一种对位芳纶纤维云母纸的制备方法与流程

一种对位芳纶纤维云母纸的制备方法【技术领域】本发明属于造纸工业和绝缘工业交叉领域，具体涉及一种对位芳纶纤维云母纸的制备方法。【

背景技术：
】随着优质云母资源的逐渐枯竭，利用云母碎片制备的云母纸，具备无毒、无味、抗腐蚀、耐老化、介电强度波动小、电晕起始电压高且稳定等特点，是国际上最理想的耐高温绝缘材料。云母纸是细小云母片为主要原料经现代造纸湿法抄造制备而得的纸基绝缘材料，其成形主要是依靠云母片间的范德华力和静电作用力，因而导致成纸的机械强度较小，难以满足使用要求且生产效率低。为了提高云母纸的机械强度，并保证其绝缘性能，目前的采用的补强方法主要是以间位芳纶纤维作为云母纸的增强材料，这也是高品质复合云母纸绝缘发展的重要方向。专利《纤维云母纸及其生产方法》，公开号：CN102760513A，公开日期：2012.10.31，采用6～15％的芳纶纤维1313、85～94％的云母为原料，通过圆网纸机制备出具有更高的介电强度的云母纸；专利《一种芳纶短切纤维增强化学法制浆粉云母纸的方法》，公开号CN101748648A，公开日期：2010.06.23，采用3～15％短切纤维增强云母纸，其云母采用化学煅烧制浆，其云母纸强度得到提高；专利《一种芳纶沉析纤维增强再生云母纸的方法》，公开号CN101748647A，公开日期：2010.06.23，采用2～20％沉析纤维与经水力制浆的云母为原料，增强了云母纸机械性能，提高了生产效率。上述的专利均介绍的是采用间位芳纶纤维增强云母纸的方法，在一定程度上提高了云母纸的机械性能或介电强度，然而，由于间位芳纶纤维本体的耐热性能有限，其长期使用温度为200℃，难以达到C级绝缘等级及以上材料的要求，难以满足高端领域的使用。随着大型电机向小型化方向发展，特别是风电、核电、高铁牵引电机等设备都要求电机体积小、绝缘强度高、使用寿命长、安全可靠，因此对云母纸也提出了更高的要求，急需制备出机械性能和介电强度更优异的高品质云母纸。【

技术实现要素：
】本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种对位芳纶纤维云母纸的制备方法，采用对位芳纶短切纤维、对位芳纶沉析纤维和云母片为原料，制备出的对位芳纶纤维云母纸机械性能和介电强度突出，热学性能优异。为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：制备步骤如下：(1)将经过硅烷偶联剂改性后的对位芳纶短切纤维疏解分散，得到浆料A；(2)将打浆度为40～65°SR的对位芳纶沉析纤维经过筛选，得到浆料B；(3)向云母片中加入阳离子淀粉溶液形成改性云母浆料进行改性，改性后冲洗干净，得到改性云母片；(4)将浆料A、浆料B和改性云母片混合均匀，得到混合浆料，其中按质量百分数计，对位短切芳纶纤维为10～20％，对位芳纶沉析纤维为20～40％，改性云母片为40～70％；(5)将混合浆料上浆脱水成形，再经过压榨和烘干后热压成型，得到对位芳纶纤维云母纸。进一步地，步骤(1)中对位芳纶短切纤维的长度为4～12mm，纤度1.5D。进一步地，步骤(1)中，硅烷偶联剂的质量浓度为3～10％，用量为相对短切纤维绝干质量的0.1～1％，改性时间1～10h，浆料A质量浓度0.01～0.05％。进一步地，步骤(2)中，对位芳纶沉析纤维经筛分仪筛选，筛选的对位芳纶沉析纤维长度分布在35～140目，浆料B的质量浓度0.1～0.5％。进一步地，步骤(3)中，云母片经过超声波剥离后再经过阳离子淀粉溶液改性，超声波剥离的功率为800～3000W，时间为1～10h。进一步地，步骤(3)中云母片通过筛分选取配比为≦20目：20～40目：≧40目＝(1～3)：(4～6)：3的粒级组合后，再经过阳离子淀粉溶液改性。进一步地，步骤(3)中阳离子淀粉溶液的质量浓度0.01～0.1％，改性云母浆料的质量浓度为10～20％，改性时间10～60min。进一步地，步骤(5)中，上网成型采用超低浓斜网成型，用压力筛筛选混合浆料上网，上网浓度为0.005～0.02％。进一步地，步骤(5)中采用三辊式热压机进行热压成型，且热压温度为280～380℃，线压力为100～300kN/m，辊速为1.0～4.0m/min，热压次数为1～3次。进一步地，步骤(5)中，热压后的对位芳纶云母纸经过280～320℃的烘箱维持保温3～10min。与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：本发明采用对位芳纶短切纤维、对位芳纶沉析纤维和云母片为原料，通过纤维筛分和改性、湿法抄造、热压成型等工艺制备高品质的对位芳纶纤维云母纸，其中对位芳纶沉析纤维是一种新型合成的对位芳纶纤维，相比于传统对位芳纶浆粕纤维，其具有更加优异的液相分散性能和复合增强效果，并且热学性能稳定，初始分解温度高达550℃；本发明采用对位芳纶沉析纤维和对位芳纶短切纤维增强云母纸，但由于对位芳纶沉析纤维和短切纤维的表面惰性较高，且热压过程难以产生熔融，纤维与云母片之间的结合力较弱，导致成纸抄造困难且强度偏低，因此通过云母片和纤维改性处理来增强对位芳纶纤维云母纸的性能，综合了对位芳纶纤维和云母两种材料的优异特性，纸张匀度较好，具备优异的机械强度、介电击穿强度以及耐高温稳定性，抗张强度可达36.6N/cm，撕裂强度可达1.7N，介电强度可达25.7kV/mm，长期使用温度达到300℃以上。本发明方法解决了云母纸强度低、绝缘性能差，以及间位芳纶纤维云母纸难耐高温的问题，并有效提高了成纸的匀度，为机电领域提供了高品质新型绝缘材料，是制备高品质新型复合云母绝缘纸的重要途径，具有重大的市场前景和现实意义。【附图说明】图1是本发明的工艺流程图。【具体实施方式】下面结合附图对本发明做进一步详细说明。参见图1，本发明一种对位芳纶纤维云母纸的制备方法，具体按照以下步骤实施：(1)采用长度4～12mm，纤度1.5D的对位芳纶短切纤维经过硅烷偶联剂改性，硅烷偶联剂的质量浓度3～10％，硅烷偶联剂用量为相对短切纤维绝干质量的0.1～1％，改性时间1～10h，充分疏解分散，得到浆料A，浆料A质量浓度0.01～0.05％；(2)将打浆度为40～65°SR的对位芳纶沉析纤维经过...