[發(fā)明專利]一種變壓器絕緣紙用耐熱助劑、制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510845955.1
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN106812020B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛萃;劉文;劉群華;黃小雷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國制漿造紙研究院有限公司
• 主分類號: D21H21/34
• 分類號: D21H21/34;D21H19/56;D21H19/64;D21H17/66;D21H17/35
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及變壓器絕緣紙技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種變壓器絕緣紙用耐熱助劑、制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

變壓器用絕緣紙的相關(guān)性能，在較大程度上決定著變壓器的運行性能及正常使用壽命。隨著變壓器電壓等級的提升，變壓器用絕緣紙的性能也面臨更高的要求。特別是應(yīng)用于超、特高壓輸電變壓器設(shè)備中的絕緣紙，長時間處在高溫的環(huán)境中，紙張纖維會發(fā)生熱降解、水解和氧化降解，造成聚合度的下降而使機械強度降低，對變壓器安全性產(chǎn)生巨大影響。有專利采用丙烯腈改性纖維素生成氰乙基化纖維素的方法制備耐溫絕緣紙，絕緣紙的耐老化性能雖顯著提高，但其強度較原紙有所降低，并且工藝復(fù)雜不利于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。有專利采用添加含氮化合物熱穩(wěn)定劑如三聚氰胺、雙氰胺方法提高纖維素的熱穩(wěn)定性，但該方法效果十分有限。有專利采用在植物纖維中添加某些高分子化合物如聚丙烯酰胺、葡甘聚糖、納米纖維素改性物方法，利用氫鍵、離子鍵的作用來增加纖維分子鏈間的物理交聯(lián)點，從而提高紙張的結(jié)合強度。添加上述耐熱改性劑具有一定的耐熱改性效果，但由于改性劑與纖維間作用力為范德華力非化學(xué)鍵力，作用力不強，在高溫下易破壞斷裂。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種變壓器絕緣紙用耐熱助劑的制備和應(yīng)用方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：變壓器絕緣紙用耐熱助劑主要由20％-80％的具有高溫自交聯(lián)性的聚乙烯吡咯烷酮高分子化合物、0.5-10％引發(fā)劑和10-70％含氮化合物復(fù)配而成。

上述變壓器絕緣紙用耐熱助劑，所述具有高溫自交聯(lián)性的聚乙烯吡咯烷酮高分子化合物的重均分子量為5000-20000000。

上述變壓器絕緣紙用耐熱助劑，引發(fā)劑為過硫酸鉀和過硫酸銨中的至少一種。

上述變壓器絕緣紙用耐熱助劑，含氮化合物包括三聚氰胺、雙氰胺、干酪素、大豆蛋白、三聚氰胺甲醛樹脂、聚丙烯酰胺和三乙醇胺中的至少一種。

上述的變壓器絕緣紙用耐熱助劑的制備方法為將聚乙烯吡咯烷酮和含氮化合物溶解于水或水與乙醇的混合溶液中，室溫或加熱至40-90℃攪拌至其完全溶解，然后加入引發(fā)劑，室溫下攪拌均勻，即得到耐熱助劑。耐熱助劑以水溶液或水與乙醇混合溶液的形式加入，濃度為2％-20％。

上述變壓器絕緣紙用耐熱助劑在制備耐熱性特種紙中的應(yīng)用，以浸漬、單面涂布、雙面涂布或噴涂的施涂方式施涂在原紙上，且施涂量為1.0-8.0g/m²。

上述變壓器絕緣紙用耐熱助劑可應(yīng)用于變壓器絕緣紙、電機用紙、不銹鋼襯紙、耐高溫美紋紙或人造革離型紙。

本發(fā)明的技術(shù)方案能產(chǎn)生以下技術(shù)效果：施涂本發(fā)明耐熱助劑制備的絕緣紙，其耐高溫老化性能優(yōu)良，在同等條件下，絕緣紙的耐高溫老化性能提高15-30％。

本發(fā)明的優(yōu)點為：絕緣紙在低于100℃的條件下使用時，耐溫助劑聚乙烯吡咯烷酮含有大量極性基團，可與纖維間通過氫鍵相互作用提高原紙的機械強度。當(dāng)絕緣紙在高于100℃的環(huán)境中使用時，聚乙烯吡咯烷酮在引發(fā)劑作用下會發(fā)生自交聯(lián)反應(yīng)，通過化學(xué)鍵的鍵合方式形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)耐高溫性能好，并與原紙纖維交織在一起，極大地增加了纖維間的結(jié)合點和結(jié)合強度，其耐高溫老化性能顯著提高。此外，聚乙烯吡咯烷酮水溶性好，對三聚氰胺和雙氰胺有助溶作用，復(fù)配耐溫助劑無污染，使用方便。并且聚乙烯吡咯烷酮絕緣性能優(yōu)良，對變壓器油的性質(zhì)無不良影響。本發(fā)明耐溫助劑不僅用于變壓器絕緣紙領(lǐng)域，亦可用于電機用紙、不銹鋼襯紙、耐高溫美紋紙、人造革離型紙等這類要求具有耐熱性的特種紙領(lǐng)域。

具體實施方式

實施例一：將聚乙烯吡咯烷酮80g、三聚氰胺10g、雙氰胺9.5g混合后溶于水中，加熱至40℃，攪拌溶解后，降至室溫再加入0.5g過硫酸銨，攪拌均勻后配成固含量為5％的耐熱助劑。絕緣紙原紙預(yù)烘干至含80％水分，采用浸漬的方法用兩輥表膠機進(jìn)行表膠，浸膠量5-7g/m²。成紙經(jīng)老化實驗后的強度指標(biāo)檢測結(jié)果見表1。

實施例二：將聚乙烯吡咯烷酮50g溶于水中室溫攪拌溶解，將雙氰胺20g、干酪素25g溶于乙醇溶液中(乙醇用量為水的30％)室溫攪拌溶解，再將兩種溶液混合，攪拌均勻后，室溫下再加入過硫酸銨5g，配成固含量為8％的耐熱助劑。絕緣紙原紙預(yù)烘干至含70％水分，采用刮棒雙面涂布，雙面總涂布量4-6g/m²。成紙經(jīng)老化實驗后的強度指標(biāo)檢測結(jié)果見表1。