[发明专利]一种基于纳米MgO改性的低介电常数绝缘纸的制备方法

说明书

本发明一种基于纳米MgO改性的低介电常数绝缘纸的制备方法，通过添加纳米材料来制备改性绝缘纸，纳米MgO与纤维素之间具有良好的结合能，增大了其与纤维素之间的接触界面，界面内纳米MgO对纤维中极性基团的束缚作用以及界面内陷进对载流子的作用，给绝缘纸带来了更加优良的介电性能，在保证其强度的前提下可以增强其电气绝缘性能；采用APTES对纳米MgO进行改性可提高纳米MgO在绝缘纸中的分散性，能有效降低团聚现象，提升绝缘纸的性能；对绝缘纸浆加入盐酸及醋酸镁，能够有效提升其击穿场强，提高绝缘纸性能；采用多段不同温度热压，能够使制得的绝缘纸厚度更均匀，且能够提升其拉伸强度。

技术领域

本发明涉及绝缘纸的制备技术领域，具体涉及一种基于纳米MgO改性的低介电常数绝缘纸的制备方法。

背景技术

油浸式电力变压器作为电力系统中能量输送和转换的核心设备，在电网中起着至关重要的作用。目前，大型电力变压器主要采用绝缘纸与绝缘油组成的复合绝缘结构。油纸绝缘系统中，绝缘油主要为矿物绝缘油，其主要成分为烃类化合物，相对介电常数约为2.2。绝缘纸主要成分为纤维素，相对介电常数约为3.5-4.4。在油纸复合电介质中，场强分布与介电常数成反比。油纸绝缘系统中，低介电常数的变压器油承受了更高的电场强度，且变压器油相对于绝缘纸的击穿场强要低，故油纸绝缘系统中，变压器油容易首先被击穿。

降低绝缘纸的介电常数，将使油浸变压器中、油纸绝缘系统中的电场分配更加合理，变压器油中的场强将会相对减小，更有利于提高油纸复合绝缘的击穿电压，从而提高绝缘的可靠性。因此，研究低介电常数的改性绝缘纸对于变压器的可靠运行具有重要的价值。

纳米粒子被广泛用于绝缘材料的改性。纳米MgO由于其介电常数小，材料均匀性好等优点，被选择用来制备低介电常数的改性绝缘纸。因此，本发明用纤维素绝缘纸作为原料，用纳米MgO对其进行改性，利用湿法造纸技术抄造制得具有低介电常数的纳米MgO改性绝缘纸。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种介电常数低于传统纤维素绝缘纸，使油纸绝缘系统电场分配更合理，提高了绝缘可靠性的基于纳米MgO改性的低介电常数绝缘纸的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种基于纳米MgO改性的低介电常数绝缘纸的制备方法，包括以下步骤：

（1）用去离子水浸泡绝缘纸，得到湿纸浆；

（2）将步骤（1）制得的湿纸浆加入打浆机中打浆处理并脱水，得到纸浆；

（3）向疏解器中加入去离子水及步骤（2）制得的纸浆，将纸浆疏解为纸浆悬浊液；

（4）在所述的纸浆悬浊液中添加盐酸及醋酸镁超声分散0.5～0.8h，得到改性的纸浆悬浊液；所述盐酸的添加量为纸浆悬浊液体积的0.25～0.35%，所述醋酸镁的添加量为纸浆悬浊液重量的0.15～0.25%；

（5）将纳米MgO粒子及聚乙二醇加入去离子水中，超声分散55～65min，得到超声分散液；在超声分散液中添加APTES，超声分散四次，每次35～40min，每次间隔15min，经抽滤、干燥，得到改性纳米MgO；所述APTES的添加量为纳米MgO粒子重量的12～15%；

（6）在改性纳米MgO中加入去离子水制备得到纳米粒子悬浊液；

（7）在解离器中加入步骤（4）制得的改性的纸浆悬浊液及步骤（6）制得的纳米粒子悬浊液，搅拌25～30min，充分混合，得到混合液；

（8）将所述的混合液放入纸张成型器中成型湿纸页；

（9）将所述的湿纸页放入热压机上进行热压，得到热压的湿纸页；

（10）对所述的热压的湿纸页进行真空干燥,再进行压光处理，即得所述的基于纳米MgO改性的低介电常数绝缘纸。