一种聚酰亚胺纤维云母纸及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于造纸工业技术领域，涉及一种聚酰亚胺纤维云母纸，本发明还涉及上述聚酰亚胺纤维云母纸的制备方法。
【背景技术】
[0002]云母纸是通过将碎云母制成浆料，在圆网造纸机上以缓慢的速度抄造成纸，再分切成纸卷，它保持了天然云母优良的化学稳定性，同时具有厚度均匀、耐电晕、介电强度波动小等特点。以玻璃布为补强材料制成的云母带，作为主绝缘材料广泛应用在大型发电机组、高级电缆、家电等领域。云母纸的出现推动了电气工业的发展，并与高温塑料、光导纤维、大规模集成电路并驾齐驱，被誉为对当代电子电气工业做出巨大贡献的四大技术之一。
[0003]随着电力电子技术及新型半导体器件的迅速发展，越来越多的交流变频调速电动机得到了广泛应用，在各种复杂工程环境下工作的电气设备日益增多，这就对传统绝缘材料的机械强度、耐温性能、防潮性能，耐电晕性能、使用寿命等提出新的要求。云母纸成型依靠鳞片之间的范德华力，而这种力比较弱，一般以玻璃布为基材，添加胶黏剂或者合成树脂加以补强，然而胶黏剂和树脂的耐温性能以及绝缘性能难以满足当代电机发展使用要求，在很大程度上制约了我国电气工业发展。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种聚酰亚胺纤维云母纸，解决了现有方法制备的云母纸存在的耐温性能及绝缘性能差问题。
[0005]本发明的另一个目的是提供上述聚酰亚胺纤维云母纸的制备方法，以生产出具有高耐温性能及绝缘性能的云母纸。
[0006]本发明所采用的技术方案是:一种聚酰亚胺纤维云母纸，由改性云母和改性聚酰亚胺纤维经纸页抄片器中上网成型，热压干燥后制得。
[0007]本发明的特点还在于，
[0008]改性云母是经过硅烷偶联剂改性的云母。
[0009]改性聚酰亚胺纤维是经过磷酸改性的聚酰亚胺纤维。
[0010]本发明所采用的另一技术方案是:一种聚酰亚胺纤维云母纸的制备方法，具体按照以下步骤实施:
[0011 ] 步骤1、对云母进行改性:
[0012]以废云母纸为原料，将其剥离成碎片状，使用硅烷偶联剂对其表面进行改性；
[0013]步骤2、制备云母浆料:
[0014]将步骤1改性后的云母经疏解机疏解800?1500r，制成云母浆料；
[0015]步骤3、制备改性聚酰亚胺纤维:
[0016]将聚酰胺酸的浓溶液经干法喷丝、化学环化，制得聚酰亚胺纤维，再将聚酰亚胺纤维用纤维分筛仪进行筛分，去除纤维束，然后用磷酸改性；
[0017]步骤4、制备聚酰亚胺纤维云母纸:
[0018]将步骤3制得的改性聚酰亚胺纤维以ΡΕ0为分散剂，经疏解机疏解15000?25000r,加入到步骤2制得的云母浆料中，疏解1000?2000r并混合均匀后，在纸页抄片器中上网成型，以200?240°C干燥并热压，制得聚酰亚胺纤维云母纸。
[0019]本发明所采用的另一技术方案的特点还在于，
[0020]步骤1中，改性条件为:硅烷偶联剂选用KH-550，添加量为云母质量的0.5%?1.5%，搅拌机搅拌时间为20?40min，搅拌转数为800?1200r/min。
[0021]步骤3中，将特性粘度为0.8dL/g聚酰胺酸的浓溶液经干法喷丝、化学环化制得聚酰亚胺纤维，改性条件为:用质量浓度15%?25%的磷酸在40?50°C下改性3?5h。
