縮率降低了至少三分之一。如果需要，可使其它絮凝物與PSA絮狀物混合，只要至少20重量％的絮狀物為PSA 絮狀物。適宜的其它絮凝物包括選自下列的那些對位芳族聚酰胺、間位芳族聚酰胺、碳、 玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯、液晶聚酯、聚苯硫醚、聚醚-酮-酮、聚 醚-醚-酮、聚U惡二唑、聚苯并唑(polybenzazole)、以及它們的混合物。一般來講，這些絮 凝物還具有1. 0至15mm的長度。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，這些附加絮凝物由熱穩(wěn)定聚合 物制成。就本文目的而言，熱穩(wěn)定是指所述聚合物具有大于150攝氏度的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，優(yōu)選的附加絮狀物為MPD-I絮狀物。一種此類間位芳 族聚酰胺絮狀物是得自 Ε. I. du Pont de Nemours andCompany (Wilmington,DE)的Nomex 芳族聚酰胺纖維，然而間位芳族聚酰胺纖維還可以多種形式獲得，以商品名Conex 得自 Teijin Ltd. (Tokyo, Japan)；以商品名Apyei 1 得自 Unitika, Ltd.，(Osaka, Japan)；以 商品名 NewStar 間位芳族聚酰胺得自 Yantai Spandex Co. Ltd (Shandong Province, China)；以及以商品名Chinfunex 芳族聚酰胺 1313 得自 Guangdong Charming Chemical Co. Ltd. (Xinhui,Guangdong,China)。間位芳族聚酰胺纖維本性是阻燃的，并且可使用多種 方法通過干紡或濕紡紡絲。然而美國專利3，063，966,3, 227，793,3, 287，324,3, 414，645和 5，667，743是用于制備可用芳族聚酰胺纖維的可用方法例證。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，優(yōu)選的附加絮狀物為對位芳族聚酰胺絮狀物，尤其是 聚(對苯二甲酰對苯二胺)絮狀物。對位芳族聚酰胺是在聚合物鏈中包含對位構(gòu)型或?qū)?位取向連接基的芳香族聚酰胺。制備可用的對位芳族聚酰胺纖維的方法一般公開于例如 美國專禾IJ 3，869，430,3, 869，429和3，767，756中。各種形式的此類芳族聚酰胺有機(jī)纖維 分別以商標(biāo)Kevlar 禾口Twaron 由 Ε. I. du Pont de Nemours and Company (Wilmington, Delaware)和Tei jin，Ltd (Japan)售出。而且，基于共聚(對亞苯基/3，4，-二苯醚對苯二 酰胺)的纖維被定義為如本文所用的對位芳族聚酰胺纖維。一種可商購獲得的此類纖維被 稱為Technora 纖維，同樣得自Teijin，Ltd.。在另一個(gè)實(shí)施方案中，一部分MPD-I纖條體可被由PSA聚合物或共聚物制成的纖條體替代?？梢耘cMPD-I纖條體相類似的方式制成此類纖條體。在一個(gè)實(shí)施方案中，據(jù)信 至少80重量％的MPD-I纖條體可被PSA纖條體替代，同時(shí)獲得良好的結(jié)果。然而，在一個(gè) 優(yōu)選的實(shí)施方案中，20至50重量％的PSA纖條體被MPD-I纖條體替代。據(jù)信由于由PSA纖 條體提供的附加聚砜基團(tuán)，因此PSA纖條體的加入將提供具有改善的可染性和印刷適性的 紙材。