[發明專利]一種高導熱高強度云母紙及其生產方法

在審

• 申請號: 202011400723.2
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112553947A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 李俊;李新輝;馮清華;潘斌海;朱淼
• 申請（專利權）人: 通城縣云水云母科技有限公司
• 主分類號: D21H13/46
• 分類號: D21H13/46;D21H17/68;D21H27/00;D21F1/04
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 鄧佳

本發明提供了一種高導熱高強度云母紙及其生產方法，涉及絕緣復合材料技術領域。本發明提供的高導熱高強度云母紙包括納米纖維和云母鱗片；所述云母鱗片相互疊加成紙，所述納米纖維為氮化硼納米纖維、Al₂O₃納米纖維、氮化鋁納米纖維中任意一種或多種混合而成，納米纖維鑲嵌在云母紙空隙，貫穿云母紙。本發明提供的納米纖維云母紙具有較高的導熱能力和力學性能、優良的絕緣和阻燃性，能夠代替目前絕緣市場上的導熱云母紙和云母帶。本發明提供了納米纖維云母紙的生產方法，該方法簡單，具有優異的可操作性。

技術領域

本發明涉及絕緣復合材料技術領域，特別涉及一種高導熱高強度云母紙及其生產方法。

背景技術

近年來，隨著電容器和電力傳輸設備的高速發展，在極端條件下具有優異絕緣性能和力學性能的材料備受關注。目前，最廣泛使用的用于電機絕緣的材料是云母紙基材料，這是因為云母自身具有優良的電氣性能、耐高溫，且來源廣，適合作為絕緣無機材料的主體，例如白云母介電強度為133-407kV/mm,最高能在700-900℃中使用。但用云母制成的絕緣紙機械強度太低，無法直接用于電氣絕緣，這就需要額外使用膠黏劑粘結補強材料成為云母帶；另一方面現有的云母紙在高壓電機的應用上由于導熱系數不高，導致絕緣材料的耐電性能、機械強度、使用壽命降低，以及絕緣件容易松動，因此，云母紙及其絕緣材料的強度和導熱能力尤其受到關注。

芳綸纖維等可用于增強云母紙，能提高紙的力學性能，同時保證了紙的電氣性能(CN 105544285 B)，但是，這并不能同時提高材料的導熱能力。現有技術中，大多采用高導熱無機粉體或片狀物添加到膠黏劑中(CN 103757977 A，CN 106626626 A，)，這類制備方法可以一定程度上提高絕緣材料的導熱系數，但大量的填料顆粒彼此離散，不能形成有效的熱量通路，此時導熱率非常低(如圖2所示)，當導熱填料的量達到一定程度時，無機粉體又會顯著提高硅樹脂的粘度，使紙加工困難，且無機粉體的添加會影響材料的整體強度。還有技術采用導熱纖維層與云母紙層復合加工形成導熱絕緣材料(CN 105835482 A)，這并不能解決不能形成有效的熱量通路問題。另外，采用導熱能力更強的六方BN，BN晶須，少量納米α-Al₂O₃，由多維度高導熱填料形成了以二維六方BN為平臺，一維BN晶須為樓梯，零維α-Al₂O₃填充縫隙的立體的導熱通道(CN 110258171 A)。而立體的導熱網絡，由于其具有連續性的結構不需要通過云母，有機硅樹脂完成熱量傳遞，降低了界面熱阻對導熱能力的負面影響，同時由于連續的結構，對于聲子的散射能力下降，進一步提高導熱效率。雖然該方法解決了熱量通道的問題，但結構復雜，且二維六方BN、一維BN、零維α-Al₂O₃的加入顯然會影響紙頁的強度。

發明內容

為了克服現有技術中導熱填料彼此離散、導熱層與云母紙層分離等不能形成有效的熱量通路，高導熱填料添加造成紙的強度較低及紙加工困難，普通熱量通道又使紙頁結構復雜且降低紙頁強度等缺點，本發明提供了一種納米纖維與云母復合抄造的高導熱高強度云母紙及其生產方法，納米纖維在云母紙中起到熱量通路(如圖1所示)和增強的雙重作用，該生產方法簡單，條件易于控制，不會對后續紙加工有影響。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種高導熱高強度云母紙，包括納米纖維和云母鱗片，所述云母鱗片呈片狀且相互疊加形成云母紙，所述納米纖維鑲嵌在云母紙空隙且貫穿云母紙。

優選的是，所述納米纖維為氮化硼納米纖維、Al₂O₃納米纖維、氮化鋁納米纖維中任意一種或多種混合而成。

優選的是，所述納米纖維的直徑為50-1000nm、長度為0.1-4mm。

優選的是，所述云母鱗片包括白云母、金云母、氟金云母和合成云母中的一種或幾種。

高導熱高強度云母紙的生產方法，包括以下步驟：