[發明專利]一種高導熱云母紙的制備方法

有效

• 申請號: 201910583047.8
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110258171B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 李俊;李新輝;陳嘉偉;朱淼;潘斌海
• 申請（專利權）人: 湖北平安電工材料有限公司;通城縣云水云母科技有限公司
• 主分類號: D21H13/44
• 分類號: D21H13/44;D21H17/67;D21F11/06
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 鄧佳

本發明公開了一種高導熱云母紙的制備方法，包括：S1、云母原料選取：去除死料壞料，選擇面積≤10cm²、厚度≤2cm的云母片原料；S2、云母漿料制備：將S1中云母片原料均勻投送至高壓水力破碎機中進行破碎，再經過過濾分級和脫水后得到云母精漿；S3、制備高導電填料溶液：通過攪拌機對填料進行加水稀釋攪拌；S4、造抄：利用圓網云母紙機進行造紙，共分五重圓網上漿，每次通過圓網上漿之后即在云母紙上噴淋一次S3中制得的高導電填料溶液；S5、脫水烘干：噴淋之后，通過脫水、烘干，即可得到高導熱云母紙。本發明所制備的高導熱云母紙填料用量少，填料分局均勻性好，具有導熱能力強，力學性能強，使用壽命長。

技術領域

本發明屬于高導熱絕緣材料領域，更具體地說是一種高導熱云母紙的制備方法。

背景技術

當前情況，隨著電力系統的發展，人類對于電機的需求不斷加大。大中型高壓電機也在不斷擴大容量及其耐壓程度。但是伴隨大中型高壓電機的運轉，大量的熱量在設備內部產生而無法及時排出，導致電機的溫度過高，損耗增大而使用壽命大大降低。有資料顯示，若電子元件本身工作的溫度可以降低10℃，則其使用壽命可以提升一倍。因此，大中型高壓電機對于絕緣層的導熱能力要求越來越高。為了提高絕緣層的導熱能力，主要有兩個方法。其一為降低絕緣層的厚度，但是絕緣層的變薄，其電氣強度亦將隨之下降，為了保證足夠的電氣強度，絕緣層的厚度不可能隨意增減。而第二種方法是在不改變絕緣層的電氣性能的前提下，提高絕緣材料的導熱系數。增加絕緣材料的導熱系數可以讓熱量更快速的向外擴散，然后通過冷卻系統排出。云母紙作為一種優良的高溫絕緣材料，可直接運用于電氣設備，也可在其基礎上通過不同的補強材料和膠黏劑更可以復合出更多的云母板，云母帶等產品。然而云母紙由于其結構限制，本身的導熱能力并不強，目前，國內制備高導熱云母紙基復合材料的方法以采用以含有納米Al₂O₃的有機硅樹脂為粘合劑來增強云母紙及復合材料的導電能力為主。但是效果并不理想，云母紙基復合材料在電氣性能提升的過程中，電氣性能隨之下降。

目前提高云母紙的導熱系數的方法，主要是通過在云母紙基復合材料制備的過程中，利用含納米Al₂O₃的有機硅樹脂作為膠黏劑的方法，并不直接單獨提升云母紙的性能。納米Al₂O₃使膠黏劑導熱系數提升，同時讓一部分納米Al₂O₃在云母紙基復合材料制備過程中擴散至云母紙之中，以此來提升云母紙基復合材料整體的導熱系數，但納米Al₂O₃只有在很高的濃度情況下才能表現出優異的導熱增強的能力。這是因為單純的零維α- Al₂O₃作為填料時，若導熱填料含量不足，則填料顆粒無法相互接觸，因此零維α- Al₂O₃必須與基底材料進行熱量交換，由于界面熱阻的存在降低導熱能力，只有當零維α- Al₂O₃濃度足夠大，形成相互交聯的網絡時才可以有效地傳遞熱量，但是由于Al₂O₃密度大，在有機硅樹脂中容易沉淀而分層，高濃度的Al₂O₃更是加劇這種現象，且有研究表明，樹脂中加入Al₂O₃，會加速這一絕緣材料的老化，進而縮短整個云母紙基絕緣材料的使用壽命。而且納米Al₂O₃價格昂貴，高濃度Al₂O₃直接抬升了高導熱云母紙基復合材料的整體價格。同時，由于Al₂O₃是通過有機硅樹脂擴散至云母紙內，其分布并不均勻，導致云母紙的電氣性能受到負面影響而下降。

發明內容