可將粉末或纖維形式的附加成分如調(diào)節(jié)紙材傳導(dǎo)性和其它特性的填料、顏料、抗 氧化劑等加入到本發(fā)明的紙材組合物中。如果需要，可將抑制劑加入到紙材中以提供對高 溫下氧化性降解的抗性。優(yōu)選的抑制劑是鉍的氧化物、氫氧化物和硝酸鹽。尤其有效的抑 制劑是鉍的氫氧化物和硝酸鹽。將此類填料摻入到紙材中的一個(gè)適宜方法是，首先在纖條 體形成期間將所述填料摻入到纖條體中。將附加成分摻入到紙材中的其它方法包括在紙材 形成期間將此類組分加入到漿液中，用所述成分噴霧成形紙材表面，以及其它常規(guī)技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及可用于電氣絕緣的紙材的制備方法，所述方法包 括以下步驟a)形成按所述絮狀物和纖條體的總重量計(jì)97至5重量份的絮狀物和3至95重量 份的聚合物纖條體的含水分散體，所述絮狀物含有衍生自胺單體的聚合物或共聚物，所述 胺單體選自4，4’ - 二氨基二苯砜、3，3’ - 二氨基二苯砜、以及它們的混合物；所述纖條體含 有衍生自間苯二胺的聚合物或共聚物；b)將所述分散體共混以形成漿液；c)將所述含水液體從所述漿液中排出以獲得濕紙組合物，和d)將所述濕紙組合物干燥以制成成形紙材。所述紙材可在從實(shí)驗(yàn)室用篩分儀至商業(yè)規(guī)模造紙機(jī)的任何規(guī)模的設(shè)備上形成，如 長網(wǎng)造紙機(jī)或斜網(wǎng)紙機(jī)。一般的方法涉及在含水液體中制備纖條體和絮狀物以及任選附 加成分如填料的分散體，將液體從所述分散體中排出以獲得濕組合物，并且干燥所述濕紙 組合物。所述分散體可通過將絮狀物分散于含水液體中，然后加入纖條體來制成，或通過 將纖條體分散于液體中，然后加入纖維來制成。所述分散體還可通過將包含絮狀物的分散 體與包含纖維的分散體混合來制成。絮狀物在所述分散體中的濃度可在按所述分散體的總 重量計(jì)0. 01至1. 0重量％范圍內(nèi)。纖條體在所述分散體中的濃度按固體的總重量計(jì)為最
多20重量％。分散體中的含水液體一般為水，但是可包括各種其它物質(zhì)，如pH調(diào)節(jié)物質(zhì)、成型 助劑、表面活性劑、消泡劑等。含水液體通常以如下方式從分散體中排出將分散體引導(dǎo)至 篩網(wǎng)或其他有孔支撐件上，保留分散的固體，然后使液體流過，從而得到濕紙組合物。濕組 合物在支撐件上形成之后，通常通過真空或其他壓力進(jìn)一步脫水，并且通過蒸發(fā)剩余液體
進(jìn)一步干燥。如果需要更高的密度和強(qiáng)度，則可實(shí)施的下一步是在金屬-金屬、金屬_復(fù)合材 料、或復(fù)合材料-復(fù)合材料輥的輥隙中將一層或多層紙材壓光。作為另外一種選擇，可在對 于具體組合物和最終應(yīng)用而言最佳的壓力、溫度和時(shí)間下，在平壓機(jī)中壓制一層或多層紙 材。此外，如果不進(jìn)行壓實(shí)或除壓實(shí)之外還需要強(qiáng)化或?qū)δ承┢渌匦缘母男?，則可在壓光 或壓制之前、之后或替代壓光或壓制，以單獨(dú)的步驟實(shí)施熱處理。
所述紙材可用于其中需要外形熱穩(wěn)定性和韌性的應(yīng)用中，如印刷線路板；或其中 可利用介電特性的應(yīng)用中，如用于馬達(dá)、變壓器以及其它電力設(shè)備中的電絕緣材料。在這些 應(yīng)用中，可按需要使用紙材自身，或以含或不含填充性樹脂的層壓體結(jié)構(gòu)形式使用。在另一 個(gè)實(shí)施方案中，所述紙材可用作線材和導(dǎo)體的電絕緣包裹物。所述線材或?qū)w可被完全包 裹，如線材或?qū)w的螺旋式重疊包裹；或就方形導(dǎo)體而言，可僅包裹導(dǎo)體的一部分或一個(gè)或 多個(gè)面。