电绝缘纸的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电绝缘纸，该电绝缘纸具有大于40kV/mm的介电强度，包含20wt％至99wt％的纤维素和1wt％至80wt％的矿物填料。本发明的特征在于该矿物填料具有至少一种层状硅酸盐组分，优选滑石和/或云母。此外，本发明还涵盖用于生产该电绝缘纸的方法，以及该电绝缘纸的用途。
【专利说明】电绝缘纸
[0001] 本发明涉及一种电绝缘纸，该电绝缘纸可以按简单且成本有效的方式进行制造， 具有改进的电气强度，即介电强度，即电阻和改进的介电性能，即阻抗和/或介电常数；本 发明进一步涉及一种用于它的制造的方法以及装备有这种绝缘材料的线缆、变压器、电容 器、和/或电器设备的其他物件。
[0002] 具有一定比例的疏水填料如例如云母或滑石的纸，与相同类型的未填充的纸相 t匕，具有增加的介电强度以及较低电损耗因数（tan δ )。
[0003] 基于纤维素的纸长期以来已被确立为用于高电压工程领域中的应用的一种电绝 缘材料。此种纸的克重通常在70-120g/m 2的范围内并且密度是在0. 6g/m2与I. 2g/m2之间， 其中这些高密度一般是在压力负载的辊之间的致密化（压延过程）的结果。作为一种具有 高水平的柔性和非常良好的机械和电特性的廉价的材料，纸继续在电绝缘领域中发挥重要 作用。应用扩展至所有类型的变压器、线缆和电容器，特别是充油的变压器、线缆和电容器。
[0004] 近年来电功耗的快速增长已经产生了对于通过更高的工作电压而增加的输电容 量的需要。当输电电压增加时，电击穿强度和介电损耗变得越来越是一个限制因素。因此， 存在找到尽可能廉价的、增加绝缘材料的介电强度并且减少绝缘材料的介电损耗因数的材 料的日益增长的必要性。在此，所寻求的高电击穿强度被要求耐受高电势梯度，并且因此允 许所讨论的应用所要求的径向尺寸。
[0005] 介电损耗因数（tan δ )是在评估一种绝缘介质时的一个重要参数。该损耗因数的 水平是温度、电频率和电压的函数，并且当电介质用于交流电场中时是重要的。介电损耗因 数（tan δ)被定义为有功功率与无功功率的比例，并且因此是被吸收到交流电场中的绝缘 材料内的并且转化为热损失的能量级别的一个度量。因此所希望的是保持tan δ尽可能 低。
[0006] 除了所引用的电特性之外，所寻求的材料为了加工的利益起见必须具有某一最小 机械强度，并且为了用一种电绝缘浸渍剂（例如油）进行浸渍的目的，必须具有尽可能高的 渗透性以便允许通过用于绝缘的浸渍剂的快速渗透。
[0007] 还必须优选是这种情况：用于线缆绝缘的纸具有使得它们能够按技术上实用的方 式卷绕在导体周围的机械特性。
[0008] 根据现有技术，基于纤维素的此种纸常常是未填充的并且优选从一种纯牛皮纸浆 来制造。在此，为了延长纸的使用寿命的目的，碱性化合物可以作为一种缓冲剂被结合，为 了吸收可能产生的任何酸的目的。此外，为了增加机械强度参数的目的，可以包括树脂或合 成纤维。
[0009] 为了电绝缘物能够耐受更高的电势梯度，一种可能的方案还可以是使用非常薄的 纸，由于在其他特性保持恒定的同时通过减少它们的厚度，增加了击穿强度，即介电强度。 然而，在此方面，与绝缘纸的强度相关的机械特性将受到损害，这进而将损害卷绕过程的工 业可行性，这样使得就其本身而言这并没有呈现一种实用的解决方案。
