[发明专利]一种微纳米纤维素纤维/芳纶复合绝缘纸及其制备方法

说明书

本发明属于绝缘纸制备技术领域，公开了一种微纳米纤维素纤维/芳纶复合绝缘纸及其制备方法。所述复合绝缘纸包含30～70wt.％的芳纶短纤维、20～50wt.％的芳纶浆粕和10～20wt.％的微纳米纤维素纤维。分别将芳纶短纤维、芳纶浆粕和微纳米纤维素纤维与水混合疏解，打浆，稀释，得到浆料；将浆料流送至造纸机，抄造成形，干燥，热压后得到微纳米纤维素纤维/芳纶复合绝缘纸。本发明采用微纳米纤维素纤维与芳纶复合制备绝缘纸，介电损耗可以达到1.5～2，横幅定量不匀率降至3％以下，抗张强度、撕裂强度能提高10％以上。

技术领域

本发明属于绝缘纸制备技术领域，具体涉及一种微纳米纤维素纤维/芳纶复合绝缘纸及其制备方法。

背景技术

绝缘纸广泛用作电机、电缆、电容器和变压器等设备的绝缘材料，也是层压制品、复合材料和预浸材料等绝缘材料的主要组成材料。由于绝缘纸的特殊用途，要求其必须具备一些不同于其它纸种的特性，主要包括机械性能、电气性能和热稳定性。制备高性能绝缘纸，常用的原材料是芳纶纤维和浆粕。制造工艺，采用造纸工艺制备出原纸，再进行热压处理。

目前中低档绝缘纸在某些性能方面存在不足，如性能不稳定、机械强度差、耐高温性不够、耐老化性能差、对环境造成污染等问题，严重影响了变压器设备向大容量化、特高压发展的前景。特别是绝缘纸的介电性较差，导致产品的寿命大大降低。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种微纳米纤维素纤维/芳纶复合绝缘纸。本发明针对绝缘纸的介电性，选择微纳米纤维素纤维与芳纶纤维复合对绝缘纸进行改性，达到改善绝缘纸性能，降低介电损耗，延长绝缘纸寿命的目的。

本发明的另一目的在于提供上述微纳米纤维素纤维/芳纶复合绝缘纸的制备方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种微纳米纤维素纤维/芳纶复合绝缘纸，所述复合绝缘纸包含30～70wt.％的芳纶短纤维、20～50wt.％的芳纶浆粕和10～20wt.％的微纳米纤维素纤维。

优选地，所述复合绝缘纸的定量为10～200g/m²，更优选为40～100g/m²；厚度为15～2000μm，更优选为60～150μm；紧度0.6g/m³，定量不均匀率≤3％，介电常数2。

优选地，所述芳纶短纤维的纤维长度为3～6mm；芳纶浆粕打浆度在40～80°SR；微纳米纤维素纤维的纤维直径为500nm～3μm。

优选地，所述芳纶短纤维和芳纶浆粕中的芳纶是指对位芳纶(1414)或间位芳纶(1313)。

优选地，所述微纳米纤维素纤维的来源为针叶木浆或阔叶木浆。

上述微纳米纤维素纤维/芳纶复合绝缘纸的制备方法，包括如下制备步骤：

(1)分别将芳纶短纤维、芳纶浆粕和微纳米纤维素纤维与水混合疏解，打浆，稀释，得到浆料；

(2)将浆料流送至造纸机，抄造成形，干燥，热压后得到微纳米纤维素纤维/芳纶复合绝缘纸。

优选地，步骤(1)中所述稀释后得到的浆料浓度为0.005～0.1wt.％。

优选地，步骤(2)中所述抄造成形是指采用湿法造纸单层或多层成形方法抄造成形。更优选采用如下方法抄造成形：

分别将芳纶短纤维浆料、芳纶浆粕浆料和微纳米纤维素纤维浆料送至造纸机的三个相邻流道，使三层浆料先后在同一区域层叠抄造成形，得到湿纸页。

优选地，步骤(2)中所述抄造成形前，对浆料进行整流，使浆料呈现高强微湍的流动状态。

优选地，步骤(2)中所述热压的温度为400～450℃。