包裹物的量由應(yīng)用來決定；并且如果需要，可在包裹時(shí)使用多層紙材。在另一個(gè)實(shí) 施方案中，所述紙材還可用作結(jié)構(gòu)材料如芯結(jié)構(gòu)或蜂窩結(jié)構(gòu)中的組分。例如，一層或多層紙 材可用作形成蜂窩結(jié)構(gòu)單元的主要材料。作為另外一種選擇，一層或多層紙材可用于遮蓋 或覆蓋蜂窩結(jié)構(gòu)單元或其它芯材料的片材中。優(yōu)選用樹脂如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺 樹脂或其它樹脂浸漬這些紙材和/或結(jié)構(gòu)。然而，在某些情況下，可使用所述紙材，而無需 任何樹脂浸漬。測試方法根據(jù)ASTM D 374和ASTM D 646，相應(yīng)地測定本發(fā)明紙材的厚度和基重(克重)。 在厚度測定時(shí)，采用方法E，樣本上的壓力為約172kPa。根據(jù)ASTM D 202，測定紙材的密度(表觀密度)。根據(jù)ASTM D 828，在Instron型測試儀上，使用寬2. 54cm并且隔距18cm的測試樣 本，測定紙材的伸長率和斷裂功(韌性)。使用寬2. 54cm并且長20cm的樣本，測定紙材在300°C下的收縮率。將樣本在 120°C的烘箱中干燥1小時(shí)，然后在干燥器中冷卻至室溫，并且測定它們的長度。之后，將樣 本放入到溫度為300°C的烘箱中，并且在此溫度下保持20分鐘。然后在干燥器中冷卻至室 溫，并且再次測定它們的長度。300°C下百分比形式的收縮率計(jì)算為(L0-L) /L0 X 100%,其中L。為干燥樣本的初始長度；并且L為經(jīng)受300°C后干燥樣本的長度。將結(jié)構(gòu) 四舍五入至最接近的0.1%。實(shí)施例1如美國專利公布3，756，908中所述，制備稠度為0. 5% (0. 5重量％固體物質(zhì)的水 溶液)的從未干燥過的聚(間苯二甲酰間苯二胺)(MPD-I)纖條體的含水分散體。在攪拌 了另外5分鐘后，加入水以達(dá)到0. 2%的最終稠度。在持續(xù)攪拌十分鐘后，加入由Tanlon PSA纖維制成的絮狀物，所述纖維是由4，4’ - 二氨基二苯砜和3，3’ - 二氨基二苯砜的共聚 物制成的纖維。所述絮狀物具有0. 17特(1. 5旦尼爾)的線密度和0. 64cm的切割長度。將 固體物質(zhì)混合于分散體中，所述固體物質(zhì)的量可致使獲得由53重量％ MPD-I纖條體和47 重量％ PSA絮狀物組成的分散體。將所得分散體泵送到供給箱中，并且從供給箱喂送到長網(wǎng)造紙機(jī)，以制成基重為 39. Og/m2的紙材。所述紙材的其它特性描述于下表1中。實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例1中的方法，不同的是，另外將MPD-I絮狀物加入到分散體中。所述 MPD-I絮狀物由售自DuPont的Nomex 芳族聚酰胺纖維制成，并且具有0. 22特(2. 0旦尼 爾)的線密度和0.64cm的切割長度。將固體物質(zhì)混合到分散體中，所述固體物質(zhì)的量可致使獲得由53重量％ MPD-I纖條體、24重量％ PSA絮狀物和23重量％ MPD-I絮狀物組成的 分散體。所得紙材具有39. Og/m2的基重；所述紙材的其它特性描述于下表1中。比較實(shí)施例A根據(jù)實(shí)施例1制備漿液，但是用實(shí)施例2中的MPD-I絮狀物替代PSA絮狀物。將 固體物質(zhì)混合到分散體中，所述固體物質(zhì)的量可致使獲得由53重量％ MPD-I纖條體和47 重量％ MPD-I絮狀物組成的分散體。