CN107044073B - 抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸的制备方法 - Google Patents
抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107044073B CN107044073B CN201710418794.7A CN201710418794A CN107044073B CN 107044073 B CN107044073 B CN 107044073B CN 201710418794 A CN201710418794 A CN 201710418794A CN 107044073 B CN107044073 B CN 107044073B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- meta
- aramid
- tio
- nano
- paper
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004760 aramid Substances 0.000 title claims abstract description 111
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 title claims abstract description 96
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 claims abstract description 77
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 44
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 27
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 18
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 15
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims description 10
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 3
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 12
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 44
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 26
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 26
- 238000005360 mashing Methods 0.000 description 16
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 12
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 8
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000012496 blank sample Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 2
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/63—Inorganic compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
本发明提供的一种抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸的制备方法，利用了纳米TiO2改性间位芳纶绝缘纸，可以使本身就具有优异性能的间位芳纶绝缘纸能够抑制空间电荷积聚，具有优异的绝缘性能和机械性能，适用于强电场环境；本发明的制备方法包括以下步骤：a、取间位芳纶短切纤维与间位芳纶纤维浆粕混合，经分散、疏解、打浆制得纸浆混合溶液；b、将步骤a中制得的纸浆混合溶液与纳米TiO2去离子水溶液混合疏解后，打浆制得纳米TiO2改性间位芳纶纸浆；c、将步骤b中制得的纳米TiO2改性间位芳纶纸浆抄造成型，即制得抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸。
