一種間位芳綸纖維云母紙及其制備方法
【專利說明】一種間位芳綸纖維云母紙及其制備方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于造紙工業(yè)和絕緣工業(yè)交叉領(lǐng)域，具體涉及一種間位芳綸纖維云母紙及 其制備方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 云母紙是以細(xì)小云母片為主要原料經(jīng)現(xiàn)代造紙濕法抄造制備而得的紙基絕緣材 料，具備無毒、無味、抗腐蝕、耐老化以及優(yōu)異的絕緣性能和高溫穩(wěn)定性，是國(guó)際上最理想的 耐高溫絕緣材料。云母紙的成形主要是依靠云母片間的范德華力和靜電作用力，因而導(dǎo)致 成紙的機(jī)械強(qiáng)度較小，難以滿足使用要求且生產(chǎn)效率低。
[0003] 為了提高云母紙的使用性能，專家學(xué)者采用了不同的補(bǔ)強(qiáng)材料和方式進(jìn)行云母紙 的增強(qiáng)，其中芳綸纖維補(bǔ)強(qiáng)云母紙是高品質(zhì)復(fù)合云母紙絕緣發(fā)展的重要方向。專利《纖維云 母紙及其生產(chǎn)方法》，公開號(hào):CN102760513A，公開日期:2012.10.31，采用6~15 %的芳綸纖 維1313、85~94 %的云母為原料，通過圓網(wǎng)紙機(jī)制備出具有更高的介電強(qiáng)度的云母紙;專利 《一種芳綸短切纖維增強(qiáng)化學(xué)法制漿粉云母紙的方法》，公開號(hào)CN101748648A，公開日期： 2010.06.23,采用3~15%短切纖維增強(qiáng)云母紙，其云母采用化學(xué)煅燒制漿，其云母紙強(qiáng)度 得到提高;專利《一種芳綸沉析纖維增強(qiáng)再生云母紙的方法》，公開號(hào)CN101748647A，公開日 期：2010.06.23,采用2~20%沉析纖維與經(jīng)水力制漿的云母為原料，增強(qiáng)了云母紙機(jī)械性 能，提尚了生廣效率。
[0004] 上述的專利介紹了采用間位芳綸纖維增強(qiáng)云母紙的方法，在一定程度上提高了芳 綸紙的機(jī)械性能或介電強(qiáng)度，然而，間位芳綸纖維表面光滑且惰性較高，與云母的結(jié)合較 差，單純采用短切纖維增強(qiáng)云母紙，成紙的勻度差、結(jié)合強(qiáng)度低、表面易于掉毛掉粉;單純采 用沉析纖維增強(qiáng)云母紙，成紙的結(jié)合強(qiáng)度改善，但撕裂強(qiáng)度極低，均難以滿足高端領(lǐng)域的使 用要求。隨著大型電機(jī)向小型化方向發(fā)展，特別是風(fēng)電、核電、高鐵牽引電機(jī)等設(shè)備都要求 電機(jī)體積小、絕緣強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)、安全可靠，因此對(duì)云母紙的性能也提出了更高的要 求，急需機(jī)械性能和介電強(qiáng)度更優(yōu)異的高品質(zhì)云母紙。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種間位芳綸纖維云母紙及 其制備方法，采用間位芳綸纖維和云母片為原料，所制得的間位芳綸纖維云母紙機(jī)械性能 和介電強(qiáng)度性能優(yōu)異。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明制備方法采用如下技術(shù)方案：
[0007] 包括以下步驟：
[0008] (1)取云母片配制成質(zhì)量濃度為1~6%的云母片漿料；
[0009] (2)將間位芳綸短切纖維分散在水中，再加入相對(duì)原料絕干總質(zhì)量0.3~0.8%的 聚氧化乙烯溶液后疏解分散均勻，得到質(zhì)量濃度為0.01~0.05%的間位芳綸短切纖維漿 料；
[0010] (3)對(duì)間位芳綸沉析纖維進(jìn)行打漿，然后配制成質(zhì)量濃度為0.1~0.5%的間位芳 綸沉析纖維漿料；
[0011] (4)將云母片漿料、間位芳綸短切纖維漿料和間位芳綸沉析纖維漿料混合分散均 勻，其中按照質(zhì)量百分比計(jì)，云母片為60~80%，間位芳綸沉析纖維和間位芳綸短切纖維的 質(zhì)量比為(4~2): 1且共計(jì)20~40%;然后送入紙機(jī)流送系統(tǒng)，在紙機(jī)流送系統(tǒng)的配料箱中 加入相對(duì)原料絕干總質(zhì)量0.01~0.1%的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺溶液，混合均勻得到紙漿； [0012] (5)紙漿經(jīng)濕法抄造成形，干燥后經(jīng)熱壓得到間位芳綸纖維云母復(fù)合紙；
[0013] 其中，以步驟(4)中的間位芳綸短切纖維、間位芳綸沉析纖維和云母片共計(jì)100% 為原料絕干總質(zhì)量基準(zhǔn)。
[0014]進(jìn)一步地，步驟（1)中云母片經(jīng)過超聲波剝離再配制成云母片漿料，超聲波剝離的 功率為800~3000W，時(shí)間為1~1 Oh。
[0015]進(jìn)一步地，步驟(2)中聚氧化乙烯溶液的質(zhì)量濃度為0.03~0.08%。
[0016]進(jìn)一步地，步驟(3)中間位芳綸沉析纖維的打漿度為45~65° SR。
