[發(fā)明專利]一種基于無紡工藝的聚酰亞胺絕緣紙的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110664548.6 | 申請日： | 2021-06-16 |
| 公開（公告）號： | CN113493962B | 公開（公告）日： | 2023-02-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張笑瑞;孫雪;施佳昊;翁凌;池名赫;于楊 | 申請（專利權(quán)）人： | 哈爾濱理工大學(xué) |
| 主分類號： | D04H1/728 | 分類號： | D04H1/728;D04H1/4326;D01D5/00 |
| 代理公司： | 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211 | 代理人： | 王芳 |
| 地址： | 150080 黑龍*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 工藝 聚酰亞胺 絕緣紙 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種基于無紡工藝的聚酰亞胺絕緣紙的制備方法，屬于聚酰亞胺絕緣紙材料制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明使用聚酰亞胺作為基體，先通過原位法合成聚酰胺酸，在合成過程中通過原位摻雜法摻雜無機納米粉體，最后通過靜電紡絲技術(shù)制成帶有多孔結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維膜。本發(fā)明提供的方法制備的聚酰亞胺纖維膜具有良好纖維孔狀結(jié)構(gòu)，能夠使變壓器油成功浸入，從而形成油紙絕緣體系，同時無機納米粉體的摻雜還將其擊穿場強相比于現(xiàn)有耐熱絕緣紙?zhí)岣吡?0％?20％，介電常數(shù)和介電損耗都有所降低。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種基于無紡工藝的聚酰亞胺絕緣紙的制備方法，屬于聚酰亞胺絕緣紙材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
油-紙絕緣結(jié)構(gòu)是大型電力變壓器常用的絕緣結(jié)構(gòu)，絕緣紙要求具有優(yōu)異的絕緣性能和熱性能，同時又能夠讓變壓器油透過，以便通過油冷循環(huán)的方法降低設(shè)備使用溫度，同時絕緣紙也是一種重要的電機槽絕緣用絕緣材料，隨著變壓器、電機等設(shè)備的耐熱等級提升，耐熱絕緣紙的性能要求越來越高。
聚酰亞胺是一種新型的特種工程塑料，具有高強度，高模量，熱穩(wěn)定性好，耐輻射等優(yōu)點。在聚酰亞胺中摻入納米無機粉體，能夠和聚酰亞胺形成有序的有機-無機-有機三相結(jié)構(gòu)，能夠使聚合物分子連接的更加緊密從而使空間電荷在分子間移動，減少陷阱捕獲電荷的可能性；也可以避免內(nèi)部空間自由充電的聚集，使內(nèi)部電場均勻，從而提高聚合物的擊穿場強。使無機粉體均勻分散在聚酰亞胺中，通過靜電紡絲工藝形成纖維結(jié)構(gòu)，經(jīng)熱亞胺化后可以成功構(gòu)造多孔纖維結(jié)構(gòu)PI絕緣紙，可以應(yīng)用于電機和變壓器結(jié)構(gòu)中。
目前PI絕緣紙生產(chǎn)主要采用兩種工藝分別為：抄紙法制備PI絕緣紙和沉析纖維法制備PI絕緣紙，這兩中方法制備PI絕緣紙都存在成本過高或引入其他低耐熱等級物質(zhì)的問題。因此，提供一種高性能的聚酰亞胺絕緣紙的制備方法是十分必要的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種基于無紡工藝的聚酰亞胺絕緣紙的制備方法，制備具有良好絕緣性和耐高溫特點的絕緣紙。
本發(fā)明的技術(shù)方案：
一種基于無紡工藝的聚酰亞胺絕緣紙的制備方法，該方法包括以下步驟：
步驟1，將無機填料加入到N,N-二甲基乙酰胺溶劑中，在4000rad/min條件下高速分散，分散均與后加入4,4-二氨基二苯醚，在1000rad/min條件下高速分散0.5h完全溶解后，按照工藝a分批加入均苯四甲酸二酐進行反應(yīng)，反應(yīng)完成后降溫至-5～-15℃，加入脫水劑，繼續(xù)攪拌直至旋轉(zhuǎn)粘度為2.4×105～3.2×105mPas，獲得聚酰胺酸膠液；
步驟2，將步驟1獲得的膠液通過輥筒電極按照工藝c進行單元紡絲，紡絲接收端匯集不同單元紡絲薄紙，通過鋼輥固定間距的擠壓和施加的壓力P調(diào)節(jié)紡絲薄紙厚度和面密度，獲得纖維膜；
步驟3，對步驟2獲得的纖維膜進行亞胺化處理，獲得絕緣紙或絕緣紙板。
進一步限定，步驟1中無機填料為粒徑為20～30nm的Al2O3、粒徑為7～40nm的SiO2、平均直徑為10～80μm厚度為10～30nm的納米云母片、粒徑為40～60nm的Si3N4、粒徑為50～80nm的SiC、粒徑為40～80nm的ZnO、粒徑為8～100nm的AlN、粒徑為50～80nm的BN中的一種或兩種以上以任意比例混合。
進一步限定，步驟1中無機填料為聚酰胺酸樹脂質(zhì)量的3～6％。
進一步限定，步驟1中4,4-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐的摩爾比為1：(0.8～1.2)，N,N-二甲基乙酰胺的的摩爾質(zhì)量與4,4-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐總摩爾質(zhì)量比為0.85:0.15。
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