Description
技术领域
本发明涉及造纸工业和材料工业交叉技术领域，具体涉及一种抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸的制备方法。
背景技术
大型油浸式电力变压器被广泛应用于输配电，是电力***中最重要的电力设备之一。大型油浸式电力变压器内部主要的绝缘形式是油纸绝缘结构，该结构在变压器的运行过程中会逐渐老化。由于变压器油纸绝缘老化的过程不可逆，而且，绝缘纸缠绕在绕组上，很难通过更换绝缘纸来解决其老化的问题，因此，绝缘纸的老化状态很大程度上决定着变压器的使用寿命。
研究表明，将绝缘材料置于强场下，材料内部的空间电荷会严重影响材料内部的电场分布，而材料内部的电场分布将极大地影响材料的绝缘性能。而且研究发现绝缘材料在交直流条件下空间电荷积聚效应不同，对绝缘性能造成的影响也不同；在高压直流条件下，绝缘材料内部空间电荷的积聚效应比较明显，这会导致绝缘材料内部场强的畸变；在高压交流条件下，绝缘材料内部空间电荷的积聚会产生变化，其变化机理较为复杂，也影响着绝缘材料的内部场强；总体来说，抑制空间电荷的积聚有利于提升绝缘材料的绝缘性能。
间位芳纶绝缘纸是一种常见的油浸式变压器用绝缘材料，但强场作用下的间位芳纶绝缘纸也会因为空间电荷积聚效应而影响其绝缘性能，因此，需要设计出一种能够抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸的制备方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种能够抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸的制备方法。
本发明提供的抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸的制备方法，包括以下步骤：
a、取间位芳纶短切纤维与间位芳纶纤维浆粕混合后，经分散、疏解、打浆制得纸浆混合溶液；
b、将步骤a中制得的纸浆混合溶液与纳米TiO2去离子水溶液混合疏解后，打浆制得纳米TiO2改性间位芳纶纸浆；
c、将步骤b中制得的纳米TiO2改性间位芳纶纸浆抄造成型，即制得抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸；
进一步，所述步骤a中，按重量比1:0.15～0.25取间位芳纶短切纤维与间位芳纶纤维浆粕；
进一步，所述步骤a中，分散方法为超声分散，分散时间为10～15min，温度为50～60℃；
进一步，所述步骤a中，疏解时搅拌速率为2900～3500rpm，搅拌时间为20～30min；
进一步，所述步骤b中，纳米TiO2去离子水溶液的制备方法包括如下步骤：按重量比为1:400取纳米TiO2粒子和去离子水混合制得悬浊液，然后将该悬浊液置于50～60℃温度下，超声处理10～20min，即得纳米TiO2去离子水溶液；
进一步，所述纳米TiO2粒子的粒径为32～38nm；
进一步，所述步骤b中，按重量比为1:0.1～0.15取纸浆混合溶液与纳米TiO2去离子水溶液；
进一步，所述步骤b中，疏解时搅拌速率为2900～3500rpm，搅拌时间为10～40min；
进一步，所述步骤c中，纳米TiO2改性间位芳纶纸浆抄造成型包括以下步骤：先对纳米TiO2改性间位芳纶纸浆进行匀浆处理，然后将匀浆处理后的纸浆在真空状态下进行压榨成型和干燥处理；
进一步，匀浆处理时采用的筛网目数为100～110，匀浆压力为0.1MPa～0.4MPa；压榨成型的压榨力为0.09MPa～0.11MPa；干燥处理的温度为70～80℃，干燥时间为45～55min。
本发明的有益效果：本发明的制备方法采用纳米TiO2对间位芳纶绝缘纸进行改性处理，可以使本身就具有优异性能的间位芳纶绝缘纸能够抑制空间电荷积聚，使其适用于强电场环境。纳米TiO2之所以能够用于间位芳纶绝缘纸的改性，主要是由于添加了纳米TiO2的绝缘纸在经过浸油处理后形成了负极性的外部绝缘，提高了从阴极向油浸绝缘纸中注入负电荷的起始电场强度，使绝缘纸中只存在正空间电荷积聚，此外，纳米TiO2能够在绝缘油界面形成电荷陷阱，降低电子的运动速率，进而大大提高负电荷与正电荷的复合几率，使得绝缘纸中的总电荷量减少，因此，纳米TiO2的加入能够有效改善绝缘纸中空间电荷的积聚和消散特性。本发明的制备方法制得的间位芳纶绝缘纸能够有效的抑制空间电荷积聚，具有优异的绝缘性能和机械性能。
