一種間位芳綸纖維云母紙及其制備方法
【專利說明】一種間位芳綸纖維云母紙及其制備方法 【技術領域】
[0001] 本發明屬于造紙工業和絕緣工業交叉領域，具體涉及一種間位芳綸纖維云母紙及 其制備方法。 【【背景技術】】
[0002] 云母紙是以細小云母片為主要原料經現代造紙濕法抄造制備而得的紙基絕緣材 料，具備無毒、無味、抗腐蝕、耐老化以及優異的絕緣性能和高溫穩定性，是國際上最理想的 耐高溫絕緣材料。云母紙的成形主要是依靠云母片間的范德華力和靜電作用力，因而導致 成紙的機械強度較小，難以滿足使用要求且生產效率低。
[0003] 為了提高云母紙的使用性能，專家學者采用了不同的補強材料和方式進行云母紙 的增強，其中芳綸纖維補強云母紙是高品質復合云母紙絕緣發展的重要方向。專利《纖維云 母紙及其生產方法》，公開號:CN102760513A，公開日期:2012.10.31，采用6~15 %的芳綸纖 維1313、85~94 %的云母為原料，通過圓網紙機制備出具有更高的介電強度的云母紙;專利 《一種芳綸短切纖維增強化學法制漿粉云母紙的方法》，公開號CN101748648A，公開日期： 2010.06.23,采用3~15%短切纖維增強云母紙，其云母采用化學煅燒制漿，其云母紙強度 得到提高;專利《一種芳綸沉析纖維增強再生云母紙的方法》，公開號CN101748647A，公開日 期：2010.06.23,采用2~20%沉析纖維與經水力制漿的云母為原料，增強了云母紙機械性 能，提尚了生廣效率。
[0004] 上述的專利介紹了采用間位芳綸纖維增強云母紙的方法，在一定程度上提高了芳 綸紙的機械性能或介電強度，然而，間位芳綸纖維表面光滑且惰性較高，與云母的結合較 差，單純采用短切纖維增強云母紙，成紙的勻度差、結合強度低、表面易于掉毛掉粉;單純采 用沉析纖維增強云母紙，成紙的結合強度改善，但撕裂強度極低，均難以滿足高端領域的使 用要求。隨著大型電機向小型化方向發展，特別是風電、核電、高鐵牽引電機等設備都要求 電機體積小、絕緣強度高、使用壽命長、安全可靠，因此對云母紙的性能也提出了更高的要 求，急需機械性能和介電強度更優異的高品質云母紙。 【
【發明內容】
】
[0005] 本發明的目的在于克服現有技術中存在的問題，提供一種間位芳綸纖維云母紙及 其制備方法，采用間位芳綸纖維和云母片為原料，所制得的間位芳綸纖維云母紙機械性能 和介電強度性能優異。
[0006] 為了達到上述目的，本發明制備方法采用如下技術方案：
[0007] 包括以下步驟：
[0008] (1)取云母片配制成質量濃度為1~6%的云母片漿料；
[0009] (2)將間位芳綸短切纖維分散在水中，再加入相對原料絕干總質量0.3~0.8%的 聚氧化乙烯溶液后疏解分散均勻，得到質量濃度為0.01~0.05%的間位芳綸短切纖維漿 料；
[0010] (3)對間位芳綸沉析纖維進行打漿，然后配制成質量濃度為0.1~0.5%的間位芳 綸沉析纖維漿料；
[0011] (4)將云母片漿料、間位芳綸短切纖維漿料和間位芳綸沉析纖維漿料混合分散均 勻，其中按照質量百分比計，云母片為60~80%，間位芳綸沉析纖維和間位芳綸短切纖維的 質量比為(4~2): 1且共計20~40%;然后送入紙機流送系統，在紙機流送系統的配料箱中 加入相對原料絕干總質量0.01~0.1%的陽離子聚丙烯酰胺溶液，混合均勻得到紙漿； [0012] (5)紙漿經濕法抄造成形，干燥后經熱壓得到間位芳綸纖維云母復合紙；
[0013] 其中，以步驟(4)中的間位芳綸短切纖維、間位芳綸沉析纖維和云母片共計100% 為原料絕干總質量基準。
[0014]進一步地，步驟（1)中云母片經過超聲波剝離再配制成云母片漿料，超聲波剝離的 功率為800~3000W，時間為1~1 Oh。
[0015]進一步地，步驟(2)中聚氧化乙烯溶液的質量濃度為0.03~0.08%。
[0016]進一步地，步驟(3)中間位芳綸沉析纖維的打漿度為45~65° SR。
[0017] 進一步地，步驟(5)中采用斜網紙機或側流溢漿式圓網紙機進行濕法抄造成形，且 上網濃度為0.005~0.08%。
