[發(fā)明專利]一種穩(wěn)定型復(fù)合芳綸絕緣紙的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910135305.6
• 申請(qǐng)日: 2019-02-25
• 公開（公告）號(hào): CN110016838A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛向東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 薛向東
• 主分類號(hào): D21H27/00
• 分類號(hào): D21H27/00;D21H17/06;D21H17/21;D21H17/05;D21H17/68;D21H17/33
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本發(fā)明公開了一種穩(wěn)定型復(fù)合芳綸絕緣紙的制備方法，屬于絕緣材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明先將硅酸酯、醇鋁鹽、無(wú)水乙醇、油酸和改性海泡石混合分散后，加熱反應(yīng)，再于惰性氣體保護(hù)條件下高溫反應(yīng)后，于空氣中退火，制得退火料，再將其與稀酸溶液混合后，水熱反應(yīng)，制得酸浸料；并將酸浸料分散于水中，得酸浸料分散液；隨后將芳綸短切纖維經(jīng)多巴胺預(yù)處理后，用硅烷偶聯(lián)劑極性改性，制得改性芳綸短切纖維分散液；再將酸浸料分散液和改性芳綸短切纖維分散液混合分散后，抄造成型，隨后經(jīng)熱壓得干紙頁(yè)，隨后進(jìn)行壓光，即得穩(wěn)定型復(fù)合芳綸絕緣紙。本發(fā)明技術(shù)方案制備的穩(wěn)定型復(fù)合芳綸絕緣紙具有優(yōu)異的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種穩(wěn)定型復(fù)合芳綸絕緣紙的制備方法，屬于絕緣材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電力變壓器是電力系統(tǒng)中的核心部件，擔(dān)負(fù)著電力系統(tǒng)電能傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。油浸式變壓器的內(nèi)絕緣是以絕緣紙和變壓器油組成的復(fù)合絕緣。近年來(lái)隨著電壓等級(jí)的不斷提高，對(duì)變壓器內(nèi)絕緣的要求也越來(lái)越高。因此提高絕緣紙和變壓器油所組成的復(fù)合絕緣的絕緣性能具有十分重要的實(shí)際意義。

目前開展了大量的研究提高變壓器油的絕緣性能，如向油中添加納米粒子、采用各種植物油、采用各種植物油和礦物油的混合油等，取得了不少的成果，而對(duì)提高天然纖維素絕緣紙電氣性能的改性研究還很少見。

從19世紀(jì)90年代開始天然纖維素絕緣紙就被廣泛用在油浸式電力設(shè)備中，雖然電絕緣材料有了較大的變化和進(jìn)步，但纖維素絕緣紙具有價(jià)格低、機(jī)械強(qiáng)度大、尺寸容易控制、浸油后電氣性能優(yōu)良、環(huán)境友好等特點(diǎn)，是油浸變壓器的首選絕緣材料。在傳統(tǒng)的造紙行業(yè)當(dāng)中為了提高紙張的各種性能，在造紙的過程中加入不同的無(wú)機(jī)填料以增強(qiáng)紙張的性能，但關(guān)于無(wú)機(jī)填料對(duì)絕緣紙絕緣性能的影響研究卻很少。這是由于絕緣紙作為一種特種紙，除了對(duì)其絕緣性能有比較高的要求外，對(duì)其力學(xué)性能也有比較高的要求，而采用傳統(tǒng)的微米級(jí)別的無(wú)機(jī)粒子對(duì)紙進(jìn)行填充改性會(huì)大大降低紙張的力學(xué)性能。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)納米級(jí)別的無(wú)機(jī)粒子的制備取得了很大的發(fā)展，而利用無(wú)機(jī)納米粒子來(lái)增強(qiáng)改性聚合物的各項(xiàng)性能也成為了近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。納米粒子粒徑小，比表面積大，利用納米粒子來(lái)改性聚合物在一定的含量?jī)?nèi)不但不會(huì)降低材料的力學(xué)性能，反而會(huì)使材料的力學(xué)性能有所提高。兩者化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，但性能差異卻很大，應(yīng)用領(lǐng)域各有不同。芳綸1313以其出色的耐高溫絕緣性，成為高品質(zhì)功能性纖維的一種，而芳綸1414極好的力學(xué)性能使之在高性能纖維中占據(jù)著重要核心地位。

目前，很多領(lǐng)域應(yīng)用最多的是芳綸1313。這是一種柔軟潔白、纖細(xì)蓬松、富有光澤的纖維，外觀與普通化纖并無(wú)二致，卻集眾長(zhǎng)于一身，擁有超乎尋常的特異功能。持久的熱穩(wěn)定性。芳綸1313最突出的特點(diǎn)就是耐高溫，可在220℃高溫下長(zhǎng)期使用而不老化，其電氣性能與機(jī)械性能可保持10年之久，而且尺寸穩(wěn)定性極佳，在250℃左右時(shí)，其熱收縮率僅為1%;短時(shí)間暴露于300℃高溫中也不會(huì)收縮、脆化、軟化或者熔融;在超過370℃的強(qiáng)溫下才開始分解;400℃左右才開始碳化––如此高的熱穩(wěn)定性在目前有機(jī)耐溫纖維中是很少有的。

材料在空氣中燃燒所需氧氣體積的百分比叫做極限氧指數(shù)，極限氧指數(shù)越大，其阻燃性能就越好。通常空氣中氧氣含量為21%，而芳綸1313的極限氧指數(shù)大于29%，屬于難燃纖維，所以不會(huì)在空氣中燃燒，也不助燃，具有自熄性。這種源于本身分子結(jié)構(gòu)的固有特性使芳綸1313永久阻燃，因此有防火纖維之美稱。

芳綸1313介電常數(shù)很低，固有的介電強(qiáng)度使其在高溫、低溫、高濕條件下均能保持優(yōu)良的電絕緣性，用其制備的絕緣紙耐擊穿電壓可達(dá)到40KV/mm，是全球公認(rèn)的最佳絕緣材料。芳綸1313的化學(xué)結(jié)構(gòu)異常穩(wěn)定，可耐大多數(shù)高濃無(wú)機(jī)酸及其他化學(xué)品的腐蝕，抗水解和蒸汽腐蝕。芳綸1313是柔性高分子材料，低剛度高伸長(zhǎng)特性使之具備與普通纖維相同的可紡性，可用常規(guī)紡機(jī)加工成各種織物或無(wú)紡布，而且耐磨抗撕裂，適用范圍十分廣泛。芳綸1313耐α、β、χ射線以及紫外光線輻射的性能十分優(yōu)異。用50Kv的χ射線輻射100小時(shí)，其纖維強(qiáng)度仍保持原來(lái)的73%，而此時(shí)的滌綸或錦綸則早已成了粉末。