具体实施方式
本实施例的抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸的制备方法，包括以下步骤：
a、取间位芳纶短切纤维与间位芳纶纤维浆粕混合后，经分散、疏解、打浆制得纸浆混合溶液；
b、将步骤a中制得的纸浆混合溶液与纳米TiO2去离子水溶液混合疏解后，打浆制得纳米TiO2改性间位芳纶纸浆；
c、将步骤b中制得的纳米TiO2改性间位芳纶纸浆抄造成型，即制得抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸；
采用纳米TiO2对间位芳纶绝缘纸进行改性处理，可以使本身就具有优异性能的间位芳纶绝缘纸能够抑制空间电荷积聚，使其适用于强电场环境。纳米TiO2之所以能够用于间位芳纶绝缘纸的改性，主要是由于添加了纳米TiO2的绝缘纸在经过浸油处理后形成了负极性的外部绝缘，提高了从阴极向油浸绝缘纸中注入负电荷的起始电场强度，使绝缘纸中只存在正空间电荷积聚，此外，纳米TiO2能够在绝缘油界面形成电荷陷阱，降低电子的运动速率，进而大大提高负电荷与正电荷的复合几率，使得绝缘纸中的总电荷量减少，因此，纳米TiO2的加入能够有效改善绝缘纸中空间电荷的积聚和消散特性。
本实施例中，所述步骤a与步骤b中打浆时采用的打浆设备型号为HK-MJ01，打浆压力为3.33N/mm，飞刀转速为1400rpm，打浆度在30°SR左右；适当切断长纤维，提高纸张的组织均匀性和平滑性，增加纤维结合力，提高纸张的抗张强度、耐磨度和耐折度。
本实施例中，间位芳纶短切纤维、间位芳纶纤维浆粕、纳米TiO2均可在市场上进行购买获取。
本实施例中，所述步骤a中，按重量比1:0.15～0.25取间位芳纶短切纤维与间位芳纶纤维浆粕，优选按重量比1:0.20；间位芳纶短切纤维与间位芳纶纤维浆粕的配比对最终制备的芳纶绝缘纸的性能有极大的影响，短切纤维含量过大或过小都会导致芳纶纸的拉伸强度和断裂伸长率变小，相对介电常数和击穿场强也会受到较大影响，本实施例提供的这个配比为合理配比，制得的间位芳纶绝缘纸具有优异的绝缘性能和机械性能。
本实施例中，所述步骤a中，分散方法为超声分散，分散时间为10～15min，温度为50～60℃；优选分散时间为10min，温度为50℃；所用超声分散处理器的型号为FS-1800N，超声处理过程中，频率为20kHZ，功率为1200W；使用超声分散处理不仅对纤维有机械打浆效应，提高短切纤维的分散性，而且经过超声处理后，纤维的保水值增大，纤维的可及度和反应性能显著提高；超声作用还可以活化间位芳纶纤维表面，使纤维表面张力中极性分子增加，比表面积增加，大大增加了纤维的层间结合能力。
本实施例中，所述步骤a中，疏解时搅拌速率为2900～3500rpm，搅拌时间为20～30min；疏解使用的设备型号为IMT-SJ0104，疏解可以使多根纤维黏结在一块的纤维束分散成单根纤维，有利于提高纸张的匀度、强度和表面平滑度。
本实施例中，所述步骤b中，纳米TiO2去离子水溶液的制备方法包括如下步骤：按重量比为1:400取纳米TiO2粒子和去离子水混合制得悬浊液，然后将该悬浊液置于50～60℃温度下，超声处理10～20min，即得纳米TiO2去离子水溶液；所用超声分散处理器型号为FS-1800N，超声处理过程中，频率为20kHZ，功率为1200W；这个浓度的纳米TiO2去离子水溶液在纸浆中分散效果较好，纳米TiO2能够均匀的分布在绝缘纸中，能有效抑制空间电荷积聚，并提高绝缘纸的抗张强度；而纳米TiO2去离子水溶液浓度过低时，无法在绝缘纸中起到很好的抑制空间电荷团聚的效果，纳米TiO2去离子水溶液浓度过高时，纳米TiO2将出现团聚，形成粒径较大的微米级颗粒，影响绝缘纸中纤维与纤维的氢键作用，降低绝缘纸的抗张强度、击穿强度。
本实施例中，所述纳米TiO2粒子的粒径为32～38nm，优选35nm；这个粒径范围的纳米TiO2粒子能够在纸张中分散均匀，且不会对纤维与纤维本身的氢键结合产生不好的影响。
本实施例中，所述步骤b中，按重量比为1:0.1～0.15取纸浆混合溶液与纳米TiO2去离子水溶液。这个配比制得的绝缘纸的性能优异，能够抑制空间电荷积聚，使其适用于强电场环境。
