[發明專利]具有浸漬物的纖維素材料及其應用

有效

• 申請號: 201480026810.2
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN105229230B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: F.海因里希斯多爾夫;V.盧森;G.溫克勒
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: D21H17/45
• 分類號: D21H17/45;D21H17/56;H01B3/18;H01B3/30
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 侯宇

本發明涉及一種設有提高其導電率的浸漬物的纖維素材料。此外，本發明涉及該纖維素材料的應用。

從US 4,521,450中已知能夠將由纖維素纖維制成的可浸漬固體材料浸入諸如含水氧化劑中，所述含水氧化劑例如為由氯化鐵(III)溶液、硫酸鈰(IV)、六氰合鐵(Ⅲ)化鉀(Kaliumhexacyanoferrat(III))或者磷酸鉬制成的弱酸性溶液。隨后，使用液態或蒸汽狀的吡咯化合物在室溫下對濕的纖維素材料進行處理，直至使吡咯根據氧化劑的濃度聚合為止。將如此浸漬后的纖維素材料在室溫下干燥24小時。氧化劑一方面確保吡咯化合物的聚合，另一方面確保導電率的提高。由此，可通過吡咯的濃度和氧化劑的類型來影響這些經浸漬的纖維素材料的比電阻ρ。在制造浸漬的纖維素材料的過程中，必須通過合適的工作條件和對應的廢料處理來考慮吡咯的毒性作用。

一般來說，例如從DE 10 2007 018 540 A1中已知導電聚合物的應用，以將透明的導電層例如應用于KFZ玻璃的加熱。這些導電聚合物的實例為聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚對苯、聚對苯乙炔以及所述聚合物的衍生物。這些聚合物的一個特殊的實例為PEDOT，其也以商品名Baytron由Bayer AG銷售。PEDOT還以其系統名稱被稱為聚(3,4-亞乙基-二氧噻吩)。

本發明要解決的技術問題是，提供一種具有使其導電率提高的浸漬物的纖維素材料，其允許以簡單的方式來制造。此外，本發明要解決的技術問題是，提供針對該纖維素材料的應用。根據本發明，上述技術問題通過開頭所述的纖維素材料由此來解決，即所述浸漬物由聚乙烯亞胺組成。可以使用所有已知形式的材料作為纖維素材料。優選將纖維素材料制造成紙、紙板或層壓紙板。這些纖維素材料可以是工程構件的半成品，其有利地在浸漬的變體中得到應用。

應用帶負電和帶正電的離聚物有利地使得能夠以特別簡單的方式制造纖維素材料。離聚物可以容易地在水中溶解，由此被饋送到同樣基于水的纖維素材料的制造過程中。通過纖維素材料制造之后的離聚物的交聯，可降低纖維素材料的比電阻。這種情況下，離聚物聚合并且在纖維素材料中由負責降低比電阻的聚乙烯亞胺形成導電網絡。有利地，可使用相對無毒的物質實施制造過程，從而與使用吡咯相比，須對過程安全提出的要求要低得多。此外，不會產生有毒廢料，對其進行的處理將意味著額外的開銷。

根據本發明的一項有利的實施方式，還使用氧化鈦顆粒浸漬纖維素材料。氧化鈦、特別是二氧化鈦顆粒的添加有利地改善了絕緣材料的抗老化性。根據本發明的一項特別有利的實施方式，將聚乙烯亞胺施加至氧化鈦顆粒。由此，有利地實現了所述顆粒在纖維素材料的由纖維素纖維構成的結合中的可靠的固定。此外，還有利地使纖維素材料的導電率進一步升高。

根據本發明的一項有利的實施方式，經浸漬的纖維素材料的比電阻ρ_p為10¹²Ωm。這例如在將該纖維素材料應用于變壓器的油中時具有如下優點：纖維素材料的比電阻在數量級方面與油相當，因此運行中的介電應力均勻地分布在變壓器油和絕緣材料上。因此，根據本發明，通過使用具有含聚乙烯亞胺的、使該纖維素材料的導電率提高的浸漬物的纖維素材料作為變壓器的絕緣材料，給出上述技術問題的解決方案。

當然，該絕緣材料不僅可以用于變壓器，而且還可以用于其它電氣部件。在此，能夠使高壓技術的任意設備部件在直流應力下可靠地電絕緣。這種情況下，本發明的絕緣材料可以用作設備部件的外殼(Verschalung)或者還用作涂層。涂布可以如下進行：將纖維素材料例如以網狀的形式裝在部件上，隨后用聚乙烯亞胺浸漬。然后，通過加熱浸漬后的纖維素網幅(Cellulosebahn)，實現所使用的離聚物至聚乙烯亞胺的聚合。