[0010] DE 4314620Α1和ΕΡ0623936描述了一种耐热的电绝缘纸，该电绝缘纸可以简单地 并且成本有效地进行制造，并且是基于塑性树脂纤维和充当这些纤维的粘合剂的聚合物原 纤维。已经使用至今的绝缘材料是例如树脂浸渍的玻璃毡和玻璃织物、层状结构的纸浆的 特殊共混物、聚酯或聚酰胺的膜，以及类似于由芳香族聚酰胺制成的纸的产品。虽然这些绝 缘材料一般展现良好的电特性、以及通常还有良好的机械特性，它们的制造是更加成本密 集的，这样使得电力机械变得昂贵得多。这些纸中的一些是非常脆的并且断裂，特别当经受 压曲负载时。由芳香族聚酰胺制成的纸显示了尤其良好的耐热性，但它们的机械特性，特别 是它们的从变形的高弹性复原程度在加工过程中是有害的。对持续阴燃的耐受性还有待改 进。因此，DE 4314620A1和EP0623936所基于的目的是提供具有良好的机械和电特性、并 且耐热的电绝缘材料。然而，这些材料是相当昂贵的并且不是基于可再生原料。
[0011] 在现有技术中，这个目的是通过在聚合物原纤维、塑性树脂粉末和矿物填料的存 在下使用按重量计15%至95%的塑性树脂纤维来实现的。然而，相比于本发明的方法和用 本发明方法制造的产品，尤其不使用纸浆或其他可再生纤维原料。
[0012] 本发明的目的是至少部分克服现有技术中的已知缺点，并且具体地提供一种纸， 该纸可以廉价地制造并且同时具有高介电强度以及还有低介电损耗因数和对油的良好渗 透性。相比于由塑性树脂纤维制成的电绝缘纸，待使用的所述纸主要由可再生原料制成，无 需使用基于石油的纤维材料，并且方法和产品与现有技术相比具有增加的成本有效性。
[0013] 本发明的这个目的是通过根据权利要求1所述的一种电绝缘纸来实现的。该电绝 缘纸的优选构型是从属权利要求的主题。该目的还通过一种用于制造该电绝缘纸的方法和 该电绝缘纸的用途来实现。
[0014] 本发明的电绝缘纸具有大于40kV/mm、优选大于60kV/mm、并且特别是大于80kV/ mm的电击穿强度，其中这是通过以下实现的：本发明的纸具有按重量计20%至99%的纤维 素、和按重量计1%至80%的矿物填料，其中该矿物填料具有至少一种层状硅酸盐，该层状 硅酸盐优选包含滑石和/或云母。
[0015] 根据一个特别优选实施方式，纤维素的比例处于按重量计30%至80%的范围内、 优选按重量计45 %至70 %、并且特别是按重量计约65 %。此外，矿物填料的比例优选处于 按重量计3 %至65 %的范围内、优选按重量计5 %至45 %、并且特别是按重量计约30 %。
[0016] 本发明电绝缘纸的矿物填料中的滑石比例处于1 %与100%之间、优选25%与 75 %之间、特别是35 %与60 %之间、并且特别优选50 %以上。滑石是一种疏水性矿物，凭借 它的化学和热稳定性和它的层状形态具有许多应用。滑石可以被视为一种无机聚合物，由 两种"单体"结构构成，即四面体的硅酸盐层、和八面体的网络层（水镁石型）。在外部，这 通过一个连续的硅酸盐层在两侧被覆盖。滑石可以包含不同量的社会上接受的矿物；这些 矿物主要是绿泥石（含水的硅酸铝和硅酸镁）、菱镁矿（碳酸镁）、方解石（碳酸钙）和白 云石（碳酸钙和碳酸镁）。由于它的低损耗因数、良好的介电特性、高导热率和低导电率、以 及相当高水平的保油性、以及同时与相对化学惰性组合的低保水性倾向，滑石特别好地适 合成为一种本发明的填料。
