一种间位芳纶纤维云母纸及其制备方法
【专利说明】一种间位芳纶纤维云母纸及其制备方法 【技术领域】
[0001] 本发明属于造纸工业和绝缘工业交叉领域，具体涉及一种间位芳纶纤维云母纸及 其制备方法。 【【背景技术】】
[0002] 云母纸是以细小云母片为主要原料经现代造纸湿法抄造制备而得的纸基绝缘材 料，具备无毒、无味、抗腐蚀、耐老化以及优异的绝缘性能和高温稳定性，是国际上最理想的 耐高温绝缘材料。云母纸的成形主要是依靠云母片间的范德华力和静电作用力，因而导致 成纸的机械强度较小，难以满足使用要求且生产效率低。
[0003] 为了提高云母纸的使用性能，专家学者采用了不同的补强材料和方式进行云母纸 的增强，其中芳纶纤维补强云母纸是高品质复合云母纸绝缘发展的重要方向。专利《纤维云 母纸及其生产方法》，公开号:CN102760513A，公开日期:2012.10.31，采用6~15 %的芳纶纤 维1313、85~94 %的云母为原料，通过圆网纸机制备出具有更高的介电强度的云母纸;专利 《一种芳纶短切纤维增强化学法制浆粉云母纸的方法》，公开号CN101748648A，公开日期： 2010.06.23,采用3~15%短切纤维增强云母纸，其云母采用化学煅烧制浆，其云母纸强度 得到提高;专利《一种芳纶沉析纤维增强再生云母纸的方法》，公开号CN101748647A，公开日 期：2010.06.23,采用2~20%沉析纤维与经水力制浆的云母为原料，增强了云母纸机械性 能，提尚了生广效率。
[0004] 上述的专利介绍了采用间位芳纶纤维增强云母纸的方法，在一定程度上提高了芳 纶纸的机械性能或介电强度，然而，间位芳纶纤维表面光滑且惰性较高，与云母的结合较 差，单纯采用短切纤维增强云母纸，成纸的匀度差、结合强度低、表面易于掉毛掉粉;单纯采 用沉析纤维增强云母纸，成纸的结合强度改善，但撕裂强度极低，均难以满足高端领域的使 用要求。随着大型电机向小型化方向发展，特别是风电、核电、高铁牵引电机等设备都要求 电机体积小、绝缘强度高、使用寿命长、安全可靠，因此对云母纸的性能也提出了更高的要 求，急需机械性能和介电强度更优异的高品质云母纸。 【
【发明内容】
】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种间位芳纶纤维云母纸及 其制备方法，采用间位芳纶纤维和云母片为原料，所制得的间位芳纶纤维云母纸机械性能 和介电强度性能优异。
[0006] 为了达到上述目的，本发明制备方法采用如下技术方案：
[0007] 包括以下步骤：
[0008] (1)取云母片配制成质量浓度为1~6%的云母片浆料；
[0009] (2)将间位芳纶短切纤维分散在水中，再加入相对原料绝干总质量0.3~0.8%的 聚氧化乙烯溶液后疏解分散均匀，得到质量浓度为0.01~0.05%的间位芳纶短切纤维浆 料；
[0010] (3)对间位芳纶沉析纤维进行打浆，然后配制成质量浓度为0.1~0.5%的间位芳 纶沉析纤维浆料；
[0011] (4)将云母片浆料、间位芳纶短切纤维浆料和间位芳纶沉析纤维浆料混合分散均 匀，其中按照质量百分比计，云母片为60~80%，间位芳纶沉析纤维和间位芳纶短切纤维的 质量比为(4~2): 1且共计20~40%;然后送入纸机流送系统，在纸机流送系统的配料箱中 加入相对原料绝干总质量0.01~0.1%的阳离子聚丙烯酰胺溶液，混合均匀得到纸浆； [0012] (5)纸浆经湿法抄造成形，干燥后经热压得到间位芳纶纤维云母复合纸；
[0013] 其中，以步骤(4)中的间位芳纶短切纤维、间位芳纶沉析纤维和云母片共计100% 为原料绝干总质量基准。
[0014]进一步地，步骤（1)中云母片经过超声波剥离再配制成云母片浆料，超声波剥离的 功率为800~3000W，时间为1~1 Oh。
[0015]进一步地，步骤(2)中聚氧化乙烯溶液的质量浓度为0.03~0.08%。
[0016]进一步地，步骤(3)中间位芳纶沉析纤维的打浆度为45~65° SR。
[0017] 进一步地，步骤(5)中采用斜网纸机或侧流溢浆式圆网纸机进行湿法抄造成形，且 上网浓度为0.005~0.08%。