[0018] 進一步地，步驟(5)中采用三輥式熱壓機進行熱壓，且熱壓工藝條件為:溫度為280 °C~380°C，線壓力為120~300kN/m，輥速為2 · 0~5 · Om/min，熱壓次數為1~2次。
[0019]本發明間位芳綸纖維云母紙的技術方案是：按質量百分比計，包括20~40%的間 位芳綸纖維，60~80%的云母片，其中，間位芳綸纖維由質量比為(4~2) :1的間位芳綸沉析 纖維和間位芳綸短切纖維組成。
[0020]進一步地，間位芳纟侖沉析纖維的長度分布為35~140目。
[0021 ] 進一步地，間位芳綸短切纖維的長度為4~12_，纖度為2D。
[0022] 進一步地，云母片的粒級配比為$20目：20~40目：^40目=(1~3):(4~6):3。
[0023] 與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：
[0024] 本發明采用間位芳綸短切纖維作為骨架材料，起到主要的增強作用；采用固定長 度分布范圍的間位芳綸沉析纖維作為粘結材料，熱壓過程中本體產生熔融變形，將云母片 和間位芳綸短切纖維牢牢鑲嵌在其中，從而提高云母紙的機械強度和介電強度。本發明方 法解決了云母紙勻度差、強度低的問題，并有效提高了成紙的機械性能和介電強度，為機電 領域提供了高品質新型絕緣材料，具有重大的市場前景和現實意義。
[0025] 進一步地，本發明通過超聲波剝離云母片，并對其進行粒級配比，利于獲得良好分 散的云母漿料。
[0026]本發明制備的芳綸纖維云母紙綜合了間位芳綸纖維和云母片兩種材料的優異特 性，定量低、厚度小，孔隙率小，具備優異的抗張強度、撕裂強度和介電擊穿強度，其中，本發 明制備的芳綸纖維云母紙抗張強度可達33.4N/cm，撕裂強度可達1.5N，介電強度可達 24.5kV/mm〇 【【附圖說明】】
[0027]圖1是本發明的工藝流程圖。 【【具體實施方式】】
[0028]下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。
[0029]本發明提供了間位芳綸纖維云母紙其原料按照如下質量比例組成：間位芳綸纖維 20~40%，其中間位芳綸纖維由間位芳綸短切纖維：間位芳綸沉析纖維的質量比=(4~2): 1組成；云母片60~80%，其中$20目：20~40目：^40目粒級配比=(1~3): (4~6): 3。
[0030] 其中，間位芳綸短切纖維的長度為4~12mm，間位芳綸沉析纖維的長度分布為35~ 140目，白云母片厚度S 1.6mm。
[0031] 參見圖1，本發明云母紙的制備方法，包括以下步驟：
[0032] (1)云母片漿料的制備：風選白云母碎片或絹云母碎片，去除不適抄造的風干云 母、水銹云母、斑污云母及木肩等雜質，經壓力篩進一步除去細小泥沙等雜質，再采用超聲 波處理將云母片剝離成云母片，超聲波處理條件為：功率為800~3000W，時間為1~10h;然 后通過篩分儀對云母片進行粒徑分級，按照S 20目：20~40目：^ 40目粒級配比=(1~3): (4~6): 3的比例進行組合，并配制成質量濃度1~6 %的云母片楽;料；
[0033] (2)間位芳綸短切纖維的分散:將長度為4~12cm，纖度為2D的間位芳綸短切纖維 分散在去離子水中，加入質量濃度為〇. 03~0.08%的聚氧化乙烯溶液后，采用槽式打漿機 充分疏解分散均勻，得到間位芳綸短切纖維漿料，質量濃度為0.01~0.05%，其中聚氧化乙 烯溶液的用量為相對原料絕干總質量〇.3~0.8% ;
[0034] (3)間位芳綸沉析纖維的打漿:采用盤磨機或槽式打漿機對間位芳綸沉析纖維進 行打漿，打漿度為45~65° SR，配制成質量濃度0.1~0.5%的間位芳綸沉析纖維漿料；
[0035] (4)將云母片漿料、間位芳綸短切纖維漿料和間位芳綸沉析纖維漿料按照固定質 量比例混合分散均勻，固定質量比例是按質量百分數計，云母片為60~80 %，間位芳綸沉析 纖維和間位芳綸短切纖維質量比為(4~2): 1且共計20~40%;然后送入紙機流送系統，