[0017] 除了滑石之外，该矿物填料还可以具有云母作为组分，该云母的比例是优选在1% 与80%之间、特别是在10%与50%之间、并且特别优选是大于20%。还在本发明的背景下 唯一地使用云母作为该矿物填料。云母是一种具有高电阻的清澈、透明的材料（硅酸铝）。 它耐受550°C的恒定工作温度并且具有约1250°C的熔点。此外，云母耐受几乎所有介质，如 例如碱、化学制品、气体、油和酸。云母是由一组单斜晶矿物组成的，即假六方复合硅酸盐， 该组单斜晶矿物的突出之处在于具有完美的基底解理能力。它们可以非常容易地分裂为薄 的、柔性的和弹性的薄片（BUittchen)。根据本发明，云母应理解为包括真云母、脆云母、和 缺乏中间层阳离子的云母。白云母和金云母也具有特别的重要性。
[0018] 这些矿物填料，特别地还有待使用的层状硅酸盐，优选具有0. 5至400 μ m、并特别 是1至200 μ m的平均粒径分布，和/或具有0. 01至100 μ m、并且特别是0. 1至50 μ m的平 均厚度的薄片。
[0019] 以高填料含量添加填料可能导致由于较低的纤维-纤维相互作用造成的纸的 机械强度参数的降低。为了应对这种效应，有可能添加按重量计0.1% -10%、按重量计 2% -8%、并且特别优选地按重量计约4%的比例的天然或改性的淀粉，或还有其他多糖， 如例如天然或改性的瓜尔胶。在某些情况下此类多糖还可以彼此组合进行使用。
[0020] 根据一个特别优选的实施方式，改性的或未改性的瓜尔胶的比例可以处于按重量 计0. 1%与5%之间、特别是按重量计2%与4%之间、并且特别是按重量计约2.5%。此外， 有机粘合剂可以组合地或单独地进行使用，其比例可以处于按重量计〇. 1%与20%之间、 特别地按重量计3%与12%之间、并且优选地按重量计约5%至8%。在一个另外优选的实 施方式中，一种湿增强剂可以按重量计〇. 1%与20%之间、特别是按重量计1%至14%、并 且特别地按重量计约5%至8%的比例，作为一种另外的添加剂组合地或单独地被添加到 本发明的电绝缘纸中。以按重量计0.01%至5%、特别地按重量计0. 1%至3%、并且优选 地约0. 5 %的比例，组合地或单独地添加一种疏水剂也处于本发明的背景下。此外，一种含 氮的碱性化合物可以按重量计0. 01%与5%之间、特别是按重量计0. 1%至3%、并且特别 地按重量计约0. 5%的比例，组合地或单独地被添加到本发明的电绝缘纸中。
[0021] 进一步的改进可以通过添加具有结合或共结合能力的聚合物来提供，如例如添加 按重量计0. 1 %至10%、特别地按重量计1 %至6%的聚乙烯醇（PVA)。
[0022] 本发明制造的纸具有优异的机械强度并且可以暴露于高压设备中出现的高电压。 在此，该绝缘纸中的损耗因数在各方面均匀减少，并且该纸可以按毫无问题的方式并且在 经济规模上、甚至比无填料的可比较的纸更廉价地进行制造，因为昂贵的纸浆纤维被更廉 价的天然存在的纤维代替。因此，本发明的电绝缘纸的介电强度（根据DIN 53481测量的） 是大于40kV/mm、优选大于60kV/mm、并且特别是大于80kV/mm，和/或在热水提取物中的导 电率（根据TAPPI标准T 252测量的）是小于5mS/m、优选小于3mS/m、并且特别是小于ImS/ m。而且根据TAPPI标准T 252的热水提取物中的导电率53481是优选小于5mS/m、特别是 3mS/m、并且特别是小于lmS/m。
