專利名稱：一種變壓器絕緣紙抗高溫老化助劑及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種變壓器絕緣紙抗高溫老化助劑及其制備方法和應用。
純木漿用于變壓器絕緣紙有較好的機械強度，但變壓器在投入運行以后，其中的絕緣紙處于較高溫度的環境中，纖維素鏈逐漸降解斷裂，以及由于絕緣紙浸在變壓器油中，變壓器油在高溫狀態下會分解出酸或其它化學成分破壞了絕緣紙，兩種因素使絕緣紙的機械強度大幅度下降。如何改善天然纖維紙性能，提高其耐熱性，多年來不斷有研究成果發表。US 2535960用丙烯腈改性天然纖維，在堿性催化劑作用下，生成氰乙基化纖維，使天然纖維穿上一層含氮的隔熱服，從而提高耐熱性，經氰化處理的絕緣紙使用溫度可提高20℃，缺點是丙烯腈易水解生成氰乙醇等水解產物而消耗大量丙烯腈，造成醚化效率低，且嚴重污染的廢水必須進行有效的處理。US 3102159用三聚氰胺和雙氰胺，JP7406766用三聚氰胺和聚乙烯胺來提高纖維中氮含量，從而提高熱穩定性。這種單獨使用含氮化合物來提高熱穩定性，雖然也有效果，但效果有限。
本發明的基本構思是，先在纖維分子中添加一種葡甘聚糖，通過氫鍵、離子鍵來增加纖維分子間的結合點，以提高紙張的機械強度，然后再將葡甘聚糖與一種或多種氮化合物復配，復配后的助劑再采用涂刷、浸漬、噴涂的方式添加在紙上，它通過氫鍵、離子鍵的作用，比單獨使用含氮化合物能更好地結合在纖維分子鏈間(或成紙的表面)，提供合理含量的抗熱元素氮，從而大幅度提高絕緣紙的耐熱性能。
上述助劑葡甘聚糖按絕干漿的0.1～3％添加在漿內，低于0.1％，則提高機械強度有限，高于3％，則紙的脆性增大，撕裂度反而降低.
我們發現，絕緣紙中氮的含量是一個重要因素。上述復配助劑按絕干漿的1～30％在濕部添加，使絕緣紙中的氮含量保持在1.6～3.8％，氮含量過低，則熱穩定性較低，氮含量超過3.8％，并不使熱穩定性進一步提高，隨著氮含量進一步增加，熱穩定性反而下降。
上述復配后的助劑添加的部位在紙中水分含量為20～80％(重量)的地方，太濕的部位，添加助劑后，剛成型的紙會被重新溶成紙漿，且隨水流失率高；如果在完全干燥部分添加助劑，助劑不容易結合到紙上，且要增加干燥成本。
進行抗高溫老化實驗把上述抄好的絕緣紙放在真空管中，真空管中插有銅絲以加速老化，密閉真空管，升溫至105℃真空干燥5小時以抽干水分，吸入25#變壓器油于真空管中至完全覆蓋絕緣紙，加熱至150℃，經過7天老化實驗，得到的絕緣紙經過恒溫、恒濕處理24小時后，測試出的機械性能見表1。
例2按照例1，純木漿內不添加任何助劑，用ZQJ紙樣抄取器抄成60g/m2定量的純木漿紙，預烘干至含30％(重量)水分，把1∶1重量比的三聚氰胺、聚丙烯酰胺10％固含量溶液按絕干漿的20％用涂刷的方式添加到預烘干的紙上，經老化試驗，測試出的機械性能見表1。
例3按照例1，調整復配助劑中葡甘聚糖和三聚氰胺、聚丙烯酰胺重量比分別為1∶1∶1、1∶4∶4、1∶6∶6，元素分析測試出其中的氮含量，經老化試驗，測試出的機械性能見表2。
例4按照例1，調整葡甘聚糖在純木漿內添加量分別為絕干漿的0、0.5％、4％，經老化試驗，測試出的機械性能見表3。
例5按照例1，把添加了葡甘聚糖后抄好的紙預烘干至含水分7％、30％、70％、86％(重量)，經老化試驗，測試出的機械性能見表4。
表1 本助劑和單獨含氮化合物助劑抗熱老化試驗數據對比
表2 不同氮含量絕緣紙抗熱老化試驗數據對比
表3 不同葡甘聚糖漿內添加量抗熱老化試驗數據對比
表4 不同水分含量處添加復配助劑抗熱老化試驗數據對比
注*保留率＝老化后/老化前，反映老化后機械強度保留率。
權利要求
1.一種用于變壓器絕緣紙的抗高溫老化助劑及其制備方法和應用，其特征是包括以下幾個步驟①把一種葡甘聚糖添加在純木漿內，②抄紙并干燥至一定程度，③葡甘聚糖和一種或多種含氮化合物復配，④把復配后的助劑以一定的方式添加到濕部，⑤烘干水分，得到抗高溫老化的變壓器絕緣紙。
2.根據權利要求1所述的抗高溫老化助劑，其特征是葡甘聚糖按絕干漿的0.1～3％在漿內添加。
3.根據權利要求1所述的抗高溫老化助劑，其特征是在抄紙并干燥至紙的水分含量為20％～80％(重量)時添加。
4.根據權利要求1所述的抗高溫老化助劑，其特征是含氮化合物是三聚氰胺、三聚氰二胺、雙氰胺、聚乙烯胺、聚丙烯酰胺、三乙醇胺中一種或多種。
5.根據權利要求1所述的抗高溫老化助劑，其特征是葡甘聚糖對含氮化合物的重量比為1∶4～10。
6.根據權利要求1所述的抗高溫老化助劑，其特征是復配后的助劑按絕干漿的1～30％在濕部添加。
7.根據權利要求1所述的抗高溫老化助劑，其特征是復配后的助劑采用噴涂、浸漬或涂刷的方式添加到紙上。
全文摘要
一種用于變壓器絕緣紙的抗高溫老化助劑及其制備方法和應用。先把一種葡甘聚糖添加在純木漿內，抄紙后干燥至一定程度，葡甘聚糖再和一種或多種含氮化合物復配，以一定方式添加在濕部，最后干燥。照此抄出的絕緣紙抗高溫老化性能優良，且不污染變壓器油，不影響絕緣性能。
文檔編號D21H27/12GK1399034SQ011086
公開日2003年2月26日 申請日期2001年7月25日 優先權日2001年7月25日
發明者姚潔, 余壽明, 王公應, 周萬維 申請人:中國科學院成都有機化學研究所