本实施例中，所述步骤b中，疏解时搅拌速率为2900～3500rpm，搅拌时间为10～40min，疏解使用的设备型号为IMT-SJ0104，疏解有利于提高纸张的匀度、强度和表面平滑度。
本实施例中，所述步骤c中，纳米TiO2改性间位芳纶纸浆抄造成型包括以下步骤：先对纳米TiO2改性间位芳纶纸浆进行匀浆处理，然后将匀浆处理后的纸浆在真空状态下进行压榨成型和干燥处理；采用纸页成型机型号为IMT-CP01，采用湿法抄造。
本实施例中，匀浆处理时采用的筛网目数为100～110，匀浆压力为0.1MPa～0.4MPa；压榨成型的压榨力为0.09MPa～0.11MPa；干燥处理的温度为70～80℃，干燥时间为45～55min；便于制备性能优异的间位芳纶纤维绝缘纸。
以下为具体实施例：
实施例1
1、纳米TiO2去离子水溶液的制备：按重量比为1:400取纳米TiO2粒子(粒径为35nm)和去离子水混合制得悬浊液，然后将该悬浊液置于50℃温度下，超声处理15min，制得分散好的纳米TiO2去离子水溶液；
2、纸浆混合溶液的制备：
(1)混合分散处理：按重量比1:0.15取间位芳纶短切纤维与间位芳纶纤维浆粕混合后，采用型号为FS-1800N的超声分散处理器在去离子水中进行超声分散处理，超声处理过程中，处理器设定的频率为20kHZ，功率为1200W，超声时温度为50℃，分散时间为10min；
(2)疏解处理：分散处理后采用型号为IMT-SJ0104的纤维解离器进行疏解处理，疏解时设定搅拌速率为2900rpm，搅拌时间为20mins；
(3)打浆：疏解完成后采用型号为HK-MJ01的打浆机，设置打浆压力为3.33N/mm，飞刀转速为1400rpm，打浆度在30°SR左右进行打浆处理，制得纸浆混合溶液；
3、纳米TiO2改性间位芳纶纸浆的制备：
(1)混合疏解：按重量比为1:0.1取已制得的纸浆混合溶液与纳米TiO2去离子水溶液混合后，在纤维解离器中，以2900rpm的搅拌速率进行疏解，搅拌时间为10mins；
(2)打浆：疏解完成后采用型号为HK-MJ01的打浆机，设置打浆压力为3.33N/mm，飞刀转速为1400rpm，打浆度在30°SR左右进行打浆处理，制得纳米TiO2改性间位芳纶纸浆；
4、间位芳纶绝缘纸的制备：采用型号为IMT-CP01的纸页成型机对制得的纳米TiO2改性间位芳纶纸浆抄造成型，即制得抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸；具体步骤为：
(1)匀浆：对制得的纳米TiO2改性间位芳纶纸浆进行匀浆处理，匀浆处理时采用的筛网目数为100，匀浆压力为0.1MPa；
(2)绝缘纸的制备：将匀浆处理后的纸浆在真空状态下进行压榨成型和干燥处理，压榨成型的压榨力为0.09MPa；干燥处理的温度为70℃，干燥时间为45min。
实施例2
1、纳米TiO2去离子水溶液的制备：按重量比为1:400取纳米TiO2粒子(粒径为32nm)和去离子水混合制得悬浊液，然后将该悬浊液置于60℃温度下，超声处理10min，制得分散好的纳米TiO2去离子水溶液；
2、纸浆混合溶液的制备：
(1)混合分散处理：按重量比1:0.20取间位芳纶短切纤维与间位芳纶纤维浆粕混合后，采用型号为FS-1800N的超声分散处理器在去离子水中进行超声分散处理，超声处理过程中，处理器设定的频率为20kHZ，功率为1200W，超声时温度为60℃，分散时间为15min；
(2)疏解处理：分散处理后采用型号为IMT-SJ0104的纤维解离器进行疏解处理，疏解时设定搅拌速率为3500rpm，搅拌时间为25mins；
(3)打浆：疏解完成后采用型号为HK-MJ01的打浆机，设置打浆压力为3.33N/mm，飞刀转速为1400rpm，打浆度在30°SR左右进行打浆处理，制得纸浆混合溶液；
3、纳米TiO2改性间位芳纶纸浆的制备：
(1)混合疏解：按重量比为1:0.1取已制得的纸浆混合溶液与纳米TiO2去离子水溶液混合后，在纤维解离器中，以3500rpm的搅拌速率进行疏解，搅拌时间为20mins；
(2)打浆：疏解完成后采用型号为HK-MJ01的打浆机，设置打浆压力为3.33N/mm，飞刀转速为1400rpm，打浆度在30°SR左右进行打浆处理，制得纳米TiO2改性间位芳纶纸浆；
4、间位芳纶绝缘纸的制备：采用型号为IMT-CP01的纸页成型机对制得的纳米TiO2改性间位芳纶纸浆抄造成型，即制得抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸；具体步骤为：