[0022]步骤4中，改性聚酰亚胺纤维添加量为云母浆料质量的7%?15%。
[0023]本发明的有益效果是，
[0024]1) 一种聚酰亚胺纤维云母纸，通过在云母造纸浆料中加入适量的聚酰亚胺纤维，聚酰亚胺纤维具有优良的电气性能、耐温性能以及力学性能，与云母鳞片复合成纸，可以显著地提升云母纸的机械强度，纤维的加入取代粘结剂补强作用，提高纸张中云母含量，从而赋予纸张更加稳定的介电性能和耐温性能，提高了绝缘材料的品质，延长了材料的使用寿命和稳定性，拓宽云母纸应用范围，适应现代大型电机的发展，有效的促进了电气工业的发展；
[0025]2) 一种聚酰亚胺纤维云母纸的制备方法，通过采用新工艺、新配方研发生产的环保节能型新产品，具有技术含量高、创新性强的特点，工艺步骤简单，工艺参数可控性强，原料来源广泛低廉，生产条件温和，应用前景广阔，对推动高新技术产业发展，促进传统产业的升级换代，提升绝缘材料产品的档次，促进相关产业的发展具有重大的现实意义。
【具体实施方式】
[0026]下面结合实施例对本发明进行详细说明。
[0027]本发明一种聚酰亚胺纤维云母纸，由硅烷偶联剂改性改性的云母和磷酸改性的聚酰亚胺纤维经纸页抄片器中上网成型，热压干燥后制得。
[0028]本发明一种聚酰亚胺纤维云母纸的制备方法，具体按照以下步骤实施:
[0029]步骤1、对云母进行改性:
[0030]以废云母纸为原料，将其剥离成碎片状，使用硅烷偶联剂对其表面进行改性，改性条件为:硅烷偶联剂选用KH-550，添加量为云母质量的0.5%?1.5%，搅拌机搅拌时间为20?40min，搅拌转数为800?1200r/min ；
[0031]步骤2、制备云母浆料:
[0032]将步骤1改性后的云母经疏解机以800?1500r/min转速疏解，制成云母浆料；
[0033]步骤3、制备改性聚酰亚胺纤维:
[0034]将特性粘度为0.8dL/g聚酰胺酸的浓溶液经干法喷丝、化学环化，制得聚酰亚胺纤维，再将聚酰亚胺纤维用纤维分筛仪进行筛分，去除纤维束，然后用磷酸改性，改性条件为:用质量浓度15%?25%的磷酸在40?50°C下改性3?5h，使纤维表面生成新的含氧基团，增加表面润湿性；
[0035]步骤4、制备聚酰亚胺纤维云母纸:
[0036]将步骤3制得的改性聚酰亚胺纤维以ΡΕ0为分散剂，经疏解机疏解15000?25000r后，加入到步骤2制得的云母浆料中，其中改性聚酰亚胺纤维添加量为云母浆料质量的7%?15%，再以1000?2000r疏解并混合均匀后，在纸页抄片器中上网成型，以200?240°C干燥并热压，制得聚酰亚胺纤维云母纸。
[0037]步骤1中，硅烷偶联剂是具有有机官能团的硅烷化合物，其分子通式为RSiX3，预水解之后，硅烷偶联剂X基水解形成硅醇，然后与云母颗粒表面上的羟基反应，缩合形成-S1-0-Μ共价键(M表示云母颗粒表面)。同时，硅烷各分子的硅醇又相互缩合形成网络装结构的膜并覆盖在云母颗粒表面，使得云母表面由亲水性变为憎水性，改善了与有机聚合物混合体系的相容性。
[0038]步骤3中，聚酰亚胺纤维经磷酸处理后，表面轻度刻蚀，出现孔洞和较深的沟槽，增大纤维比表面积、表面粗糙度、与云母表面接触面积增加，同时在其表面生成羟基、羰基及羧基等极性基团，可以与云母鳞片产生更多的化学键结合，从而提高纤维云母复合纸的界面剪切强度。
[0039]步骤4中，聚酰亚胺纤维添加量为7%?15%，一方面是考虑到成本代价，云母纸是以碎云母为原料，