本发明涉及绝缘材料
技术领域：
，具体涉及一种三聚氰胺纤维纸及其制备方法。
背景技术：
：普通绝缘纸由绝缘木浆制备得到，绝缘木浆的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，这些成分在外界因素作用下，会发生不可逆的化学反应，如水解、氧化降解等，进而使纸张强度下降。其中一个重要的外界因素就是温度，温度越高化学反应越快，研究表明，温度每升高5℃，普通绝缘纸的变质速率就会增加2倍。绝缘木浆的大部分成分是纤维素，其介电常数为5.1，而变压器油的介电常数为2.2，相差较大，将普通绝缘纸应用于油浸变压器中，形成的纸-油-纸复合绝缘系统的电场分配不均匀，击穿强度偏低。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种三聚氰胺纤维纸及其制备方法，本发明提供的三聚氰胺纤维纸绝具有优异的耐温性能和击穿强度。为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：本发明提供了一种三聚氰胺纤维纸，由包括绝缘针叶木浆、三聚氰胺纤维、分散剂和消泡剂的原料制备得到；以绝干纤维的重量份数计，所述绝缘针叶木浆的添加量为70～90份，所述三聚氰胺纤维的添加量为10～30份，所述分散剂的添加量为绝缘针叶木浆和三聚氰胺纤维总质量的0.1～1.0％，所述消泡剂的添加量为绝缘针叶木浆和三聚氰胺纤维总质量的0.01～0.1％。优选地，所述原料还包括芳纶浆粕，以绝干纤维的重量份数计，所述芳纶浆粕的添加量≤10份，所述分散剂的添加量为绝缘针叶木浆、三聚氰胺纤维和芳纶浆粕总质量的0.1～1.0％，所述消泡剂的添加量为绝缘针叶木浆、三聚氰胺纤维和芳纶浆粕总质量的0.01～0.1％。优选地，所述三聚氰胺纤维的纤度为2dtex，长度为3～6mm。优选地，所述分散剂包括羧甲基纤维素、聚氧化乙烯、阴离子聚丙烯酰胺或阳离子聚丙烯酰胺。优选地，所述消泡剂包括脂肪醇类消泡剂、油脂类消泡剂、烃类消泡剂或有机硅消泡剂。优选地，所述三聚氰胺纤维纸的厚度为70～90μm。本发明提供了上述技术方案所述三聚氰胺纤维纸的制备方法，包括以下步骤：将三聚氰胺纤维进行疏解处理，得到三聚氰胺纤维浆料；将绝缘针叶木浆进行打浆处理，得到绝缘针叶浆料；将所述三聚氰胺纤维浆料、绝缘针叶浆料、分散剂和消泡剂混合，得到混合浆料；或者将芳纶浆粕进行疏解处理，得到芳纶浆料；将所述三聚氰胺纤维浆料、绝缘针叶浆料、分散剂、消泡剂和芳纶浆料混合，得到混合浆料；将所述混合浆料进行湿法成型，得到三聚氰胺纤维纸。优选地，所述三聚氰胺纤维浆料的浓度为2～6.5wt％。优选地，所述绝缘针叶浆料的浓度为2～6.5wt％，打浆度为70～85°sr，湿重为2～3.5g。优选地，所述芳纶浆料的浓度为2～6.5wt％。本发明提供了一种三聚氰胺纤维纸，由包括绝缘针叶木浆、三聚氰胺纤维、分散剂和消泡剂的原料制备得到；以绝干纤维的重量份数计，所述绝缘针叶木浆的添加量为70～90份，所述三聚氰胺纤维的添加量为10～30份，所述分散剂的添加量为绝缘针叶木浆和三聚氰胺纤维总质量的0.1～1.0％，所述消泡剂的添加量为绝缘针叶木浆和三聚氰胺纤维总质量的0.01～0.1％。在本发明中，所述三聚氰胺纤维含氮量高，极限氧指数(loi)达到32％以上，阻燃性能好；吸湿性好，在介质水中的分散性优于其他合成纤维，有利于湿法成型；同时，具有良好的耐化学性、耐温、耐水解、耐紫外线等特性，可以用来增强常规纤维和合成耐高温纤维。