[0018] 进一步地，步骤(5)中采用三辊式热压机进行热压，且热压工艺条件为:温度为280 °C~380°C，线压力为120~300kN/m，辊速为2 · 0~5 · Om/min，热压次数为1~2次。
[0019]本发明间位芳纶纤维云母纸的技术方案是：按质量百分比计，包括20~40%的间 位芳纶纤维，60~80%的云母片，其中，间位芳纶纤维由质量比为(4~2) :1的间位芳纶沉析 纤维和间位芳纶短切纤维组成。
[0020]进一步地，间位芳纟仑沉析纤维的长度分布为35~140目。
[0021 ] 进一步地，间位芳纶短切纤维的长度为4~12_，纤度为2D。
[0022] 进一步地，云母片的粒级配比为$20目：20~40目：^40目=(1~3):(4~6):3。
[0023] 与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
[0024] 本发明采用间位芳纶短切纤维作为骨架材料，起到主要的增强作用；采用固定长 度分布范围的间位芳纶沉析纤维作为粘结材料，热压过程中本体产生熔融变形，将云母片 和间位芳纶短切纤维牢牢镶嵌在其中，从而提高云母纸的机械强度和介电强度。本发明方 法解决了云母纸匀度差、强度低的问题，并有效提高了成纸的机械性能和介电强度，为机电 领域提供了高品质新型绝缘材料，具有重大的市场前景和现实意义。
[0025] 进一步地，本发明通过超声波剥离云母片，并对其进行粒级配比，利于获得良好分 散的云母浆料。
[0026]本发明制备的芳纶纤维云母纸综合了间位芳纶纤维和云母片两种材料的优异特 性，定量低、厚度小，孔隙率小，具备优异的抗张强度、撕裂强度和介电击穿强度，其中，本发 明制备的芳纶纤维云母纸抗张强度可达33.4N/cm，撕裂强度可达1.5N，介电强度可达 24.5kV/mm〇 【【附图说明】】
[0027]图1是本发明的工艺流程图。 【【具体实施方式】】
[0028]下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
[0029]本发明提供了间位芳纶纤维云母纸其原料按照如下质量比例组成：间位芳纶纤维 20~40%，其中间位芳纶纤维由间位芳纶短切纤维：间位芳纶沉析纤维的质量比=(4~2): 1组成；云母片60~80%，其中$20目：20~40目：^40目粒级配比=(1~3): (4~6): 3。
[0030] 其中，间位芳纶短切纤维的长度为4~12mm，间位芳纶沉析纤维的长度分布为35~ 140目，白云母片厚度S 1.6mm。
[0031] 参见图1，本发明云母纸的制备方法，包括以下步骤：
[0032] (1)云母片浆料的制备：风选白云母碎片或絹云母碎片，去除不适抄造的风干云 母、水锈云母、斑污云母及木肩等杂质，经压力筛进一步除去细小泥沙等杂质，再采用超声 波处理将云母片剥离成云母片，超声波处理条件为：功率为800~3000W，时间为1~10h;然 后通过筛分仪对云母片进行粒径分级，按照S 20目：20~40目：^ 40目粒级配比=(1~3): (4~6): 3的比例进行组合，并配制成质量浓度1~6 %的云母片楽;料；
[0033] (2)间位芳纶短切纤维的分散:将长度为4~12cm，纤度为2D的间位芳纶短切纤维 分散在去离子水中，加入质量浓度为〇. 03~0.08%的聚氧化乙烯溶液后，采用槽式打浆机 充分疏解分散均匀，得到间位芳纶短切纤维浆料，质量浓度为0.01~0.05%，其中聚氧化乙 烯溶液的用量为相对原料绝干总质量〇.3~0.8% ;
[0034] (3)间位芳纶沉析纤维的打浆:采用盘磨机或槽式打浆机对间位芳纶沉析纤维进 行打浆，打浆度为45~65° SR，配制成质量浓度0.1~0.5%的间位芳纶沉析纤维浆料；
[0035] (4)将云母片浆料、间位芳纶短切纤维浆料和间位芳纶沉析纤维浆料按照固定质 量比例混合分散均匀，固定质量比例是按质量百分数计，云母片为60~80 %，间位芳纶沉析 纤维和间位芳纶短切纤维质量比为(4~2): 1且共计20~40%;然后送入纸机流送系统，