[0023] 现今使用的所有纸浆和多糖可以用作初始材料。在此，由于更高的可比较的机械 强度和电击穿强度，牛皮纸浆是优选的。在此，一方面原纤化程度出于绝缘效果的原因应 尽可能高，也就是说该纤维材料应该以具有优选地40° SR至80° SR的肖伯尔-瑞格勒 (Schopper-Riegler)值的精细研磨状态存在。另一方面，精细研磨的纸楽形成具有绝缘所 要求的更小的油渗透速率的更致密的纸，这样使得对于实际经济生产的目的，油进入纸的 渗透速率太慢。出于这个原因，本领域的普通技术人员将把以上方面考虑在内，调整纸浆研 磨水平，并且如果可能将稳定在20° SR至60° SR的范围内、优选25° SR至40° SR。
[0024] 所用的纸浆也可以，如果需要的话，用其他塑性纤维代替，以便增加终产品的机械 强度，或以便出于市场或产品安全性的原因而使终产品具有特征。
[0025] 精细研磨的固体可以用作在制造工艺的过程中不可溶的填料。在此，层状硅酸盐 如例如云母或滑石是优选的，具有例如就相对于水的接触角而言测量的尽可能高的疏水特 性。随着增大疏水特性，在最终纸中的水存储变得更困难，并且其结果是将低至优选小于 1%的非常低的含水量的纸干燥变得更容易。在最终绝缘纸中的较高含水量的情况下，介电 强度受到损害并且当绝缘纸使用时的老化过程被加速。
[0026] 层状硅酸盐，特别是具有两个或三个层的硅酸盐，具体地是矿物材料如云母、滑 石、蛇纹石和黏土矿物如蛭石、白云母（一种三层硅酸盐）（KAl 2[(OH)2IAISi3O1Jh高岭石 (一种两层硅酸盐）（AU(OH) 8ISi4O1J)、金云母、或人造层状硅酸盐如例如Na2Si 205。
[0027] 所添加的淀粉可以作为胶凝化的或未胶凝化的淀粉以未化学改性的形式来使用。 然而，化学改性的淀粉、水解或氧化或酶促的淀粉、或通过物理效应降解的淀粉也可以在此 得到应用。这些淀粉还可以疏水地或离子地改性的形式存在。在离子地改性的淀粉的情况 下，低取代水平是优选的，由于否则结果可能是介电损耗因数的恶化。
[0028] 其他半纤维素或多糖，如例如天然或改性的瓜尔胶，可以为了增加强度的目的被 添加到淀粉中，或者可以在某些情况下完全取代后者。这些也可以疏水地或离子地改性的 形式存在，并且在此同样一个低的平均取代水平是优选的，按与淀粉类似的方式。
[0029] 电绝缘特性的进一步改进可以随着添加具有结合或共结合能力的聚合物而发生。 除了在纸的制造和/或精加工中的已知技术的有机聚合物粘合剂体系和/或胶乳，添加按 重量计0. 1%至5% (参照最终干燥的终产品）的聚乙烯醇（PVA)是优选的。在此，聚乙烯 醇可以作为均聚物或共聚物以完全水解的形式、并且还以部分水解的形式两者存在，具有 不同的聚合水平和链长（支链的或无支链的）。已知聚乙烯醇的溶解行为很大程度上取决 于它们的结构和支化度两者、取决于分子量、以及还取决于水解度。在此具有特别重要性的 是溶解温度、搅拌速度和持续时间、以及搅拌釜的几何设计、搅拌器、以及可能存在的任何 流阻。本领域的普通技术人员将使他的程序适应于所讨论的特定产品。
[0030] 为了增加本发明的电绝缘纸的疏水特性并且因此为了增加用绝缘油的润湿速率， 一种施胶剂可以在制造过程中，或者，如必要时，在一个单独步骤中，添加到纸中。为此目 的，在这个方面中已知技术现有的产品，如具有不同链长的烷基烯酮二聚体（AKD)，是特别 适合的。然而，为此目的烯基琥珀酸酐（ASA)以及还有例如石蜡也可以得到应用。
