[发明专利]一种高平滑绝缘用间位芳纶纸的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明属于绝缘纸领域，具体涉及一种高平滑绝缘用间位芳纶纸的制备方法。

【背景技术】

间位芳纶纸是全球公认的高品质绝缘材料，其耐温绝缘等级为C级(220℃)，在超过200℃的高温环境中仍能保持良好的电气和机械性能，可使机电产品达到F级(155℃)、H级(180℃)耐温绝缘等级，因而间位芳纶纸是电气绝缘行业重要的基础材料。

目前，传统的间位芳纶纸制备方法是以间位芳纶短切纤维和间位芳纶沉析纤维为原料，其中短切纤维纤度1.5～2D，采用斜网纸机单层抄造成形，再通过热压成型工艺制备而得，热压温度为200～380℃，如发明专利《制备间位芳纶纸所用的浆料、生产方法及由该浆料制成的间位芳纶纸及生产方法》(CN：200910216913.6)中所介绍。然而，芳纶纤维的表面惰性较高，纤维间结合疏松，且短切纤维的强度大模量高，难以熔融结合，导致热压后成纸的表面普遍存在起毛的现象。由于间位芳纶纸在后期应用过程中会经过表面喷涂绝缘漆工艺，起毛的纸面就会形成毛刺，在高电压环境中引起场强局部集中，进而出现瞬间击穿的现象，严重威胁电力设备的安全运行。

Kaoru Endoo等针对这种问题，采用复合抄造工艺，在芳纶纸的表面覆合一层由纯沉析纤维抄造的薄纸，由于在热压过程中沉析纤维熔融软化，能够充分包裹镶嵌短切纤维，从而有效的避免了表面起毛现象。然而，沉析纤维尺寸较小，滤水性能极差，易于堵塞成型网孔，且表面惰性较大，难以结合，实际生产过程中纯沉析纤维湿法抄造难以实现。

专利《提高纸张压光效果的装置》(CN：201120227516.1)介绍了一种提高纸张压光效果的装置。用蒸汽润湿植物纸张表面，使纸页水分适当增加，改善了压光效果，有利于减少压光后纸张平滑度的两面差。这种方法主要是利用植物纤维易于吸水发生润涨，从而使纸面纤维变得柔软可塑的特性，然而，芳纶纤维本体憎水，吸水量较小，且传统工艺中后期热压成型温度高达280～350℃，纸张在进入压区之前已经完全烘干，因而该方法适用性较小。

专利《两面平滑度不同的间位芳纶纸的制备方法》(CN：200910216912.1)通过调节同一压区两个压辊的温度差来制备两面平滑度不同的间位芳纶纸，其中压区温度高达240～380℃。这种方法主要适合制备复合绝缘材料用间位芳纶纸，而绝大多数绝缘领域需要的是表面平滑且两面差较小的芳纶纸，如果借鉴此方法依靠高温高压(380℃，150kN/m)作用来制备，不仅效果较弱，平滑度仅达到180s，仍然存在局部起毛现象，并且耗能大，运行成本极高。

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，因此芳纶纸的需求量也越来越大，其质量要求也日益突出，高品质芳纶纸的研究开发意义重大。

【发明内容】

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种高平滑绝缘用间位芳纶纸的制备方法，在保证芳纶纸机械强度和介电性能的同时，有效解决纸张表面起毛的严峻问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

包括以下步骤：

(1)将间位芳纶沉析纤维在水中充分疏解，筛选出纤维长度分布≥100目的浆料A和纤维长度分布＜100目的浆料B；

(2)将浆料A与粗间位芳纶短切纤维充分混合分散，进行成形抄造得到芯层湿纸幅；芯层的绝干质量为100％，其中，浆料A中的间位芳纶沉析纤维的绝干质量占40～60％，其余为粗间位芳纶短切纤维；

(3)将浆料B与超细间位芳纶短切纤维充分混合分散，进行成形抄造分别得到面层湿纸幅和底层湿纸幅；面层和底层的绝干质量相等且分别为100％，其中，浆料B中的间位芳纶沉析纤维的绝干质量占60～80％，其余为超细间位芳纶短切纤维；

(4)按照面层湿纸幅、芯层湿纸幅和底层湿纸幅的顺序从上到下复合，通过压榨、干燥得到芳纶原纸；

(5)将干燥后的芳纶原纸通过浸润液进行浸润处理，浸润液的吸入量相对芳纶原纸绝干质量为20～60％；

(6)将浸润后的芳纶原纸热压成型，制得高平滑绝缘用间位芳纶纸。

进一步地，步骤(1)中浆料A和浆料B的质量浓度均为1～5％g/mL。

进一步地，步骤(2)中的粗间位芳纶短切纤维长度为6～12mm，纤度为2～4D。

进一步地，步骤(3)中的超细间位芳纶短切纤维长度为1～4mm，纤度为0.5～2D。