本发明属于换位导线线芯包装材料领域，涉及一种绝缘纸，尤其涉及一种含有改性蒙脱土的绝缘纸的制备方法。
背景技术：
纤维素绝缘纸是油浸式电力变压器中应用最广泛的内绝缘材料之一，由于运行期间无法更换，其机械及绝缘性能的好坏直接决定着变压器的使用寿命。实际变压器中，绝缘纸长期受到高强度电场应力的作用，一旦发生击穿将导致变压器故障。如能提升绝缘纸的电气性能，便可节省绝缘纸的使用量，延长绝缘纸的工作寿命，减小变压器油隙的宽度，进而限制变压器的体积和铁芯损耗。因此，开展绝缘纸的改性研究意义重大。
蒙脱土是当今颇受材料科学界青睐的一种层状硅酸盐添加剂，具有大比表面积、高表面活性和高强度等特点，已被广泛用在环氧树脂、聚乙烯和聚丙烯等高分子聚合材料中，表现出了优良的电气性能。参文对环氧树脂/蒙脱土(EP/MMT)纳米复合材料的介电性能进行了研究，结果表明，与未改性的纯EP相比，EP/MMT纳米复合材料的相对介电常数和介电损耗值均有不同程度的降低，MMT的掺杂减慢了复合材料介电损耗随温度增加的速率。
参文探讨了纯低密度聚乙烯(LDPE)和不同LDPE/MMT试样的电树枝化性能及直流预电场作用下空间电荷极性效应对不同试样电树特性的影响规律，发现加入相容剂的LDPE/MMT纳米复合材料能更好地抑制电树枝的生长速度，并且表现出与纯LDPE不同的空间电荷极性效应。
参文分析了恒压作用下LDPE/MMT纳米复合材料的电树枝生长过程及局部放电统计特性，试验结果显示，添加了MMT粒子后，LDPE/MMT复合材料的电树枝局部放电量及放电重复率均减小，电树枝沿电场方向的生长得到了有效抑制。参文系统研究了LDPE/MMT和交联聚乙烯/蒙脱土(XLPE/MMT)纳米复合材料的电导特性、电树枝化特性、电击穿与耐局放特性以及空间电荷特性，发现添加一定含量MMT能有效提高和改善聚合物的相关电气性能。
然而，到目前为止，利用MMT对纤维素绝缘纸进行改性的研究还鲜有报道。现有技术中，已有实验室采用MMT对纤维素绝缘纸进行改性，改性过程中使用十八烷基氯化铵和硅烷偶联剂对MMT进行有机化处理。结果显示MMT的添加能够显著提高绝缘纸的击穿强度，降低绝缘纸的相对介电常数，有效抑制油纸绝缘系统局部放电的产生和发展。但是仅仅采用该方法制备获得的绝缘纸其中某些活性成分未能均匀分布与纸张内，导致性能不稳定。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题：为了解决现有技术中的缺陷，获得一种电气性能稳定，且能够显著提高绝缘纸的击穿强度，降低绝缘纸的相对介电常数，有效抑制油纸绝缘系统局部放电的产生和发展的绝缘纸，本发明提供一种含有改性蒙脱土的绝缘纸的制备方法。
技术方案：一种含有改性蒙脱土的绝缘纸的制备方法，包含以下步骤：
第1步、浓缩纸浆制备：将纸板通过碎浆机破解后送至磨浆机磨浆，所述磨浆机的气源为0.5～1.2MPa、底盘与刀辊之间的线速差为5.9～7.5m/s、电压为400～520V、三相为55～65Hz、打浆压力为1.8～4.2kg/cm；利用疏解机进行疏解处理，再将疏解处理后纸浆的浓度浓缩至4.8～5.6％；
第2步、改性蒙脱土制备：按重量份计，将蒙脱土19～42份、纳米氧化锌11～17份、氯化钠7～16份、氢氧化钠6～12份、硫酸镁1～7份、水22～38份混合，将悬浊液进行机械搅拌分散，转速为5000～6400r/min、搅拌10～16分钟，再超声分散14～18分钟获得改性蒙脱土；
第3步、改性填料制备：按重量份计，将改性蒙脱土30～70份、纳米二氧化硅14～35份、竹纤维7～19和木素2～13混合，在高压反应釜中搅拌反应充分，反应条件为2.4～3.7MPa，173～265℃，反应时间为12～35分钟；