[0031] 电绝缘纸的强度增加还可以通过添加湿增强剂来实现，这些湿增强剂为如例如三 聚氰胺-或脲-甲醛树脂、酰胺基胺-或聚酰胺-表氯醇树脂、或还有基于半缩醛-和乙缩 醛化合物（如乙二醛）的湿增强剂。
[0032] 为了改进本发明的纸的长期稳定性，特别地含氮的碱性化合物也还可以被添加到 纸中作为一种缓冲剂以及为了结合可能产生的任何酸性降解产物的目的。在此，含氮化合 物，如例如，二氰胺、含三聚氰胺的化合物、含尿素的化合物、或还有含氨基基团的聚合物或 聚酰胺是优选的。
[0033] 为了获得高电梯度，一种可能的方案可在于利用以下特性，根据该特性电击穿强 度与它的孔隙率成比例改变。然而，在它的实际应用中，这种方案也具有它的限制，因为在 加工过程中的纸必须总体上被绝缘油完全渗透。除了损耗因数的问题之外，具有显著更高 的不渗透性的纸不能被完全浸渍，如果在应用中它按一种的方式、并且如果有必要的话多 次被卷绕。本发明的产品具有与未填充的绝缘纸相比显著更高的孔隙率和相对于亲油流体 的显著增加的渗透速率。
[0034] 绝缘纸分为很多类型和品质，包括线圈绝缘纸、丝绸电容器纸、高电压电容器纸、 线缆绝缘纸、极高电压线缆绝缘纸、以及类似物。所有这些类型的纸可以根据本发明进行处 理以便增加介电强度并且减少损耗因数以及还有老化过程。
[0035] 本发明的电绝缘纸根据纸行业中通用的方法来进行制造。在一个优选的实施方式 中，将纤维状或粉末状的初始材料形成为一种在水中的浆料并且用优选按重量计〇. 1%至 10 %的固含量制造一种悬浮液。这个过程发生在通用的纸制造方法中，具有从4至10的范 围的pH、优选具有7至9的pH。将由此获得的这种悬浮液施用到常规造纸机上，例如长网 造纸机、或圆形筛分机、或夹网成形机（Gap-formermaschinen)，其中将它分布在一个平面 区域上并且大部分水通过压缩和干燥被排出并且去除。
[0036] 纸纤维通过原纤维保持在一起，这样使得产生的原纸维持足够的初始湿强度。如 果必要的话，该纸的强度可以进一步通过强度增强添加剂来增加，如天然或改性的淀粉、天 然或有机的粘合剂、以及还有聚乙烯醇。然后将这种原纸在100°c与180°C之间、优选在 80°C与180°C之间的温度下干燥，例如通过使它穿过加热的圆筒。在升高的温度下，然后必 要时在压力下将它平滑化并且致密化。这可以在常规的平滑辊和/或轧机上进行，其中施 加相对高的压力到纸上。在这种平滑化或压缩过程中的温度根据本发明处于80°C或KKTC 以上、优选160°C或180°C以上的范围内。该纸还可以通过随后用树脂例如环氧树脂、甲醛 树脂、聚酯树脂、硅树脂、苯酚树脂、或丙烯酸酯树脂，或用聚酰亚胺类进行浸渍，或在某些 情况下通过用基于例如烷基酚类、酰亚胺类或硅树脂的漆进行浸渍来进一步加强。复合材 料也可以通过将电绝缘纸与膜，例如与聚乙烯膜、聚丙烯膜、或聚酰胺膜进行层压来制造。
[0037] 如果就产品需求来说是有利的，本发明的纸可以借助于一个致密化和平滑化过程 (压延）在制造过程的下游进一步进行处理。这可以导致击穿电阻上的进一步改进。
[0038] 除了产品和它的制造方法之外，本发明还包括本发明的电绝缘纸用于部件或承载 电流的产品的电绝缘的用途，例如，印刷电路板，电池和电容器，线缆、特别是具有一种涂覆 的和浸渍的电介质的线缆，其中，例如，该绝缘层按一种重叠的和/或螺旋方式被卷绕，变 压器，特别地干式或充油型的变压器，这些的组合，以及类似物。
