[发明专利]一种绝缘浆及其制备方法

说明书

本发明公开了一种绝缘浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)物理纯化：以竹浆为原料，通过筛选去除竹浆中的杂细胞和粗渣；(2)化学纯化：将步骤(1)得到的竹浆，其竹龄＜1年时，通过酸处理去除金属离子，降低卡伯值和灰分含量；当竹龄≥1年时，酸处理后还进行碱处理和/或螯合处理；(3)超声协同处理：将步骤(2)得到的竹浆用超声波协同碱土金属盐溶液进行处理，最后用超纯水洗涤得到绝缘浆。采用本发明方法制备的绝缘竹浆具有化学纯度高、物理强度好、成本低等优点，能够满足绝缘浆的质量要求，可用于生产各种电气绝缘用纸。

技术领域

本发明涉及绝缘材料技术领域，具体为一种绝缘浆的制备方法。

背景技术

植物纤维绝缘纸因其成本低廉、性能优良和环保等优点广泛应用于电气设备中。纸浆的纯度很大程度上决定了绝缘纸的电气性能和使用寿命，并进一步影响到电气产品的性能。近年来，电气产品的快速发展迭代对绝缘浆的灰分、电导率及金属离子含量等指标提出了更高的要求。然而，绝缘浆的基础理论研究和应用研发均滞后于发展需要，且在绝缘浆的制备方面存在一些问题。其一，森林资源匮乏，没有足量的针叶木用于生产绝缘浆；其二，国产绝缘浆在灰分、铁离子含量、纸浆强度等方面与进口绝缘浆相比略显不足，导致我国所需高纯度绝缘浆主要依赖进口。

传统绝缘浆大多以针叶木浆、麻浆或者棉浆为原料，本发明首次以竹材为原料制备绝缘浆。竹材有很多优点，如产量大，速生，成材期短，且竹纤维的强度好。但是其制备绝缘浆也存在一些难点：不同竹龄、竹种的竹浆性能上有很大差异，如木素、杂细胞、灰分含量等，这些都会影响绝缘浆的纯度，进而影响电气性能。因此，要解决原料来源问题并生产出符合要求的绝缘竹浆，必须根据竹材的性质，细化制备方法、完善生产工艺，进而提高竹浆的利用率和纯度，达到绝缘浆的质量要求。

发明内容

为满足电气行业发展的需要，在绝缘浆的制备领域实现国产替代，本发明提供了一种绝缘浆的制备方法。该方法以竹材为原料，将碱法蒸煮得到的竹浆进行物理纯化、化学纯化和超声协同处理。所得绝缘竹浆的灰分、电导率与铁离子含量很低，聚合度高，抄纸后，纸张的物理强度好，可用于生产各种电气绝缘用纸。相比于传统制备工艺，本方法的适应性更广、效率更高、针对性更强，较为系统的解决了竹材制备绝缘浆中存在的问题。

一种绝缘浆的制备方法，包括以下步骤：

(1)物理纯化：以竹浆为原料，通过筛选去除竹浆中的粗渣和杂细胞；

(2)化学纯化：将步骤(1)得到的竹浆，其竹龄＜1年时，通过酸处理去除金属离子，降低卡伯值和灰分含量；当竹龄≥1年时，酸处理后还进行碱处理和/或螯合处理；

(3)超声协同处理：将步骤(2)得到的竹浆用超声波协同碱土金属盐溶液进行处理，最后用超纯水洗涤得到绝缘浆。

优选地，步骤(2)中，酸处理所用酸为硫酸、乙酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸中的至少一种；酸处理过程中，浆浓为2％～10％、酸用量为0.2％～6.0％(相对于绝干浆的质量分数)、温度为25℃～100℃、时间为20min～360min。

优选地，步骤(2)中，碱处理所用碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种；碱处理过程中，浆浓为5％～15％、碱用量为0.5％～10％(相对于绝干浆的质量分数)、温度为25℃～120℃、时间为30min～360min。

优选地，步骤(2)中，螯合处理所用螯合剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、乙二胺四乙酸、氨基三乙酸、二亚乙基三胺五乙酸及其盐中的至少一种；螯合处理过程中，浆浓为2％～10％、螯合剂用量为0.1％～3％(相对于绝干浆的质量分数)、温度为40℃～90℃、时间为30min～180min。

优选地，步骤(3)中，超声的频率为20kHz～60kHz、温度30℃～90℃、时间20min～300min、浆浓为0.1％～3％。