[发明专利]一种玄武岩纤维分散及采用玄武岩纤维制造绝缘纸的方法

说明书

本发明公开了一种玄武岩纤维分散及采用玄武岩纤维制造绝缘纸的方法，通过采用一定的工艺技术采用磨浆机进行分散处理即可得到分散良好的玄武岩纤维悬浮液，将其与绝缘浆混合抄造后可得到含有玄武岩纤维的绝缘纸。本发明的分散方法省时高效，方法简单，无需采用传统的酸或者碱溶液进行处理，优势明显。

技术领域

本发明属于造纸领域，具体涉及一种玄武岩纤维分散及采用玄武岩纤维制造绝缘纸的方法。

背景技术

玄武岩纤维是以火山喷发形成的特定玄武岩为原料生产出的连续纤维、岩棉等产品，其生产过程中不产生有毒物质，无废气、废水、废渣排放，是一种绿色的工业材料。作为一种高性能无机纤维，玄武岩具有较高的强度性能、优良的热稳定性、良好的介电性能以及很好的化学稳定性，此外，还具有抗辐射、绝热隔音的特点，在防火隔热、过滤环保、建筑建材、电子技术、电工绝缘等领域具有广阔的应用前景。

新能源技术的发展和现有对电器设备小型化、高性能化需求的增加使新型绝缘材料的开发成为了绝缘领域的研究热点和企业关注的焦点之一。纸基绝缘材料具有质量轻、密度小、易加工等优势。目前纸基绝缘材料主要有由植物纤维制备的绝缘材料和芳纶纤维制备的绝缘材料(如Nomex纸)。植物纤维绝缘纸价格低，但由于其自身化学特性使其应用温度一般不超过120℃；而芳纶绝缘纸热稳定性好，可在200℃下连续使用十年，但价格极高。当材料使用温度需求在120℃～200℃之间时，往往需要采用将植物纤维与芳纶纤维进行混合抄造制备绝缘纸，但芳纶纤维的加入无疑增加了材料使用成本。此外，当在极端环境时，由于植物纤维和芳纶纤维无法满足要求，也会产生材料失效的问题。

玄武岩纤维作为一种高性能纤维不仅耐高温，而且也具有极好的耐低温特性。此外，玄武岩纤维的体积电阻率大于10¹²Ω·m，比E玻璃纤维高一个数量级，因此也具有较高的绝缘性能。然而，采用玄武岩短切纤维造纸存在纤维分散性极差、易团聚，在湿法造纸过程中成纸匀度差，导致综合性能差的问题，无法满足使用要求。现有的分散方法通常需要采用大量的酸或者碱溶液对玄武岩纤维进行处理(CN102454128B、CN101503280B、CN110219201A)，该方法容易带来二次污染，同时会降低设备使用寿命并可能会危害人员健康。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种玄武岩纤维分散及采用玄武岩纤维制造绝缘纸的方法，以克服采用玄武岩纤维湿法抄造过程中分散性能不佳以及玄武岩纤维制备性能差异化绝缘纸的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种玄武岩纤维分散及采用玄武岩纤维制造绝缘纸的方法，包括以下步骤：

(1)将超细玄武岩纤维与水混合，采用疏解机进行分散，疏解质量浓度为1％～7％；

(2)采用过滤浓缩方法将疏解后的玄武岩纤维进行浓缩，浓缩后的质量浓度为5％～12％；

(3)将浓缩后的玄武岩纤维浆料放在PFI磨浆机中进行处理，处理条件为：磨浆间隙为0.1～0.15mm，磨浆转数100r～600r，磨浆时间为4s～21s，使玄武岩纤维浆料的打浆度为14～18°SR；

(4)将经磨浆处理后的玄武岩纤维浆料加水稀释至质量浓度为1.0％～1.5％，进行疏解，疏解过程中加入无机胶粘剂，无机胶粘剂占玄武岩纤维的质量比例为0％～20％；

(5)将步骤(4)疏解后的玄武岩纤维浆料与有机纤维按照绝干质量比为10:0～5:5进行混合后，进一步稀释至质量浓度为0.2‰～0.6‰，经上网成形，压榨、烘干后得到绝缘纸原纸；

(6)对绝缘纸原纸进行热压处理，得到含有玄武岩纤维的绝缘纸。

进一步地，步骤(1)所述的超细玄武岩纤维是由玄武岩连续纤维切断而成，其长度3～8mm，直径7～15μm，优选直径为8～12μm。