所得紙材具有40. Og/m2的基重；所述紙材的其它特性描述于下表1中。實(shí)施例3將1. 41克(按干重計(jì))PSA絮狀物(如實(shí)施例1中所述)的300mL水混合物放入 到瓦林混碎機(jī)中，并且攪拌1分鐘。然后將此混合物與274克從未干燥過的MPD-I纖條體 含水漿液(0. 58%稠度，和330mL的Shopper-Riegler自由度)在含有約1600g水的實(shí)驗(yàn)室 攪拌器(英國紙漿質(zhì)量鑒定設(shè)備)中混合，并且攪拌1分鐘。將固體物質(zhì)混合到分散體中， 所述固體物質(zhì)的量可致使獲得由53重量％ MPD-I纖條體和47重量％ PSA絮狀物組成的分 散體。將所述分散體與8升水一起倒入到約21 X 21cm的手抄紙模具中，并且形成濕鋪紙 片。將所述紙片放置于兩片吸墨紙之間，用搟棒以手橫壓，并且在190°C的手抄紙干燥器中 干燥。干燥后，將紙片在約5. 7MPa壓力和約288°C溫度的平壓機(jī)中壓制2分鐘。最終紙材 具有66. 8g/m2的基重；所述紙材的其它特性描述于下表2中。比較實(shí)施例B重復(fù)實(shí)施例3，不同的是，使用如實(shí)施例2所述的MPD-I絮狀物替代PSA絮狀物。 最終紙材具有67. 8g/m2的基重；所述紙材的其它特性描述于下表2中。實(shí)施例4重復(fù)實(shí)施例3，不同的是，使用2.1克(按干重計(jì))的PSA絮狀物，并且將固體物 質(zhì)混合到分散體中，所述固體物質(zhì)的量可致使獲得由30重量％ MPD-I纖條體和70重量％ PSA絮狀物組成的分散體。最終紙材具有67. 8g/m2的基重；所述紙材的其它特性描述于下 表2中。比較實(shí)施例C重復(fù)實(shí)施例4，不同的是，使用如實(shí)施例2所述的MPD-I絮狀物替代PSA絮狀物。 最終紙材具有69. 8g/m2的基重；所述紙材的其它特性描述于下表2中。實(shí)施例5將2. 55克(按干重計(jì))PSA絮狀物(如實(shí)施例1中所述)的300mL水混合物放入 到瓦林混碎機(jī)中，并且攪拌1分鐘。然后將該混合物與77. 6克從未干燥過的MPD-I纖條體 含水漿液(0. 58%稠度，和330mL的Shopper-Riegler自由度)在含有約1600g水的實(shí)驗(yàn)室 攪拌器(英國紙漿質(zhì)量鑒定設(shè)備)中混合，并且攪拌1分鐘。將固體物質(zhì)混合到分散體中， 所述固體物質(zhì)的量可致使獲得由15重量％ MPD-I纖條體和85重量％ PSA絮狀物組成的分 散體。將所述分散體與8升水一起倒入到約21 X 21cm的手抄紙模具中，并且形成濕鋪紙 片。將所述紙片放置于兩片吸墨紙之間，用搟棒以手橫壓，并且在190°C的手抄紙干燥器中干燥。干燥后，將紙片在約5. 7MPa壓力和約288°C溫度的平壓機(jī)中壓制2分鐘。最終紙材 具有67. 8g/m2的基重；所述紙材的其它特性描述于下表2中。比較實(shí)施例D重復(fù)實(shí)施例5，不同的是，使用如實(shí)施例2所述的MPD-I絮狀物替代PSA絮狀物。 最終紙材具有70. 2g/m2的基重；所述紙材的其它特性描述于下表2中。如表1和2中所示，含有PSA絮狀物的紙材顯示出改善的斷裂伸長率和斷裂功(韌 性)。與僅包含MPD-I絮狀物的紙材相比，改善是顯著的。實(shí)施例還示出，僅需低百分比的 PSA絮狀物來實(shí)現(xiàn)斷裂伸長率和斷裂功特性的顯著提高。此外，從表2清楚地看出，與僅包 含MPD-I絮狀物的紙材相比，包含PSA絮狀物的紙材在300攝氏度下具有降低的收縮率。表權(quán)利要求