(1)匀浆：对制得的纳米TiO2改性间位芳纶纸浆进行匀浆处理，匀浆处理时采用的筛网目数为110，匀浆压力为0.4MPa；
(2)绝缘纸的制备：将匀浆处理后的纸浆在真空状态下进行压榨成型和干燥处理，压榨成型的压榨力为0.10MPa；干燥处理的温度为80℃，干燥时间为55min。
实施例3
1、纳米TiO2去离子水溶液的制备：按重量比为1:400取纳米TiO2粒子(粒径为38nm)和去离子水混合制得悬浊液，然后将该悬浊液置于55℃温度下，超声处理20min，制得分散好的纳米TiO2去离子水溶液；
2、纸浆混合溶液的制备：
(1)混合分散处理：按重量比1:0.25取间位芳纶短切纤维与间位芳纶纤维浆粕混合后，采用型号为FS-1800N的超声分散处理器在去离子水中进行超声分散处理，超声处理过程中，处理器设定的频率为20kHZ，功率为1200W，超声时温度为55℃，分散时间为10min；
(2)疏解处理：分散处理后采用型号为IMT-SJ0104的纤维解离器进行疏解处理，疏解时设定搅拌速率为2900rpm，搅拌时间为30mins；
(3)打浆：疏解完成后采用型号为HK-MJ01的打浆机，设置打浆压力为3.33N/mm，飞刀转速为1400rpm，打浆度在30°SR左右进行打浆处理，制得纸浆混合溶液；
3、纳米TiO2改性间位芳纶纸浆的制备：
(1)混合疏解：按重量比为1:0.1取已制得的纸浆混合溶液与纳米TiO2去离子水溶液混合后，在纤维解离器中，以2900pm的搅拌速率进行疏解，搅拌时间为40mins；
(2)打浆：疏解完成后采用型号为HK-MJ01的打浆机，设置打浆压力为3.33N/mm，飞刀转速为1400rpm，打浆度在30°SR左右进行打浆处理，制得纳米TiO2改性间位芳纶纸浆；
4、间位芳纶绝缘纸的制备：采用型号为IMT-CP01的纸页成型机对制得的纳米TiO2改性间位芳纶纸浆抄造成型，即制得抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸；具体步骤为：
(1)匀浆：对制得的纳米TiO2改性间位芳纶纸浆进行匀浆处理，匀浆处理时采用的筛网目数为100，匀浆压力为0.3MPa；
(2)绝缘纸的制备：将匀浆处理后的纸浆在真空状态下进行压榨成型和干燥处理，压榨成型的压榨力为0.11MPa；干燥处理的温度为70℃，干燥时间为55min。
实施例4
1、纳米TiO2去离子水溶液的制备：按重量比为1:400取纳米TiO2粒子(粒径为35nm)和去离子水混合制得悬浊液，然后将该悬浊液置于50℃温度下，超声处理15min，制得分散好的纳米TiO2去离子水溶液；
2、纸浆混合溶液的制备：
(1)混合分散处理：按重量比1:0.20取间位芳纶短切纤维与间位芳纶纤维浆粕混合后，采用型号为FS-1800N的超声分散处理器在去离子水中进行超声分散处理，超声处理过程中，处理器设定的频率为20kHZ，功率为1200W，超声时温度为50℃，分散时间为10min；
(2)疏解处理：分散处理后采用型号为IMT-SJ0104的纤维解离器进行疏解处理，疏解时设定搅拌速率为2900rpm，搅拌时间为30mins；
(3)打浆：疏解完成后采用型号为HK-MJ01的打浆机，设置打浆压力为3.33N/mm，飞刀转速为1400rpm，打浆度在30°SR左右进行打浆处理，制得纸浆混合溶液；
3、纳米TiO2改性间位芳纶纸浆的制备：
(1)混合疏解：按重量比为1:0.15取已制得的纸浆混合溶液与纳米TiO2去离子水溶液混合后，在纤维解离器中，以2900rpm的搅拌速率进行疏解，搅拌时间为10mins；
(2)打浆：疏解完成后采用型号为HK-MJ01的打浆机，设置打浆压力为3.33N/mm，飞刀转速为1400rpm，打浆度在30°SR左右进行打浆处理，制得纳米TiO2改性间位芳纶纸浆；
4、间位芳纶绝缘纸的制备：采用型号为IMT-CP01的纸页成型机对制得的纳米TiO2改性间位芳纶纸浆抄造成型，即制得抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸；具体步骤为：
(1)匀浆：对制得的纳米TiO2改性间位芳纶纸浆进行匀浆处理，匀浆处理时采用的筛网目数为100，匀浆压力为0.2MPa；
(2)绝缘纸的制备：将匀浆处理后的纸浆在真空状态下进行压榨成型和干燥处理，压榨成型的压榨力为0.10MPa；干燥处理的温度为70℃，干燥时间为50min。
实施例5