第4步、绝缘纸制备：将第3步制得的改性填料与低1步获得的浓缩纸浆混合，在解离器中搅拌12～18分钟，将混合物置于纸页成型器中制成质量为110～140g/m2、厚度为0.15～0.26mm的湿纸坯；
第5步、将第4步制备获得的湿纸坯送入热压机中热压，热压条件为17～29MPa、10～22分钟，然后置于真空干燥箱中干燥，真空度为0.01～0.02MPa，温度为92～114℃，制得含有改性蒙脱土的绝缘纸。
优选的，第1步、浓缩纸浆制备：将纸板通过碎浆机破解后送至磨浆机磨浆，所述磨浆机的气源为0.8MPa、底盘与刀辊之间的线速差为6.9m/s、电压为480V、三相为60Hz、打浆压力为3.8kg/cm；利用疏解机进行疏解处理，再将疏解处理后纸浆的浓度浓缩至5.2％。
优选的，第2步、改性蒙脱土制备：按重量份计，将蒙脱土36份、纳米氧化锌13份、氯化钠12份、氢氧化钠9份、硫酸镁5份、水31份混合，将悬浊液进行机械搅拌分散，转速为6000r/min、搅拌13分钟，再超声分散16分钟获得改性蒙脱土。
优选的，第3步、改性填料制备：按重量份计，将改性蒙脱土56份、纳米二氧化硅28份、竹纤维16和木素11混合，在高压反应釜中搅拌反应充分，反应条件为3.2MPa，245℃，反应时间为28分钟。
优选的，第4步、绝缘纸制备：将第3步制得的改性填料与低1步获得的浓缩纸浆混合，在解离器中搅拌17分钟，将混合物置于纸页成型器中制成质量为130g/m2、厚度为0.24mm的湿纸坯。
优选的，第5步、将第4步制备获得的湿纸坯送入热压机中热压，热压条件为26MPa、17分钟，然后置于真空干燥箱中干燥，真空度为0.016MPa，温度为106℃，制得含有改性蒙脱土的绝缘纸。
有益效果：(1)本发明通过首先改性蒙脱土，再对绝缘纸的填料做出改性，能够显著提高绝缘纸的击穿强度，降低绝缘纸的相对介电常数，有效抑制油纸绝缘系统局部放电的产生和发展；(2)通过本发明改性后的蒙脱土和绝缘纸填料能够均匀的物理分散在绝缘纸中，没有插层或层间剥离现象发生。
具体实施方式
实施例1
一种含有改性蒙脱土的绝缘纸的制备方法，包含以下步骤：
第1步、浓缩纸浆制备：将纸板通过碎浆机破解后送至磨浆机磨浆，所述磨浆机的气源为0.5MPa、底盘与刀辊之间的线速差为5.9m/s、电压为400V、三相为55Hz、打浆压力为1.8kg/cm；利用疏解机进行疏解处理，再将疏解处理后纸浆的浓度浓缩至4.8％；
第2步、改性蒙脱土制备：按重量份计，将蒙脱土19份、纳米氧化锌11份、氯化钠7份、氢氧化钠6份、硫酸镁1份、水22份混合，将悬浊液进行机械搅拌分散，转速为5000r/min、搅拌10分钟，再超声分散14分钟获得改性蒙脱土；
第3步、改性填料制备：按重量份计，将改性蒙脱土30份、纳米二氧化硅14份、竹纤维7和木素2混合，在高压反应釜中搅拌反应充分，反应条件为2.4MPa，173℃，反应时间为12分钟；
第4步、绝缘纸制备：将第3步制得的改性填料与低1步获得的浓缩纸浆混合，在解离器中搅拌12分钟，将混合物置于纸页成型器中制成质量为110g/m2、厚度为0.15mm的湿纸坯；
第5步、将第4步制备获得的湿纸坯送入热压机中热压，热压条件为17MPa、10分钟，然后置于真空干燥箱中干燥，真空度为0.01MPa，温度为92℃，制得含有改性蒙脱土的绝缘纸。
实施例2
一种含有改性蒙脱土的绝缘纸的制备方法，包含以下步骤：
第1步、浓缩纸浆制备：将纸板通过碎浆机破解后送至磨浆机磨浆，所述磨浆机的气源为0.8MPa、底盘与刀辊之间的线速差为6.9m/s、电压为480V、三相为60Hz、打浆压力为3.8kg/cm；利用疏解机进行疏解处理，再将疏解处理后纸浆的浓度浓缩至5.2％；