可用于電氣絕緣的紙材，所述紙材包含a)含有衍生自胺單體的聚合物或共聚物的絮狀物，所述胺單體選自4，4’ 二氨基二苯砜、3，3’ 二氨基二苯砜、以及它們的混合物，所述絮狀物具有2至25mm的長度；和b)非粒狀、纖維或薄膜狀聚合物纖條體，所述纖條體含有衍生自間苯二胺的聚合物或共聚物，所述纖條體具有0.1至1mm的平均最大尺寸，5∶1至10∶1的最大尺寸與最小尺寸的比率，以及不超過2微米的厚度。
2.權(quán)利要求1的紙材，其中纖條體與絮狀物在所述紙材中的重量比為95 5至 3 97。
3.權(quán)利要求2的紙材，其中纖條體與絮狀物在所述紙材中的重量比為60 40至 10 90。
4.權(quán)利要求1的紙材，其中纖條體由聚(間苯二甲酰間苯二胺)制成。
5.權(quán)利要求4的紙材，其中所述聚(間苯二甲酰間苯二胺)纖條體占所述紙材中纖條 體總量的50至80重量％。
6.權(quán)利要求1的紙材，所述紙材還包含纖條體，所述纖條體含有衍生自胺單體的聚合 物或共聚物，所述胺單體選自4，4’ - 二氨基二苯砜、3，3’ - 二氨基二苯砜、以及它們的混合 物。
7.權(quán)利要求6的紙材，其中所述紙材中的纖條體總量包含80至20重量％的由衍生自 胺單體的聚合物或共聚物制成的纖條體，所述胺單體選自4，4’_ 二氨基二苯砜、3，3’_ 二氨 基二苯砜、以及它們的混合物。
8.權(quán)利要求1的紙材，所述紙材還包含c)絮狀物，所述絮狀物選自對位芳族聚酰胺、間位芳族聚酰胺、碳、玻璃、聚對苯二甲酸 乙二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯、液晶聚酯、聚苯硫醚、聚醚-酮-酮、聚醚-醚-酮、聚U惡二 唑、聚苯并唑、以及它們的混合物，所述絮狀物具有2至25mm的長度。
9.用權(quán)利要求1的紙材包裹的線材或?qū)w。
10.包含權(quán)利要求1的紙材的層壓體結(jié)構(gòu)或電氣器件。
11.包含權(quán)利要求1的紙材的蜂窩結(jié)構(gòu)。
12.制備可用于電氣絕緣的紙材的方法，所述方法包括以下步驟a)形成按所述絮狀物和纖條體的總重量計(jì)97至5重量份的絮狀物和3至95重量份的 聚合物纖條體的含水分散體，所述絮狀物含有衍生自胺單體的聚合物或共聚物，所述胺單 體選自4，4’ - 二氨基二苯砜、3，3’ - 二氨基二苯砜、以及它們的混合物；所述纖條體含有衍 生自間苯二胺的聚合物或共聚物；b)將所述分散體共混以形成漿液；c)將所述含水液體從所述漿液中排出以獲得濕紙組合物，和d)將所述濕紙組合物干燥以制成成形紙材。
13.權(quán)利要求12的方法，其中經(jīng)由篩網(wǎng)或網(wǎng)帶，將所述水從所述漿液中排出。
14.權(quán)利要求12的方法，所述方法還包括通過加熱和加壓來壓光所述成形紙材。
15.權(quán)利要求12的方法，其中纖條體與絮狀物在所述紙材中的重量比為60 40至 10 90。全文摘要
本發(fā)明涉及用包含聚合物或共聚物的絮狀物制成的紙材，所述聚合物或共聚物衍生自單體，所述單體選自4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜、以及它們的混合物。與僅用聚(間苯二甲酰間苯二胺)絮狀物制成的紙材相比，此類紙材具有更高的斷裂伸長率和斷裂功(韌性)特性，并且在高溫下表現(xiàn)出更低的收縮率。
文檔編號D21H15/00GK101952509SQ200880127306
公開日2011年1月19日 申請日期2008年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者G·L·亨德倫, M·R·列維特, V·加巴拉 申請人:納幕爾杜邦公司