[发明专利]一种基于冰模板法制备高导热云母纸的方法

说明书

本发明公开了一种高导热云母纸的制备方法，包括以下步骤：1)将导热填料、粘接剂和分散剂搅拌均匀，进而将其与云母粉和水进行混合，将制备得到合适浓度的浆液置于流浆箱中；2)将浆液喷到网上，上网纸料在成形板上进行快速单向冷冻；3)对冷冻后的纸料进行冻干、压榨压实处理，最后经过压光修饰得到高导热云母纸。本发明制备得到的云母纸在较低填料含量下拥有较高的纵向热导率和较好的透气性及绝缘性能。

技术领域

本发明涉及中大型电机主绝缘高导热云母纸生产制造技术领域，更具体涉及一种高导热性云母纸的制造方法。

技术背景

云母纸是以碎云母为原料，在云母鳞片之间范德华力和静电吸引力共同作用下结合成的纸状非金属绝缘材料，它保持了天然云母耐高温、耐高压、耐绝缘、耐电晕等性能。云母纸在电气行业广泛应用于高压电机的生产。为了适应工业电气不断发展对电机绝缘性能要求的不断提高，高导热云母绝缘材料的研制具有十分重要的意义。然而，现有的云母纸在加入导热填料后均面临着透气性及电绝缘性能较差等的问题，导致其在应用于高压电机后运行过程中散热性能较差，导致绝缘的电性能、机械性能和使用寿命降低。因此如何提高云母纸绝缘材料的耐压和导热性是急需考虑并解决的问题。

发明内容

为了解决现有的电机主绝缘云母纸绝缘水平低导热性能差的缺陷，本发明提供了一种高压电机用高导热云母纸材料的制备方法。通过冰模板技术使填料在云母纸中垂直于纸面的方向形成快速导热通道，同时，云母纸在干燥过程中水分挥发所产生的多孔结构使其具有良好的透气性。最终制备得到的高导热云母纸材料具有良好的散热性能和导热性能。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种冷冻铸造技术制备定向高导热云母纸的方法，包括如下步骤：

(1)称取一定质量比例的导热填料、粘结剂和分散剂进行混合并搅拌均匀。

(2)将适量云母粉和步骤(1)所得的溶液加入到一定质量的水中，搅拌到浆料均匀为止。

(3)将步骤(2)所得的浆料投入流浆池中，以接近于网速的喷浆速度喷到胸辊中心线附近的网上。上网纸料被传送到装有液氮的成形板上方后，浆料中的水分在垂直于成形板方向迅速结晶，云母粉、填料和粘结剂被集中挤压到冰晶之间，云母纸浆实现定向冷冻。

(4)将步骤(3)成形的冰冻纸料通过引纸辊传送到冷冻干燥装置进行冻干，使云母纸张含水率5％以下，进而传送到压榨部进行多次压榨处理来减小云母纸厚度增大填料密度和接触面积。再通过干燥、冷缸冷却、卷取处理即可制得所需的高导热云母纸。

所述粘结剂为聚维酮、聚乙二醇、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠或聚乙烯醇的一种或多种。

所述导热填料为氮化硼、氮化硅、氮化铝、氧化镁、氧化硅或氧化铝的一种或多种。

所述分散剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、乙酸、丙酮或甲苯的一种或多种。

所述填料溶液原料的质量比为粘结剂：导热填料：分散剂＝1：1～2：1～10。

所述云母纸浆中导热填料与云母粉的质量比为＝1：2～19，并加水将固含量调节为20％-30％。

所述成形板为铜板，通过在铜板内部不断注入液氮从而达到将浆料在铜板上方快速冷冻的目的。

所述冷冻干燥装置中，干燥室内真空度为10Pa，冷冻温度为-50℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明制得的云母纸由于导热填料的定向排列，在垂直于纸面方向导热性成倍增加，纸在干燥过程中水分挥发形成的较多空隙使其具有良好的透气性，浸渍后具有较高的导热系数和击穿场强。

附图说明

图1高导热云母纸制备工序

具体实施方式