[发明专利]一种高结合型云母复合绝缘纸材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种高结合型云母复合绝缘纸材料的制备方法，属于绝缘材料技术领域。在本发明技术方案中，采用芳纶纤维和芳纶浆粕复合进行改性，由于基础的纯云母纸是依靠鳞片之间相互叠加而成形，鳞片之间结合力差，形成的孔隙多，导致云母纸力学性能低，难以直接应用，而芳纶云母复合纸利用芳纶短切纤维自身细又长的特点将云母鳞片与芳纶浆粕连在一起，为纸张提供骨架作用，同时芳纶浆粕比较柔软，易缠绕，附在云母鳞片表面及形成的孔隙之中，两种芳纶纤维的共同作用提高了云母纸的整体性能，进一步提高了材料的力学强度，同时结合的包覆改性层，有效提高芳纶改性材料与云母材料的结合强度，降低材料结合不佳导致材料力学性能下降的缺陷，进一步改善材料的结合强度和力学性能。

技术领域

本发明涉及一种高结合型云母复合绝缘纸材料的制备方法，属于绝缘材料技术领域。

背景技术

电气绝缘材料是现代电机设备中的重要材料，广泛地应用在牵引电机、高压发电输电设备以及电器电子，家电，新能源等领域。随着工业技术的高速发展，铁路电气化进程加快，高压直流输电技术高速发展，国家电网的不断建设，我国大型电机设备逐渐趋向于特高电压、大容量、体积小、重量轻、运行可靠等方向，相应地对各类电气绝缘材料的安全可靠性提出了更高的要求，尽可能地满足绝缘材料经常在高温，电击，机械各种恶劣环境中的应用。云母制品以耐高温，耐电晕，以及良好的耐击穿特性，成为大型高压电机的关键材料，主要包括云母带，云母垫片，云母层合板等，应用在大型机组定子线圈绝缘，电缆防火，家电等领域。同时，芳纶纸在绝缘纸中也占有重要成分，它以高性能芳纶纤维通过湿法成型而获得的一种具有优异的耐高温，耐击穿，良好力学性能的纸张，广泛地应用在电机绝缘中，如变压器线圈端类绝缘，片形电气绝缘等场合。目前云母制品及芳纶

纸不断改进和发展，以满足电机设备运行要求和社会环保要求。

云母是一种自然生成的层状硅酸盐类矿物，因其具有优异的介电性能，耐温性能

（1000℃以上），耐电晕性能，以及易解离、来源广泛、成本低等特点广泛应用在电气、建材、塑料填料、化妆品等各种工业。云母呈透明的薄片状，晶体结构是由2﹕1型，是由氧原子与硅原子形成的四面体和中间包含着铝氧八面体。在其晶体结构中，上下两个硅氧四面体行成的六方环中间，存在某些阳离子，这是因为硅氧四面体中有1/4的Si⁴⁺被A1³⁺取代，部分裸露的负电荷，需要跟阳离子电位互补。处在层间的阳离子破环了在硅氧四面体和铝氧八面体之间的结合力，因此，云母层间结构更易分层，使云母具有优异的解离性。这种六方环结构相当稳定，可阻止电子流通，尤其是当作用于垂直解离面时，具有很好的绝缘性，低的介电常数，比较高的体积和表面电阻，可以抵抗电晕，电弧，同时膨胀系数小、耐温性能好。在电气工程上应用最广泛的是白云母、金云母、合成云母等。

目前单纯的云母纸因为其机械强度低，而采用大量的胶黏剂或树脂加以补强，多胶云母带的电机绝缘材料，因胶粘剂含量多，导致纸张中云母量低，虽具有很高的力学强度，但影响了其电气性能和热性能，同时热量传递速度慢，电机温升较大。以少胶云母带的主绝缘，运用真空压力浸渍(VPI)工艺，可以保障电机良好运行时的电击隔离能力，为此保证少胶云母带的机械强度也将是未来需要解决的问题。同时，人类对生存环境的保护意识逐渐在提高，大量胶黏剂树脂的使用和挥发的有害物质，会对生态环境造成一定的影响。这就要求云母纸材料应向少胶、无胶方向发展，提高材料中云母含量，从而提高耐温性与耐电晕性以延长材料的使用寿命和满足大型电机运行的剧烈振动产生的应力和温升。云母制品中的补强材料也存在一些问题，如云母带中的复合聚酰亚胺薄膜可以有效的防电晕，降低介电常数，但这种薄膜机械韧性差，易刺穿，造成电气事故；云母与玻璃布复合时在生产中易断纸。所以人们逐渐采用和开发高性能的的合成纤维与云复合制备符合电气工业发展的绝缘材料。