实施例的结果表明，本发明提供的三聚氰胺纤维纸的耐温性能和击穿强度均优于普通绝缘纸和耐热绝缘纸，能够满足实际使用要求。说明本发明将三聚氰胺纤维作为原料制备三聚氰胺纤维纸是可行的，拓展了三聚氰胺纤维的应用范围。具体实施方式本发明提供了一种三聚氰胺纤维纸，由包括绝缘针叶木浆、三聚氰胺纤维、分散剂和消泡剂的原料制备得到；以绝干纤维的重量份数计，所述绝缘针叶木浆的添加量为70～90份，所述三聚氰胺纤维的添加量为10～30份，所述分散剂的添加量为绝缘针叶木浆和三聚氰胺纤维总质量的0.1～1.0％，所述消泡剂的添加量为绝缘针叶木浆和三聚氰胺纤维总质量的0.01～0.1％。在本发明中，以绝干纤维的重量份数计，制备所述三聚氰胺纤维纸的原料包括绝缘针叶木浆70～90份，优选为75～85份。本发明对于所述绝缘针叶木浆的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述绝缘针叶木浆是三聚氰胺纤维纸的骨架材料。在本发明中，以所述绝缘针叶木浆的重量份数为基准，以绝干纤维计，制备所述三聚氰胺纤维纸的原料包括三聚氰胺纤维10～30份，优选为15～25份。在本发明中，所述三聚氰胺纤维的纤度优选为2dtex，长度优选为3～6mm。本发明对于所述三聚氰胺纤维的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可；在本发明的实施例中，具体采用四川金象赛瑞化工股份有限公司生产的三聚氰胺纤维(商品名为美纶纤维)。在本发明中，所述三聚氰胺纤维含氮量高，极限氧指数(loi)达到32％以上，阻燃性能好；吸湿性好，在介质水中的分散性优于其他合成纤维，有利于湿法成型；同时，具有良好的耐化学性、耐温、耐水解、耐紫外线等特性，可以用来增强常规纤维和合成耐高温纤维。本发明将三聚氰胺纤维作为原料制备三聚氰胺纤维纸，耐温性能和击穿强度均优于普通绝缘纸和耐热绝缘纸，能够满足实际使用要求。在本发明中，以所述绝缘针叶木浆的重量份数为基准，以绝干纤维计，制备所述三聚氰胺纤维纸的原料优选包括芳纶浆粕，所述芳纶浆粕的添加量优选≤10份，更优选为3～7份。本发明对于所述芳纶浆粕的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，制备所述三聚氰胺纤维纸的原料包括分散剂；当所述原料包括绝缘针叶木浆和三聚氰胺纤维时，所述分散剂的添加量为以绝干纤维计的绝缘针叶木浆和三聚氰胺纤维总质量的0.1～1.0％，优选为0.3～0.7％；当所述原料包括绝缘针叶木浆、三聚氰胺纤维和芳纶浆粕时，所述分散剂的添加量优选为以绝干纤维计的绝缘针叶木浆、三聚氰胺纤维和芳纶浆粕总质量的0.1～1.0％，更优选为0.3～0.7％。在本发明中，所述分散剂优选包括羧甲基纤维素、聚氧化乙烯、阴离子聚丙烯酰胺或阳离子聚丙烯酰胺。本发明对于所述分散剂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，制备所述三聚氰胺纤维纸的原料包括消泡剂；当所述原料包括绝缘针叶木浆和三聚氰胺纤维时，所述消泡剂的添加量为以绝干纤维计的绝缘针叶木浆和三聚氰胺纤维总质量的0.01～0.1％，优选为0.03～0.07％；当所述原料包括绝缘针叶木浆、三聚氰胺纤维和芳纶浆粕时，所述消泡剂的添加量优选为以绝干纤维计的绝缘针叶木浆、三聚氰胺纤维和芳纶浆粕总质量的0.01～0.1％，更优选为0.03～0.07％。在本发明中，所述消泡剂优选包括脂肪醇类消泡剂、油脂类消泡剂、烃类消泡剂或有机硅消泡剂。