1、纳米TiO2去离子水溶液的制备：按重量比为1:400取纳米TiO2粒子(粒径为35nm)和去离子水混合制得悬浊液，然后将该悬浊液置于50℃温度下，超声处理15min，制得分散好的纳米TiO2去离子水溶液；
2、纸浆混合溶液的制备：
(1)混合分散处理：按重量比1:0.20取间位芳纶短切纤维与间位芳纶纤维浆粕混合后，采用型号为FS-1800N的超声分散处理器在去离子水中进行超声分散处理，超声处理过程中，处理器设定的频率为20kHZ，功率为1200W，超声时温度为50℃，分散时间为10min；
(2)疏解处理：分散处理后采用型号为IMT-SJ0104的纤维解离器进行疏解处理，疏解时设定搅拌速率为2900rpm，搅拌时间为20mins；
(3)打浆：疏解完成后采用型号为HK-MJ01的打浆机，设置打浆压力为3.33N/mm，飞刀转速为1400rpm，打浆度在30°SR左右进行打浆处理，制得纸浆混合溶液；
3、纳米TiO2改性间位芳纶纸浆的制备：
(1)混合疏解：按重量比为1:0.15取已制得的纸浆混合溶液与纳米TiO2去离子水溶液混合后，在纤维解离器中，以2900rpm的搅拌速率进行疏解，搅拌时间为20mins；
(2)打浆：疏解完成后采用型号为HK-MJ01的打浆机，设置打浆压力为3.33N/mm，飞刀转速为1400rpm，打浆度在30°SR左右进行打浆处理，制得纳米TiO2改性间位芳纶纸浆；
4、间位芳纶绝缘纸的制备：采用型号为IMT-CP01的纸页成型机对制得的纳米TiO2改性间位芳纶纸浆抄造成型，即制得抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸；具体步骤为：
(1)匀浆：对制得的纳米TiO2改性间位芳纶纸浆进行匀浆处理，匀浆处理时采用的筛网目数为100，匀浆压力为0.4MPa；
(2)绝缘纸的制备：将匀浆处理后的纸浆在真空状态下进行压榨成型和干燥处理，压榨成型的压榨力为0.10MPa；干燥处理的温度为70℃，干燥时间为50min。
实施例6
1、纳米TiO2去离子水溶液的制备：按重量比为1:400取纳米TiO2粒子(粒径为35nm)和去离子水混合制得悬浊液，然后将该悬浊液置于50℃温度下，超声处理15min，制得分散好的纳米TiO2去离子水溶液；
2、纸浆混合溶液的制备：
(1)混合分散处理：按重量比1:0.20取间位芳纶短切纤维与间位芳纶纤维浆粕混合后，采用型号为FS-1800N的超声分散处理器在去离子水中进行超声分散处理，超声处理过程中，处理器设定的频率为20kHZ，功率为1200W，超声时温度为50℃，分散时间为10min；
(2)疏解处理：分散处理后采用型号为IMT-SJ0104的纤维解离器进行疏解处理，疏解时设定搅拌速率为2900rpm，搅拌时间为30mins；
(3)打浆：疏解完成后采用型号为HK-MJ01的打浆机，设置打浆压力为3.33N/mm，飞刀转速为1400rpm，打浆度在30°SR左右进行打浆处理，制得纸浆混合溶液；
3、纳米TiO2改性间位芳纶纸浆的制备：
(1)混合疏解：按重量比为1:0.15取已制得的纸浆混合溶液与纳米TiO2去离子水溶液混合后，在纤维解离器中，以2900rpm的搅拌速率进行疏解，搅拌时间为40mins；
(2)打浆：疏解完成后采用型号为HK-MJ01的打浆机，设置打浆压力为3.33N/mm，飞刀转速为1400rpm，打浆度在30°SR左右进行打浆处理，制得纳米TiO2改性间位芳纶纸浆；
4、间位芳纶绝缘纸的制备：采用型号为IMT-CP01的纸页成型机对制得的纳米TiO2改性间位芳纶纸浆抄造成型，即制得抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸；具体步骤为：
(1)匀浆：对制得的纳米TiO2改性间位芳纶纸浆进行匀浆处理，匀浆处理时采用的筛网目数为100，匀浆压力为0.1MPa；
(2)绝缘纸的制备：将匀浆处理后的纸浆在真空状态下进行压榨成型和干燥处理，压榨成型的压榨力为0.10MPa；干燥处理的温度为70℃，干燥时间为50min。
空白样：采用上述实施例的制备方法制备的未添加纳米TiO2的间位芳纶绝缘纸。
对空白样及实施例1～实施例6制备的样品进行测试，结果见下表：
由上表可知：本发明的方法制备的间位芳纶绝缘纸的空间电荷注入的阈值场强较空白样有所提升，其中，实施例6制备的样品较空白样增加约为1.95kV/mm。0-5s内电荷消散比例(％)在添加纳米粒子后均有所提高，其中，实施例6制备的样品较空白样的增加量约为29％。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、取间位芳纶短切纤维与间位芳纶纤维浆粕混合后，经分散、疏解、打浆制得纸浆混合溶液；