[0039] 在下文中本发明借助于各种实例进行描述，其中应该指出本发明不限于这些实 例，相反地如由本领域的普通技术人员从本文件中获得的修改和补充也确定本发明的范 围。
[0040] 在此：
[0041] 表1示出了各种纸浆纤维和材料组成对电击穿强度和机械强度参数的影响；
[0042] 表2示出了现有技术的纸与本发明的电绝缘纸之间的比较；
[0043] 图1示出了各种纸的保油特征曲线作为时间的函数的图。
[0044] 介电强度的确定根据DIN EN 60212和DIN EN 60243-1进行。然而，与DIN EN 60243-1，第4. 1. 2部分中所述的有偏差，已经将6. 3mm直径的不锈钢球电极用于该介电测 试。
[0045] 为了测试作为电绝缘纸的特性，将这些样品用一种来自尼纳斯公司（Firma Nynas)的矿物油（Nytro Libra)完全浸渍至少30分钟，该矿物油通用于此类目的。来自 道康宁公司（Dow Corning)的硅油XIAMETERPMX-200用作一种替代物。在该绝缘油的存在 下，然后使样品暴露于一个电压增大的场并且自动地确定在该样品击穿之前的最大电压的 强度。从多次测量由此获得的值根据相关的统计方法，例如威布尔（Weibull)分析来进行 评估。至每毫米电击穿强度的转换将样品的厚度考虑在内而进行。
[0046] 拉伸强度和抗断裂性是根据EN ISO 1924-2确定的。
[0047] 导电率是基于根据TAPPI标准T 252的热水提取物确定的。
[0048] 在这些实例中的比例和百分比参照重量而引用。将所使用的纸浆在使用之前研磨 为32° SR至34° SR的肖伯尔-瑞格勒值。
[0049] 表1中的实例1至32涉及相对于零样品（Nullproben)评估各种纸，这些纸是从 添加/不添加填料和添加/不添加添加剂的指定纸浆制造的。将所述纸在25°C的恒温下通 过一种干燥剂在干燥器中仔细进行干燥并且进行环境调节（klimatisiert)。AKD =烷基烯 酮二聚体，处于商业悬浮体的形式，用作一种施胶剂。一种聚酰胺基胺-表氯醇树脂用作一 种湿增强剂。
[0050] 表1中的实例33至35示出了在可商购的电绝缘纸上测量的结果。
[0051] 为了测试作为电绝缘纸的特性，将这些测试样品用通用于此类目的的一种矿物油 (来自尼纳斯公司的Nytro Libra)完全浸渍至少30分钟。来自道康宁公司的娃油XIAMETER PMX-200用作一种替代物。介电强度的测试使用标准装置根据ASTM标准D 149-87而进行。 介电强度值的测量通常在样品的环境调节之后进行，该样品的环境调节在标准大气下，在 填充有干燥剂的干燥器中，或者在高真空下在60°C至80°C的温度下并且具有6小时至48 小时的环境调节时间。随后的油渗透发生在标准压力下或最高达1〇_ 4巴的真空下。
[0052] 表1示出了这些纸浆纤维和在每种情况下使用的填料和/或添加剂对电击穿强度 和机械强度的影响。在此，可以看出未漂白的牛皮纸浆具有最佳特性。
[0053] 由此获得的电绝缘纸具有表1中重现的特性。在此，OS指代纸的上侧，并且SS指 代在纸制造过程中面向筛网的那一侧。在工业制造的纸的强度参数中，"横向（quer) "指代 横向于造纸机的移动方向的度量，并且"纵向（Iangs) "指代在造纸机的纵方向上的度量。在 对比纸（在一个Rapid-K0then实验室纸页成形器上制造的）的情况下，这种信息是不存 在的，由于在此不存在优选的移动方向、或纤维取向。