本发明对于所述消泡剂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述三聚氰胺纤维纸的厚度优选为70～90μm，更优选为75～88μm，最优选为80～85μm；具体的，可以根据实际需要选择不同的规格。本发明提供了上述技术方案所述三聚氰胺纤维纸的制备方法，包括以下步骤：将三聚氰胺纤维进行疏解处理，得到三聚氰胺纤维浆料；将绝缘针叶木浆进行打浆处理，得到绝缘针叶浆料；将所述三聚氰胺纤维浆料、绝缘针叶浆料、分散剂和消泡剂混合，得到混合浆料；或者将芳纶浆粕进行疏解处理，得到芳纶浆料；将所述三聚氰胺纤维浆料、绝缘针叶浆料、分散剂、消泡剂和芳纶浆料混合，得到混合浆料；将所述混合浆料进行湿法成型，得到三聚氰胺纤维纸。本发明将三聚氰胺纤维进行疏解处理，得到三聚氰胺纤维浆料。在本发明中，所述三聚氰胺纤维浆料的浓度优选为2～6.5wt％。本发明对于所述疏解处理没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的疏解处理的技术方案即可；在本发明的实施例中，具体是采用水力碎浆机进行所述疏解。本发明将绝缘针叶木浆进行打浆处理，得到绝缘针叶浆料。在本发明中，所述绝缘针叶浆料的浓度优选为2～6.5wt％，打浆度优选为70～85°sr，湿重优选为2～3.5g。本发明对于所述打浆所采用的设备没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的磨盘打浆机或者槽式打浆机均可。在本发明中，所述打浆处理优选为粘状打浆，即打浆浓度较高，打浆时间较长，以保证纤维充分分丝帚化，使制备得到的三聚氰胺纤维纸结构致密且强度高；具体的，当采用磨盘打浆机时，打浆浓度优选为2～3.5wt％，打浆时间优选6～8h；当采用槽式打浆机时，打浆浓度优选为5.5～6.5wt％，打浆时间优选8～10h。得到三聚氰胺纤维浆料和绝缘针叶浆料后，本发明将所述三聚氰胺纤维浆料、绝缘针叶浆料、分散剂和消泡剂混合，得到混合浆料。本发明对于所述混合没有特殊的限定，能够将各物料混合均匀即可。得到混合浆料后，本发明将所述混合浆料进行湿法成型，得到三聚氰胺纤维纸。本发明对于所述湿法成型的具体操作方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的湿法成型的技术方案即可。在本发明中，所述湿法成型所采用的设备优选为长网纸机或圆网纸机。在本发明中，当制备所述三聚氰胺纤维纸的原料包括芳纶浆粕时，本发明将芳纶浆粕进行疏解处理，得到芳纶浆料；将所述三聚氰胺纤维浆料、绝缘针叶浆料、分散剂、消泡剂和芳纶浆料混合，得到混合浆料；将所述混合浆料进行湿法成型，得到三聚氰胺纤维纸。在本发明中，所述芳纶浆料的浓度优选为2～6.5wt％。本发明对于所述疏解处理没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的疏解处理的技术方案即可；在本发明的实施例中，具体是采用水力碎浆机进行所述疏解。本发明对于所述混合和湿法成型没有特殊的限定，优选按照上述技术方案进行即可，在此不再赘述。下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1制备三聚氰胺纤维纸的原料包括绝缘针叶木浆、三聚氰胺纤维、阴离子聚丙烯酰胺和脂肪醇类消泡剂；其中，以绝干纤维的重量份数计，绝缘针叶木浆的添加量为80份，三聚氰胺纤维(纤度为2dtex，长度为6mm)的添加量为20份，阴离子聚丙烯酰胺的添加量为绝缘针叶木浆和三聚氰胺纤维总质量的0.3％，脂肪醇类消泡剂的添加量为绝缘针叶木浆和三聚氰胺纤维总质量的0.1％。