b、将步骤a中制得的纸浆混合溶液与纳米TiO2去离子水溶液混合疏解后，打浆制得纳米TiO2改性间位芳纶纸浆；
c、将步骤b中制得的纳米TiO2改性间位芳纶纸浆抄造成型，即制得抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸；
所述步骤a中，按重量比1:0.15～0.25取间位芳纶短切纤维与间位芳纶纤维浆粕；
所述步骤b中，按重量比为1:0.1～0.15取纸浆混合溶液与纳米TiO2去离子水溶液；
所述步骤a中，分散方法为超声分散，分散时间为10～15min，温度为50～60℃；所述步骤a中，疏解时搅拌速率为2900～3500rpm，搅拌时间为20～30min；
所述步骤b中，纳米TiO2去离子水溶液的制备方法包括如下步骤：按重量比为1:400取纳米TiO2粒子和去离子水混合制得悬浊液，然后将该悬浊液置于50～60℃温度下，超声处理10～20min，即得纳米TiO2去离子水溶液；所述纳米TiO2粒子的粒径为32～38nm。
2.根据权利要求1所述的抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸的制备方法，其特征在于：所述步骤b中，疏解时搅拌速率为2900～3500rpm，搅拌时间为10～40min。
3.根据权利要求1所述的抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸的制备方法，其特征在于：所述步骤c中，纳米TiO2改性间位芳纶纸浆抄造成型包括以下步骤：先对纳米TiO2改性间位芳纶纸浆进行匀浆处理，然后将匀浆处理后的纸浆在真空状态下进行压榨成型和干燥处理。
4.根据权利要求3所述的抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸的制备方法，其特征在于：匀浆处理时采用的筛网目数为100～110，匀浆压力为0.1MPa～0.4MPa；压榨成型的压榨力为0.09MPa～0.11MPa；干燥处理的温度为70～80℃，干燥时间为45～55min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710418794.7A CN107044073B (zh) | 2017-06-06 | 2017-06-06 | 抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710418794.7A CN107044073B (zh) | 2017-06-06 | 2017-06-06 | 抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107044073A CN107044073A (zh) | 2017-08-15 |
| CN107044073B true CN107044073B (zh) | 2019-04-02 |
Family
ID=59546703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710418794.7A Active CN107044073B (zh) | 2017-06-06 | 2017-06-06 | 抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107044073B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110387770B (zh) * | 2019-07-19 | 2022-02-08 | 陕西科技大学 | 一种掺杂纳米TiO2的抗紫外对位芳纶纳米纸及其制备方法 |
| CN110983494A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-10 | 超美斯新材料股份有限公司 | 一种芳纶基碳纤维的制备方法 |
| CN113528216B (zh) * | 2021-06-29 | 2022-07-29 | 广西大学 | 一种利用纳米TiO2改性葵花籽油制备抗电荷积聚绝缘油 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102154914A (zh) * | 2011-02-24 | 2011-08-17 | 钟洲 | 制备芳纶纸的方法及由该方法获得的芳纶纸 |