[0054] 从表1清楚地看出本发明的纸，与现有技术相比，突出之处在于在更低的损耗因 数（tan δ )下的更高的电击穿电阻。此外，用填料取代纤维材料被看作是一个经济优势。根 据帕克印刷表面（Parker Print-Surf)仪器分别在上侧和筛网侧测量的粗糙度被指定为以 _为单位的PPS 0S/SS。
[0055] 制造本发明的产品的程序可以例如并非唯一地按以下方式进行：
[0056] ?制备称量的数量的例如尽可能纯的未漂白的牛皮纸浆，或一种纸浆的混合物 (例如 36Og 烘箱干燥的（ofentrocken) = otro)。
[0057] ?将纸浆引入实验室压实设备中并且用纯水填充该实验室压实设备。使用15升 和360g的纸浆，例如，确保在压实之后2. 4%的材料密度。
[0058] ?例如将纸浆压实15分钟，并且随后测试研磨水平；如果必要的话，进一步压实 直到获得所希望的研磨水平。
[0059] 可替代地，纸浆还可以用任何其他合适的设备，例如用HolMnder机器、或精炼机 进行原纤维化。
[0060] ?为了获得尽可能纯的用于电绝缘目的的纸浆，该纸浆可以随后例如借助于离心 机进一步除去污染物和电荷载体。
[0061] 在具有实例36至43的表2中，呈现了相对于从牛皮纸浆制成的根据现有技术的 一种对比纸（编号36)的研究。将该对比纸与本发明的纸进行比较，本发明的纸已经用改 性的材料配方进行制造，即添加/不添加填料（滑石和/或云母）、以及添加/不添加添加 齐IJ。将这些纸全部在25°C的恒温下通过一种干燥剂在干燥器中仔细进行干燥并且进行环境 调节。
[0062] 从表2中存在的击穿值清楚地看出，添加滑石或云母、或一种滑石和云母的混合 物导致介电强度增加、减少的表面粗糙度、以及增加几乎4倍的孔隙率。
[0063] 图1示出了各种纸的作为时间的函数的保油特征曲线。在此，将无填料的纸与具 有20%云母和20%滑石作为填料的纸进行比较。在所有情况下，使用约40° SR。这个图 示出了用基于超声的测量仪器（DPA测试仪）作为时间的函数测量的渗透速率。在达到最 大值之后在该曲线中下降越快，该流体的渗透速率越大。填充有滑石的绝缘纸显示了最高 的渗透速率，以及同时最高的孔隙率水平。在图1的图中，清楚地看出添加填料直接导致绝 缘油加速渗透到纸内。由于绝缘油的渗透在用于变压器的制造过程中可能花费数天，决定 速率的这个步骤的加速是本发明的纸的一个重大优点。
【权利要求】
1. 一种电绝缘纸，该电绝缘纸具有大于40kV/mm的介电强度,包含按重量计20 % -99 % 的纤维素和按重量计1% -80%的矿物填料，其特征在于， 该矿物填料具有至少一种层状硅酸盐、优选滑石和/或云母作为组分。
2. 根据权利要求1所述的电绝缘纸，其特征在于， 该纤维素的比例是按重量计30 %至80 %、优选按重量计45 %至70 %、并且特别是按重 量计约65%，和/或 该矿物填料的比例是按重量计3 %至65 %、优选按重量计5 %至45 %、并且特别是按重 量计约30%。
3. 根据权利要求1所述的电绝缘纸，其特征在于， 该矿物填料的滑石组分处于1 %与100%之间、优选25%与75%之间、特别是35%与 60%之间、并且特别优选50%以上。
4. 根据权利要求1或2所述的电绝缘纸，其特征在于， 该矿物填料云母优选具有在1%与80%之间、优选10%至50%、并且特别优选大于 20 %的组分。
