本發明涉及一種耐樹脂浸潤型蜂窩芯材用芳綸紙及其制備方法，屬于芳綸紙。

背景技術：

1、隨著工業化和科技的不斷進步，對高性能復合材料的需求逐漸增加。芳綸蜂窩芯材是一種高性能的夾芯復合材料，結合了芳綸紙的優異性能和蜂窩的獨特結構，具有輕質高強、阻燃耐高溫、耐化學腐蝕、良好的隔音隔熱性能以及優異的抗沖擊性能等諸多優勢，廣泛應用于航空航天、汽車、建筑等領域。芳綸蜂窩芯材的加工過程較為復雜，一般通過涂膠、疊合、壓制與固化、拉伸與定型、浸膠再固化等工序制備而成，其主要原料為芳綸紙、芯條膠以及浸漬樹脂。蜂窩芯材的加工過程對芳綸紙的整體性能要求較高，尤其是芳綸紙在浸漬樹脂后的撕裂強度指標。

2、目前，國內市場上的大多數芳綸紙產品在浸漬樹脂后容易出現脆化現象，撕裂強度指標整體偏低，導致芳綸蜂窩在應用過程中出現抗拉拔性能差，滾筒剝離強度低的情況，很難滿足如航空航天設備等方向的高端應用需求。究其原因，一方面是常規芳綸紙中纖維的層間結合力較差，導致芳綸紙的孔隙率較高。在蜂窩芯材的浸膠工序過程中，過量的樹脂進入到芳綸紙內部，使蜂窩出現脆性大、韌性差的問題。另一方面，在芳綸紙的生產過程中，傳統的高溫高壓的熱壓工藝會對芳綸纖維的本體結構造成一定程度上的破壞，限制了纖維之間應力的有效傳遞，導致芳綸紙的撕裂強度在熱壓過后出現大幅下降。因此，開發一種耐樹脂浸潤型蜂窩用芳綸紙是一個亟待解決的課題。

3、中國專利申請cn114211847a中公開了一種芳綸紙蜂窩專用芳綸紙及其制備方法，雖然通過將間位芳綸紙與對位芳綸紙復合的方式解決了芳綸紙在蜂窩芯材制備過程中被樹脂浸透的問題，但在應用過程中容易出現分層現象，并且膠粘劑的引入也會對制備蜂窩芯材的涂膠和浸膠工序產生不利影響。

技術實現思路

1、本發明針對現有技術存在的不足，提供一種耐樹脂浸潤型蜂窩芯材用芳綸紙及其制備方法，所述芳綸紙具有良好的耐樹脂浸潤性，浸漬上膠量小，撕裂強度在浸漬樹脂前后都能保持較高水平，能夠有效改善傳統芳綸紙制備的蜂窩芯材脆性大、韌性差的問題，可適用于航天航空用芳綸紙蜂窩領域。

2、本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種耐樹脂浸潤型蜂窩芯材用芳綸紙的制備方法，所述制備方法為：

3、s1、將耐高溫功能粉末和第一分散劑加入到溶劑中混合均勻后得到含耐高溫功能粉末的分散液；將所述含耐高溫功能粉末的分散液與間位芳綸聚合液混合均勻后得到紡絲液；

4、所述耐高溫功能粉末為二乙基次膦酸鋁粉末和氮化硼粉末；

5、s2、紡絲液采用濕法紡絲進行紡絲，再經高溫凝固浴、室溫凝固浴、水洗、烘干、熱處理、氧等離子表面處理、卷曲及切斷過程，制得耐高溫間位芳綸短切纖維；

6、s3、將所述耐高溫間位芳綸短切纖維在水中制成耐高溫間位芳綸短切纖維漿料；

7、將間位芳綸沉析纖維制成間位芳綸沉析纖維漿料；

8、將所述耐高溫間位芳綸短切纖維漿料與所述間位芳綸沉析纖維漿料混合均勻后得到混合漿料；

9、s4、將所述混合漿料流送到雙層復合斜網紙機進行抄造，底網濕紙幅成形后，在底網濕紙幅上表面均勻噴淋芳綸納米纖維分散液，然后與面網濕紙幅進行復合，使芳綸納米纖維處于底網濕紙幅與面網濕紙幅中間，經過壓榨與烘干得到芳綸紙原紙；

10、s5、所述芳綸原紙經干燥和預熱后，進行兩道熱壓處理，得到所述耐樹脂浸潤型蜂窩芯材用芳綸紙。

11、進一步的，步驟s1中，所述二乙基次膦酸鋁粉末和氮化硼粉末的質量比為1：（2-3）；

12、所述第一分散劑為聚甲基丙烯酸和聚乙烯基吡咯烷酮中的任意一種。

13、進一步的，步驟s1中，所述間位芳綸聚合液中的溶劑為n,n-二甲基甲酰胺；配制所述分散液的溶劑為n,n-二甲基甲酰胺；

14、所述間位芳綸聚合液的固含量為25-28%，25℃的粘度為450-650p；

15、所述分散液中耐高溫功能粉末的質量含量為20-35%，所述分散液中第一分散劑的質量含量為1.0-2.5%；

16、所述分散液與所述間位芳綸聚合液的質量比為1：（13-18）。

17、進一步的，步驟s2中，所述高溫凝固浴的溫度為50-90℃，所述高溫凝固浴為n,n-二甲基甲酰胺和水，所述凝固浴中n,n-二甲基甲酰胺的質量濃度為28-32%；