| CN102174771A (zh) * | 2011-01-28 | 2011-09-07 | 钟洲 | 添加型间位芳纶纸的制作方法 |
-
2017
- 2017-06-06 CN CN201710418794.7A patent/CN107044073B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102174771A (zh) * | 2011-01-28 | 2011-09-07 | 钟洲 | 添加型间位芳纶纸的制作方法 |
| CN102154914A (zh) * | 2011-02-24 | 2011-08-17 | 钟洲 | 制备芳纶纸的方法及由该方法获得的芳纶纸 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 纳米TiO2 改性绝缘纸的绝缘性能;廖瑞金等;<<高压电技术>>;20141231(第7期);第1932-1939页 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107044073A (zh) | 2017-08-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107044073B (zh) | 抑制空间电荷积聚的间位芳纶绝缘纸的制备方法 | |
| CN110205862B (zh) | 一种芳纶纳米纤维自增强芳纶云母纸的制备方法 | |
| CN106638114B (zh) | 一种聚酰亚胺纸及其制备方法 | |
| CN103582731B (zh) | 导电性芳纶纸及其制造方法 | |
| CN105544286A (zh) | 一种对位芳纶纤维云母纸的制备方法 | |
| CN113463446A (zh) | 一种高导热复合纳米改性绝缘纸的制备方法 | |
| CN112681010A (zh) | 一种大型油浸式变压器用高电导率芳纶绝缘纸基材料及其制备方法 | |
| WO2015033697A1 (ja) | 導電性アラミド紙及びその製造方法 | |
| CN105369686A (zh) | 一种高导电石墨烯碳纤维导电纸及其制备方法 | |
| CN111733624B (zh) | 一种高耐压低阻抗铝电解电容器纸及其制备方法 | |
| CN108978354A (zh) | 一种增强型超级电解电容器隔膜纸及其生产方法 | |
| CN103321085A (zh) | 一种高物理强度绝缘性间位芳纶纸及其制备方法和应用 | |
| CN108166320A (zh) | 一种机内涂布制备低紧度高强度电解电容器纸的方法 | |
| CN106245460A (zh) | 一种纳米碳化硅改性绝缘纸及其制备方法和应用 | |
| CN106920592B (zh) | 一种电力电缆 | |
| CN107354808A (zh) | 一种抗击穿性能优异的芳纶/聚酰亚胺纤维复合绝缘纸及其制备方法 | |
| CN106960701B (zh) | 一种复合耐击穿电力电缆 | |
| CN107354805A (zh) | 一种抗起毛高机械强度型间位芳纶纸 | |
| Chen et al. | Effect of cellulose nanocrystals on the performance of oil-immersed transformer insulating paper | |
| CN103880326A (zh) | 云母纸及生产方法 | |
| CN106758543A (zh) | 一种低吸水性低收缩率的变压器用芳纶纤维基绝缘纸及其制备方法 | |
| CN114613561A (zh) | 一种间位芳纶/纳米氧化铝绝缘纸的制备方法 | |
| CN111499956B (zh) | 一种抗水树老化的复合材料及其制备、应用和性能测试方法 | |
| CN113832778A (zh) | 一种基于纳米氮化硅改性的导热绝缘纸的制备方法 | |
| CN106320059A (zh) | 一种含有改性蒙脱土的绝缘纸的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |