[发明专利]一种改性纤维素绝缘纸的制备方法

说明书

本发明涉及一种改性纤维素绝缘纸的制备方法，属于绝缘材料制备技术领域。本发明首先通过微爆破，在保持桦木纤维本身物理力学性及外观完整的条件下，在加压和瞬间释压过程中纤维内部产生压力差，使得桦木纤维内部形成由内向外冲击的高压气流，在该高压气流的作用下，桦木纤维细胞壁和纹孔膜等薄弱组织被破坏进行初步解纤，接着再将解纤后的纤维和酒石酸混合高温高压蒸煮，打浆氧化制得改性纸浆，接着利用硅酸钠和盐酸以及氨丙基三乙氧基硅烷反应，制得改性纳米二氧化硅，将其和改性纸浆混合后抄造，热压反应即得改性纤维素绝缘纸，本发明制得的绝缘纸绝缘性能好，机械强度高，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种改性纤维素绝缘纸的制备方法，属于绝缘材料制备技术领域。

背景技术

目前的大型电力变压器多为油浸式电力变压器，其绝缘主要由油、纸、纸板和其他固体绝缘等构成的固体-油绝缘结构。油纸绝缘是变压器中一种典型的固液复合绝缘，其性能对变压器长期运行的安全性和可靠性起到决定性作用。越来越高的电压等级和小型化均要求绝缘介质必须具有更高的绝缘强度和机械强度，传统的油纸复合绝缘已经越来越难满足要求。

纤维素绝缘纸是油浸式电力变压器中应用最广泛的内绝缘材料之一，由于运行期间无法更换，其机械及绝缘性能的好坏直接决定着变压器的使用寿命。实际变压器中，绝缘纸长期受到高强度电场应力的作用，一旦发生击穿将导致变压器故障。如能提升绝缘纸的电气性能，便可节省绝缘纸的使用量，延长绝缘纸的工作寿命，减小变压器油隙的宽度，进而限制变压器的体积和铁芯损耗。

因此，开展绝缘纸的改性，研制出一种机械性能以及绝缘性能优异的新型绝缘纸对绝缘材料制备技术领域意义重大。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对目前传统的纤维素绝缘纸应用在实际变压器中，绝缘纸长期受到高强度电场应力的作用，其机械性能和绝缘性能仍然较差，难以长期使用，影响工作寿命的缺陷，提供了一种改性纤维素绝缘纸的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种改性纤维素绝缘纸的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）称取桦木屑放入蒸汽爆破装置的汽爆罐中，并向汽爆罐中通入预热蒸汽，直至汽爆罐中压力达2.5～3.0MPa，保压30～50s后，打开汽爆罐出料阀门，使汽爆罐中物料瞬间喷射进入接收罐中，收集接收罐中物料，得汽爆湿料；

（2）将上述汽爆湿料和水混合后放入打浆机中，打浆至打浆度为40°SR，得到浆料，将浆料放入高压蒸煮锅中，再向高压蒸煮锅中加入酒石酸，高压蒸煮6～8h，得到预处理纸浆；

（3）将上述预处理纸浆和高锰酸钾混合后放入水浴锅中，加热升温至70～80℃，保温搅拌反应30～40min，得到改性纸浆，备用；

（4）称取质量分数为30%硅酸钠溶液装入烧杯中，再向烧杯中滴加浓度为1mol/L盐酸调节硅酸钠溶液pH至5.0～6.0，搅拌反应15～20min，得到混合液，继续向烧杯中加入氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌20～30min后加热升温至60～70℃，继续搅拌反应15～20min，再在室温下静置陈化1～2h，过滤分离得到滤渣；

（5）按重量份数计，称取60～80份备用的改性纸浆、3～5份玉米淀粉、15～20份上述滤渣、3～5份桃胶混合后倒入抄取容器中，用浓度为0.5mol/L盐酸调节pH至5.0～5.6，抄制成正方形绝缘纸坯体，再用热压机热压，最后放入烘箱，干燥出料，即得改性纤维素绝缘纸。

步骤（2）中所述的汽爆湿料和水的质量比为1:5，酒石酸的加入量为浆料质量的3%，高压蒸煮的压力为2.0～2.5MPa，高压蒸煮的温度为200～250℃。

步骤（3）中所述的预处理纸浆和高锰酸钾的质量比为10:1。