一種高性能芳綸絕緣紙及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于特種紙生產領域，具體涉及一種高性能芳綸絕緣紙及其制備方法與應用。
【背景技術】
[0002]特高壓輸電是未來發(fā)展的趨勢，隨著輸送電壓越來越高，對電力設備提出了更高的要求，其中，絕緣對于電力設備來說至關重要，一旦出現(xiàn)絕緣故障，將帶來嚴重后果，因此，絕緣問題是特高壓輸電必須解決的基礎性問題。
[0003]特高壓環(huán)境常常會產生較大的電流，同時會導致設備的溫度上升，為了避免電機因電壓過高被擊穿老化，以及溫度過高被損壞，必須保證電機具備足夠的絕緣強度和耐高溫性能。通常電機設備的絕緣是采用特種芳綸絕緣紙，因此芳綸絕緣紙的電氣性能、耐溫性能、物理性能尤其重要。
[0004]高性能的芳綸絕緣紙需要多種特種纖維的合理復配，生物質黏膠纖維能顯著增強物理強度，沉析纖維能提供良好的電氣絕緣性，漿柏纖維能作為有效的纖維粘結劑，然后添加耐高溫電子功能化學品，利用超低濃斜網濕法成型技術，制備出高性能的芳綸絕緣紙，將其用于特高壓電機設備的絕緣領域。

【發(fā)明內容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術的缺點和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種高性能芳綸絕緣紙的制備方法。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種由上述制備方法制備得到的高性能芳綸絕緣紙。
[0007]本發(fā)明的再一目的在于提供一種上述高性能芳綸絕緣紙在特高壓電機中的應用。
[0008]本發(fā)明目的通過以下技術方案實現(xiàn):
[0009]—種高性能芳綸絕緣紙的制備方法，包括以下操作步驟:
[0010](I)復配:將生物質黏膠纖維、芳綸沉析纖維、芳綸漿柏分別進行分散，然后將生物質黏膠纖維、芳綸沉析纖維、芳綸漿柏分散液均勻混合，得到混合漿料；
[0011](2)助劑的添加:在攪拌的條件下向步驟(I)中的混合漿料溶液中加入耐高溫電子功能化學品，加入過程控制在一定溫度范圍內，制得楽料；
[0012](3)超低濃成型:將步驟(2)得到的漿料斜網成型、脫水、烘干處理，得到紙樣；
[0013](4)高溫熱壓:將步驟(3)得到的紙樣進行高溫熱壓處理，干燥處理得到芳綸絕緣紙；
[0014]步驟(I)所述生物質黏膠纖維、芳綸沉析纖維、芳綸漿柏分散液以絕干質量比(I?2): (4?6): (3?5)均勻混合。
[0015]步驟(I)所述的分散是指:生物質黏膠纖維以質量百分比0.5?1.0%的濃度以轉速為1000?300(^/1^11的高速分散機中分散10?201^11;芳綸沉析纖維以質量百分比1.0?2.0%的濃度在轉速為3000?5000r/min的高速分散機中分散20?30min;芳綸漿柏以質量百分比0.5?1.0%的濃度在轉速為1000?300(^/11^11的高速分散機中分散10?201^11。
[0016]步驟(I)所述生物質黏膠纖維通過以下步驟制備得到:
[0017](A)化學改性:取IL乙醇與25g NaSO3混合成洗滌液對20g黏膠纖維進行抽濾洗滌，烘干后，放在濃硝酸中進行氧化處理，酸液與烘干后的黏膠纖維按照20:1的比例混合；
[0018](B)生物改性:將經過步驟(A)化學改性的產品、丁烷四羧酸、次磷酸鈉按照7:8:5的比例配成混合液，然后在150?200°C進行反應6小時，水洗并干燥處理，即可得到生物質粘膠纖維。
[0019]步驟(2)所述的助劑是有機類耐高溫電子功能化學品，優(yōu)選聚苯硫醚，加入量為混合漿料絕干質量的1.0?3.0%，添加過程溫度控制在20?30°C。
[0020]步驟(3)所述的超低濃成型是超低濃斜網紙機濕法成型技術，其中漿濃(即漿料的質量濃度)為0.08 %。
[0021]步驟(4)所述的高溫熱壓條件為:溫度為180?240°C;壓力為20?28MPa;時間為1.0?3.0小時。
[0022]步驟(4)所述的干燥處理的溫度為40?80°C，時間為6?12小時。
[0023]—種高性能芳綸絕緣紙，由上述制備方法制備得到。
[0024]上述高性能芳綸絕緣紙在特高壓電機設備中的應用。