18、所述室溫凝固浴的溫度為20-30℃，所述室溫凝固浴為n,n-二甲基甲酰胺和水，所述室溫凝固浴中n,n-二甲基甲酰胺的質量濃度為25-30%。

19、進一步的，步驟s2中，所述熱處理的溫度為250-350℃；所述氧等離子體表面處理的設備電感耦合等離子體發生器，處理頻率為1000-1300hz，處理時間為8-10min；所述耐高溫間位芳綸短切纖維的長度為5-8mm。

20、進一步的，步驟s3中，所述耐高溫間位芳綸短切纖維漿料的制備方法為：將耐高溫間位芳綸短切纖維放入去離子水中進行攪拌，加入第二分散劑疏解分散均勻，得到質量濃度為0.2%-1.0%的耐高溫間位芳綸短切纖維漿料，所述第二分散劑在耐高溫間位芳綸短切纖維漿料的質量含量為0.1-0.5%；所述第二分散劑為聚氧化乙烯和聚丙烯酰胺中的任意一種；

21、所述間位芳綸沉析纖維漿料的制備方法為：利用高速剪切乳化機對間位芳綸沉析纖維進行乳化處理，處理轉速為13000-15000rpm，處理時間為10-15min，然后打漿分散制成質量濃度為0.5%-1.5%的間位芳綸沉析纖維漿料；所述間位芳綸沉析纖維的尺寸分布為40-120目。

22、進一步的，所述芳綸納米纖維分散液的成分為芳綸納米纖維和去離子水，其中芳綸納米纖維在所述芳綸納米纖維分散液中的質量分數為0.05-0.20%；

23、所述芳綸納米纖維為間位芳綸納米纖維和對位芳綸納米纖維中的任意一種，所述芳綸納米纖維的直徑為40-100nm。

24、進一步的，步驟s5中，采用烘道式干燥裝置進行干燥和預熱，所述干燥和預熱的溫度為200-260℃；

25、所述兩道熱壓包括第一道高溫低壓熱壓操作和第二道低溫高壓熱壓操作，所述第一道高溫低壓熱壓操作的溫度為290-340℃，壓力為120-180n/?mm，車速為15-30m/min；所述第二道低溫高壓熱壓操作的溫度為230-270℃，壓力為350-400n/mm，車速為15~30m/min。

26、進一步的，制備所述芳綸紙的過程中，按照重量份數計，所述間位芳綸沉析纖維30-50份，所述耐高溫間位芳綸短切纖維50-70份，所述芳綸納米纖維8-15份。

27、本發明還公開了一種耐樹脂浸潤型蜂窩芯材用芳綸紙，所述芳綸紙為按照本發明所述制備方法制得。

28、本發明的有益效果是：

29、本發明制備了一種耐高溫間位芳綸短切纖維，提高了芳綸纖維的耐高溫能力，減少了熱壓過程對芳綸纖維強度和結構的破壞，并且采用氧等離子體處理法對耐高溫間位芳綸短切纖維進行表面處理，在不影響短切纖維強度指標的前提下，有效提高了纖維的親水性和化學反應活性，使得短切纖維的分散效果與纖維之間的結合能力表現更佳。同時，配合采用預烘后先高溫低壓再低溫高壓的新型熱壓工藝，有效改善了芳綸紙的撕裂強度在熱壓過后出現大幅下降的現象。預烘不僅可以避免芳綸紙進入高溫熱壓環境后因突然收縮出現的褶皺情況，還可以讓芳綸紙保持充分干燥，改善因水分使纖維潤脹帶來的撕裂強度下降的問題。而高溫低壓處理在保證芳綸紙因高溫得到有效塑化的同時，降低了壓力對其撕裂強度性能的不利影響，并且設置第二道熱壓低溫高壓處理，來保證芳綸紙的厚度、緊度等基礎指標符合要求。

30、此外，本發明通過噴淋的方式在抄造工藝中加入了芳綸納米纖維。芳綸納米纖維是一種由芳香族聚酰胺分子組成的納米尺度的纖維，比表面積大、表面能量高，芳綸納米纖維的加入能夠明顯提高纖維間的結合力以及芳綸紙的柔韌性，并且整體降低芳綸紙的孔隙率，改善芳綸紙在浸漬樹脂時出現浸漬量過多以及浸透的情況。

31、綜上所述，本發明制備的芳綸紙具有良好的耐樹脂浸潤性，浸漬上膠量小，撕裂強度在浸漬樹脂前后都能保持較高水平，能夠有效改善了傳統芳綸紙制備的蜂窩芯材脆性大、韌性差的問題。