第2步、改性蒙脱土制备：按重量份计，将蒙脱土36份、纳米氧化锌13份、氯化钠12份、氢氧化钠9份、硫酸镁5份、水31份混合，将悬浊液进行机械搅拌分散，转速为6000r/min、搅拌13分钟，再超声分散16分钟获得改性蒙脱土；
第3步、改性填料制备：按重量份计，将改性蒙脱土56份、纳米二氧化硅28份、竹纤维16和木素11混合，在高压反应釜中搅拌反应充分，反应条件为3.2MPa，245℃，反应时间为28分钟；
第4步、绝缘纸制备：将第3步制得的改性填料与低1步获得的浓缩纸浆混合，在解离器中搅拌17分钟，将混合物置于纸页成型器中制成质量为130g/m2、厚度为0.24mm的湿纸坯；
第5步、将第4步制备获得的湿纸坯送入热压机中热压，热压条件为26MPa、17分钟，然后置于真空干燥箱中干燥，真空度为0.016MPa，温度为106℃，制得含有改性蒙脱土的绝缘纸。
实施例3
一种含有改性蒙脱土的绝缘纸的制备方法，包含以下步骤：
第1步、浓缩纸浆制备：将纸板通过碎浆机破解后送至磨浆机磨浆，所述磨浆机的气源为1.2MPa、底盘与刀辊之间的线速差为7.5m/s、电压为520V、三相为65Hz、打浆压力为4.2kg/cm；利用疏解机进行疏解处理，再将疏解处理后纸浆的浓度浓缩至5.6％；
第2步、改性蒙脱土制备：按重量份计，将蒙脱土42份、纳米氧化锌17份、氯化钠16份、氢氧化钠12份、硫酸镁7份、水38份混合，将悬浊液进行机械搅拌分散，转速为6400r/min、搅拌16分钟，再超声分散18分钟获得改性蒙脱土；
第3步、改性填料制备：按重量份计，将改性蒙脱土70份、纳米二氧化硅35份、竹纤维19和木素13混合，在高压反应釜中搅拌反应充分，反应条件为3.7MPa，265℃，反应时间为35分钟；
第4步、绝缘纸制备：将第3步制得的改性填料与低1步获得的浓缩纸浆混合，在解离器中搅拌18分钟，将混合物置于纸页成型器中制成质量为140g/m2、厚度为0.26mm的湿纸坯；
第5步、将第4步制备获得的湿纸坯送入热压机中热压，热压条件为29MPa、22分钟，然后置于真空干燥箱中干燥，真空度为0.02MPa，温度为114℃，制得含有改性蒙脱土的绝缘纸。
对实施例1～3制备获得的改性蒙脱土的绝缘纸的性能进行检测，其中纸张的抗张强度的测量采用济南安尼麦特仪器有限公司的AT-L-1型拉力试验机，最大拉力500N。根据ISO1924-2:1994、GB/T 12914—2008中恒速拉伸法测量，原理：抗张强度试验仪在恒速拉伸的条件下，将规定尺寸的试样拉伸至断裂，测定其抗张力。样品宽15mm，拉力试验机夹距10cm，断裂时间为(20±5)s。
纸张的击穿电压测试，绝缘纸工频击穿场强按照GB/T 1408—2006进行，采用25号矿物油作为周围媒质，测试绝缘纸连续升压时样品的10～20s击穿强度。试验变压器容量为50kVA/50kV，试验电压220V，升压速度为500V/s。每次测量试样数量6个，最后求取平均值。试验环境温度25℃，相对温度50％。
绝缘纸介电性能采用Concept80宽带介电谱测试系统(Novocontrol GmbH)测试绝缘纸的频域介电谱、频域介损谱和频域内的体积电导率；同时根据IEC 60093标准测试绝缘纸直流体积电导率。将浸好油的绝缘纸从油中取出，擦净表面多余绝缘油，放在两片直径4cm的镀金铜电极中间进行测量。测量频率范围为10-2～107。为保证试验重复性，每次试验测试2～3次，并且为了排除偶然性，重复测量采用的不是同一个样品进行测试，而是对同一种状态的样品取样2～3次进行测试选取重复性良好的数据进行分析。
结果如下表所示：