[0025]本發(fā)明的高性能的芳綸絕緣紙是多種特種纖維的合理復配，生物質黏膠纖維是紙張物理強度的主要來源，芳綸沉析纖維是電氣絕緣強度的主要來源，芳綸漿柏是一種增強粘結劑，三種纖維漿料通過合適的比例進行復配，然后添加適量的耐高溫電子功能化學品，采用超低濃度(0.08%)斜網紙機濕法成型技術，再進行高溫熱壓處理，最后干燥處理，制備出絕緣等級優(yōu)良的特高壓電機用高性能芳綸絕緣紙。
[0026]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有如下優(yōu)點及有益效果:
[0027](I)本發(fā)明制備的高性能芳綸絕緣紙是由三種纖維合理復配而獲得的，充分利用不同纖維的優(yōu)勢，生物質黏膠纖維能顯著提高成紙的物理強度，芳綸沉析纖維有助于提高成紙的電氣絕緣性能，芳綸漿柏有利于各種纖維之間的緊密結合。
[0028](2)本發(fā)明創(chuàng)新地在混合漿料中加入耐高溫電子功能化學品，優(yōu)化芳綸絕緣紙的物理性能和耐溫性能，保證成紙在擁有良好的絕緣性同時絕有很好的機械性能和熱穩(wěn)定性。
[0029](3)本發(fā)明采用超低濃度(0.08%)斜網紙機濕法成型技術，能解決纖維易絮聚問題，實現(xiàn)超低濃度下高科技纖維均勻分散，同時造紙濕法抄造芳綸絕緣紙，顯著降低了生產的成本，環(huán)保節(jié)能。
【具體實施方式】
[0030]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0031]本發(fā)明中:各種參數的檢測依據國家標準檢測方法以及行業(yè)標準進行，具體的:厚度(GB/T 20628.2-2006)、抗張強度(GB/T 451.2-2002)、撕裂強度(GB/T 455-2002)、工頻擊穿強度(GB/T 5019.2-2009)、介電常數(GB/T 1409-2006)、電阻率(GB/T 1410-2006)等性能測試。
[0032]本發(fā)明實施例中使用的芳綸沉析纖維購于錦年特種纖維制造有限公司，生物質黏膠纖維通過以下步驟制備得到:
[0033](I)化學改性:取IL乙醇與25g NaSO3混合成洗滌液對20g黏膠纖維進行抽濾洗滌，烘干后，放在濃硝酸中進行氧化處理，酸液與烘干后的黏膠纖維按照20:1的比例混合；
[0034](2)生物改性:將經過步驟(A)化學改性的樣品、丁烷四羧酸、次磷酸鈉按照7:8:5的比例配成混合液，然后在150?200°C進行反應6小時，水洗并干燥處理，即可得到生物質粘膠纖維。
[0035]實施例1
[0036]本實施例的一種高性能芳綸絕緣紙的制備方法，具體制備步驟如下:
[0037](I)復配:將生物質黏膠纖維以質量百分比0.5%的濃度在轉速為1000r/min的高速分散機中分散1min;芳綸沉析纖維以質量百分比1.0 %的濃度在轉速為3000r/min的高速分散機中分散12min;芳綸漿柏以質量百分比0.5%的濃度在轉速為100(^/11^11的高速分散機中分散lOmin。最后將分散處理后的生物質黏膠纖維、芳綸沉析纖維、芳綸漿柏分散液以絕干質量比1:5:4均勾混合，得到混合楽料；
[0038](2)助劑的添加:向步驟(I)中的混合漿料溶液中加入聚苯硫醚，加入量為絕干漿料的1.0%，邊加入邊攪拌，且加入過程溫度控制在20°C ；
[0039](3)超低濃成型:將步驟(2)得到的漿料取一定量漿濃為0.08%于斜網紙機成型網上進行濕法成型、脫水、烘干處理；
[0040](4)高溫熱壓:將步驟(3)得到的紙樣在溫度為180°C，壓力為20MPa條件下進行高溫熱壓處理1.0小時，接著進行干燥處理，制得高性能芳綸絕緣紙；
[0041 ]本實施例的高性能芳綸絕緣紙的性能檢測數據:樣品厚度:0.056mm;抗張強度:橫向2.3kN/m;縱向3.7kN/m;橫向撕裂度:589mN;工頻擊穿強度:18.3kV/mm;相對介電常數1.52;體積電阻率:5.93Χ10ηΩ.cm。
[0042]實施例2
[0043]本實施例的一種高性能芳綸絕緣紙的制備方法，具體制備步驟如下:
[0044](I)復配:將生物質黏膠纖維以質量百分比0.5%的濃度在轉速為1000r/min的高速分散機中分散20min;芳綸