制备三聚氰胺纤维纸的方法包括以下步骤：将三聚氰胺纤维进行疏解处理，得到三聚氰胺纤维浆料，浓度为3wt％；将绝缘针叶木浆进行打浆处理，得到绝缘针叶浆料，浓度为3wt％，打浆度为80°sr，湿重为3g；将所述三聚氰胺纤维浆料、绝缘针叶浆料、阴离子聚丙烯酰胺和脂肪醇类消泡剂混合，得到混合浆料，将所述混合浆料进行湿法成型，得到三聚氰胺纤维纸。实施例2制备三聚氰胺纤维纸的原料包括绝缘针叶木浆、三聚氰胺纤维、芳纶浆粕、阴离子聚丙烯酰胺和脂肪醇类消泡剂；其中，以绝干纤维的重量份数计，绝缘针叶木浆的添加量为80份，三聚氰胺纤维(纤度为2dtex，长度为6mm)的添加量为15份，芳纶浆粕的添加量为5份，阴离子聚丙烯酰胺的添加量为绝缘针叶木浆、三聚氰胺纤维和芳纶浆粕总质量的0.3％，脂肪醇类消泡剂的添加量为绝缘针叶木浆、三聚氰胺纤维和芳纶浆粕总质量的0.1％。制备三聚氰胺纤维纸的方法包括以下步骤：将三聚氰胺纤维进行疏解处理，得到三聚氰胺纤维浆料，浓度为3wt％；将绝缘针叶木浆进行打浆处理，得到绝缘针叶浆料，浓度为3wt％，打浆度为80°sr，湿重为3g；将芳纶浆粕进行疏解处理，得到芳纶浆料，浓度为3wt％；将所述三聚氰胺纤维浆料、绝缘针叶浆料、芳纶浆料、阴离子聚丙烯酰胺和脂肪醇类消泡剂混合，得到混合浆料，将所述混合浆料进行湿法成型，得到三聚氰胺纤维纸。对比例1不添加三聚氰胺纤维和芳纶浆粕，按照实施例2的方法制备普通绝缘纸。对比例2将对比例1制备的普通绝缘纸浸渍耐温助剂三聚氰胺，得到耐热绝缘纸。将实施例1～2和对比例1～2制备的绝缘纸进行性能测试，具体如下：参照国际标准iec60554-2对绝缘纸的抗张强度保留进行测试(具体是在150℃条件下处理72h)；按照国家标准gb/t455-2002对绝缘纸的撕裂度进行测试；按照国际标准iec60554-2对绝缘纸的吸油率进行测试；按照国家标准gb/t3333-1999对绝缘纸的击穿强度进行测试；实施例1～2和对比例1～2制备的绝缘纸的厚度以及性能测试结果见表1。表1实施例1～2和对比例1～2制备的绝缘纸的厚度以及性能测试结果绝缘纸厚度(μm)抗张强度保留(％)撕裂度(mn)吸油率(％)击穿强度(kv/mm)实施例1888060044.110.2实施例2808365030.011.0对比例1767038015.29.0对比例2757540015.09.0由表1可知，实施例1制备的绝缘纸的抗张强度保留比对比例1提高14.28％，比对比例2提高6.67％，说明在普通绝缘纸中掺杂部分三聚氰胺纤维能够提高其耐温性，也能够拓展其应用范围。同时，实施例1和2制备的绝缘纸的击穿强度都高于对比例1和2，能够满足使用要求。三聚氰胺纤维和芳纶浆粕的介电常数都较低(如芳纶浆粕的介电常数大约在1.7～2.0之间)，纯纤维素的介电常数为5.1，而变压器油的介电常数为2.2。将较低介电常数的三聚氰胺纤维掺杂于纯纤维素中，可以降低绝缘纸整体的介电常数，将本发明提供的绝缘纸应用于油浸变压器中，使得油浸变压器中纸-油-纸的复合绝缘系统中的电场分配更加合理，变压器油中的场强将会相对减小，更有利于提高所述复合绝缘系统的击穿强度。综上所述，本发明提供的三聚氰胺纤维纸的耐温性能和击穿强度均优于普通绝缘纸和耐热绝缘纸，能够满足实际使用要求。这说明本发明将三聚氰胺纤维作为原料制备三聚氰胺纤维纸是可行的，拓展了三聚氰胺纤维的应用范围。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12