[发明专利]一种基于电场定向制备高导热云母纸的方法

说明书

本发明公开了一种定向高导热云母纸的制备方法，包括以下步骤：1)将导热填料、云母粉、水、粘接剂进行混合搅拌，制备得到的合适浓度的浆液置于流浆箱中；2)将云母纸浆在直流电场作用下进行抄造；3)将抄造的纸料进行压榨、烘干和冷却处理，最后经过压光修饰即可。本发明在云母纸抄造过程中通过施加直流电场，使得制备得到的云母纸在保持其优良的电气性能和透气性的同时，导热性能大幅度提高。

技术领域

本发明属于中大型电机主绝缘云母纸生产制造技术领域，更具体涉及一种高导热云母纸的制造方法。

技术背景

传统的云母纸是用化学法或水力机械法把碎云母片打成纸浆，进而在造纸机上经过抄造、压榨、烘干和压光处理成工业可用的绝缘纸。制备得到的云母纸厚度均匀，介电强度波动范围小，且保持了天然云母的多种优良特性，是我国高压电机定子绝缘的主要材料。为了达到国家发展对电机行业不断提出的高要求新标准，目前主要有两个方法可提高绝缘层的导热能力：①降低绝缘层的厚度，但绝缘层变薄会使其电气性能下降；②在厚度不变的情况下提高绝缘材料的散热性能，可通过在云母绝缘中加入适量导热填料来提高其导热系数。然而，若导热填料量不足，填料颗粒无法相互接触形成导热通道，但填料的增加又会导致云母纸电气性能下降。因此如何在填料较少的情况下大幅度提高云母纸绝缘材料的热导率，同时保持其良好的耐压性能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。通过对云母浆料在抄造脱水过程施加匀强电场，使得云母纸填料在电场作用下在垂直于纸面的方向形成定向导热通道，最终制备得到的云母纸材料在具备良好导热性能和透气性的同时保持着优异的电气性能。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种在电场作用下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)在圆网纸机抄造处下毛毯的上下装设极板，将上下极板通直流电，使其形成较为均匀的电场。

(4)将步骤(3)所得的浆料投入流浆池中，提取到圆网造纸机下毛毯上进行抄造。在纸浆脱水过程中，导热填料逐渐沿着电场方向排列，导热通道由此形成。

(5)将步骤(4)抄造成形的云母纸进行压榨压实处理，使云母鳞片紧密叠合的同时增加导热填料在垂直纸面方向的致密度和接触面积，导热性能由此增加。最后经过干燥、冷却、卷取处理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。

所述高导热无机粉体为氮化硼、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。

所述云母浆料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0.5％-1％。

所述抄造过程中在毛毯上下方放置极板，施加直流电压范围为220V～1kV。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在云母纸浆脱水抄造过程中令填料形成垂直于纸面方向的良好导热通道，经过压榨压实处理后增加了导热填料的接触面积。制得的云母纸在添加填料较少的情况下具有较高的热导率，一定程度上保持了云母纸原本的优良性能。浸渍后有效提高了电机绝缘的散热能力。

具体实施方式