[0017] 進(jìn)一步地，步驟(5)中采用斜網(wǎng)紙機(jī)或側(cè)流溢漿式圓網(wǎng)紙機(jī)進(jìn)行濕法抄造成形，且 上網(wǎng)濃度為0.005~0.08%。
[0018] 進(jìn)一步地，步驟(5)中采用三輥式熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓，且熱壓工藝條件為:溫度為280 °C~380°C，線壓力為120~300kN/m，輥速為2 · 0~5 · Om/min，熱壓次數(shù)為1~2次。
[0019]本發(fā)明間位芳綸纖維云母紙的技術(shù)方案是：按質(zhì)量百分比計(jì)，包括20~40%的間 位芳綸纖維，60~80%的云母片，其中，間位芳綸纖維由質(zhì)量比為(4~2) :1的間位芳綸沉析 纖維和間位芳綸短切纖維組成。
[0020]進(jìn)一步地，間位芳纟侖沉析纖維的長(zhǎng)度分布為35~140目。
[0021 ] 進(jìn)一步地，間位芳綸短切纖維的長(zhǎng)度為4~12_，纖度為2D。
[0022] 進(jìn)一步地，云母片的粒級(jí)配比為$20目：20~40目：^40目=(1~3):(4~6):3。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：
[0024] 本發(fā)明采用間位芳綸短切纖維作為骨架材料，起到主要的增強(qiáng)作用；采用固定長(zhǎng) 度分布范圍的間位芳綸沉析纖維作為粘結(jié)材料，熱壓過程中本體產(chǎn)生熔融變形，將云母片 和間位芳綸短切纖維牢牢鑲嵌在其中，從而提高云母紙的機(jī)械強(qiáng)度和介電強(qiáng)度。本發(fā)明方 法解決了云母紙勻度差、強(qiáng)度低的問題，并有效提高了成紙的機(jī)械性能和介電強(qiáng)度，為機(jī)電 領(lǐng)域提供了高品質(zhì)新型絕緣材料，具有重大的市場(chǎng)前景和現(xiàn)實(shí)意義。
[0025] 進(jìn)一步地，本發(fā)明通過超聲波剝離云母片，并對(duì)其進(jìn)行粒級(jí)配比，利于獲得良好分 散的云母漿料。
[0026]本發(fā)明制備的芳綸纖維云母紙綜合了間位芳綸纖維和云母片兩種材料的優(yōu)異特 性，定量低、厚度小，孔隙率小，具備優(yōu)異的抗張強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和介電擊穿強(qiáng)度，其中，本發(fā) 明制備的芳綸纖維云母紙抗張強(qiáng)度可達(dá)33.4N/cm，撕裂強(qiáng)度可達(dá)1.5N，介電強(qiáng)度可達(dá) 24.5kV/mm〇 【【附圖說明】】
[0027]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。 【【具體實(shí)施方式】】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0029]本發(fā)明提供了間位芳綸纖維云母紙其原料按照如下質(zhì)量比例組成：間位芳綸纖維 20~40%，其中間位芳綸纖維由間位芳綸短切纖維：間位芳綸沉析纖維的質(zhì)量比=(4~2): 1組成；云母片60~80%，其中$20目：20~40目：^40目粒級(jí)配比=(1~3): (4~6): 3。
[0030] 其中，間位芳綸短切纖維的長(zhǎng)度為4~12mm，間位芳綸沉析纖維的長(zhǎng)度分布為35~ 140目，白云母片厚度S 1.6mm。
[0031] 參見圖1，本發(fā)明云母紙的制備方法，包括以下步驟：
[0032] (1)云母片漿料的制備：風(fēng)選白云母碎片或絹云母碎片，去除不適抄造的風(fēng)干云 母、水銹云母、斑污云母及木肩等雜質(zhì)，經(jīng)壓力篩進(jìn)一步除去細(xì)小泥沙等雜質(zhì)，再采用超聲 波處理將云母片剝離成云母片，超聲波處理?xiàng)l件為：功率為800~3000W，時(shí)間為1~10h;然 后通過篩分儀對(duì)云母片進(jìn)行粒徑分級(jí)，按照S 20目：20~40目：^ 40目粒級(jí)配比=(1~3): (4~6): 3的比例進(jìn)行組合，并配制成質(zhì)量濃度1~6 %的云母片楽;料；
[0033] (2)間位芳綸短切纖維的分散:將長(zhǎng)度為4~12cm，纖度為2D的間位芳綸短切纖維 分散在去離子水中，加入質(zhì)量濃度為〇. 03~0.08%的聚氧化乙烯溶液后，采用槽式打漿機(jī) 充分疏解分散均勻，得到間位芳綸短切纖維漿料，質(zhì)量濃度為0.01~0.05%，其中聚氧化乙 烯溶液的用量為相對(duì)原料絕干總質(zhì)量〇.3~0.8% ;
[0034] (3)間位芳綸沉析纖維的打漿:采用盤磨機(jī)或槽式打漿機(jī)對(duì)間位芳綸沉析纖維進(jìn) 行打漿，打漿度為45~65° SR，配制成質(zhì)量濃度0.1~0.5%的間位芳綸沉析纖維漿料；
[0035] (4)將云母片漿料、間位芳綸短切纖維漿料和間位芳綸沉析纖維漿料按照固定質(zhì) 量比例混合分散均勻，固定質(zhì)量比例是按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，云母片為60~80 %，間位芳綸沉析 纖維和間位芳綸短切纖維質(zhì)量比為(4~2): 1且共計(jì)20~40%;然后送入紙機(jī)流送系統(tǒng)，