5. 根据以上权利要求之一所述的电绝缘纸，其特征在于， 包含按重量计0. 1 %至10 %、特别是按重量计1 %至6 %、并且特别是按重量计约3 %的 聚乙烯醇。
6. 根据以上权利要求之一所述的电绝缘纸，其特征在于， 包含按重量计0. 1%至10%、优选按重量计1%至10%、并且特别是按重量计约4%的 改性的或未改性的淀粉。
7. 根据以上权利要求之一所述的电绝缘纸，其特征在于， 根据DIN EN 60243-1测量的介电强度是大于40kV/mm、优选大于60kV/mm、并且特别是 大于 80kV/mm。
8. 根据以上权利要求之一所述的电绝缘纸，其特征在于， 根据TAPPI标准T 252的热水提取物中的导电率是小于5mS/m、优选小于3mS/m、并且 特别是小于lmS/m。
9. 根据以上权利要求之一所述的电绝缘纸，其特征在于， 包含按重量计0. 1%至5%、特别是按重量计2%至4%、并且特别是按重量计约2. 5% 的改性的或未改性的瓜尔胶。
10. 根据以上权利要求之一所述的电绝缘纸，其特征在于， 包含按重量计0. 1%至20%、特别是按重量计3%至12%、并且特别是按重量计约5% 至8%的一种有机聚合物或粘合剂。
11. 根据以上权利要求之一所述的电绝缘纸，其特征在于， 包含按重量计0. 1%至20%、优选按重量计1%至14%、并且特别是按重量计约5%至 8 %的一种湿增强剂。
12. 根据以上权利要求之一所述的电绝缘纸，其特征在于， 包含按重量计0. 01%至5%、特别是按重量计0. 1%至3%、并且特别是按重量计约 0.5 %的一种疏水剂。
13. 根据以上权利要求之一所述的电绝缘纸，其特征在于， 包含按重量计0. 01%至5%、特别是按重量计0. 1%至3%、并且特别是按重量计约 0. 5%的一种含氮的碱性化合物。
14. 根据以上权利要求之一所述的电绝缘纸，其特征在于， 该矿物填料具有〇. 5至400 ii m、并且特别1至200 ii m的平均粒径分布，和/或具有 0. 01至100 ii m、并且特别是0. 1至50 ii m的平均厚度的薄片。
15. -种用于制造根据以上权利要求之一所述的电绝缘纸的方法，具有以下步骤： -制造一种纤维材料和填料的悬浮液，其中纤维材料密度在0. 1 %与10%之间； -在一个造纸机中将该材料悬浮液脱水； -在60°C与180°C之间、优选80°C -120°C的温度下干燥该已机械地脱水的材料悬浮液。
16. 用于制造根据权利要求15所述的电绝缘纸的方法，其特征在于， 将该已脱水的且已干燥的材料悬浮液在大于l〇〇°C、优选大于160°C的温度下进行压 缩和/或平滑化。
17. 根据权利要求1至14之一所述的电绝缘纸用于组件或承载电流的产品的电绝缘的 用途，该组件或产品例如，印刷电路板，电池和电容器，线缆、特别是具有一种涂覆的和浸渍 的电介质的线缆，其中例如该绝缘层按一种重叠的和/或螺旋方式被卷绕，变压器、特别地 干式或充油型的变压器，这些的组合，以及类似物，在此用途干燥地、或优选地与一种电绝 缘浸渍剂结合来进行。
【文档编号】D21H17/67GK104334797SQ201380027330
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年4月29日 优先权日:2012年4月27日
【发明者】托拜厄斯·A·克勒曼, 安格莉卡·克勒曼 申请人:帕孔有限两合公司