CN103568415A - 一种复合型芳纶电气绝缘非织造材料的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合型芳纶电气绝缘非织造材料的生产方法。目前的造纸法芳纶电气绝缘材料是采用芳纶浆粕为原料，抄造成纸张，然后热压成型。由于造纸用纤维浆粕很短，其长度只有2-4mm，产品的抗张强度受到很大影响。本发明选用间位芳纶纤维为原料，采用气流成网方法将纤维分梳成均匀的纤维网，形成单纤维无定向的纤维网；该纤维网浸渍耐高温绝缘胶粘剂，并进行预烘干，使胶粘剂成为半固化状态，得到低克重片状间位芳纶非织造材料；利用静电植绒原理复合芳纶沉析纤维浆粕。本发明利用静电植绒工艺将芳纶沉析纤维浆粕均匀的在线加在芳纶非织造材料中，生产出机械性能和电气性能达到H级绝缘要求且耐高温、阻燃、耐化学腐蚀的绝缘材料。

Description

一种复合型芳纶电气绝缘非织造材料的生产方法

  

技术领域

本发明涉及绝缘材料领域，尤其是一种复合型芳纶电气绝缘非织造材料的生产方法，产品主要用作H级以上电磁线的绕包、柔软复合绝缘材料以及变压器、电动机等电气设备的绝缘。 

背景技术

间位芳纶纤维是一种新型高科技合成纤维，具有高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、良好的绝缘性和抗老化等优良性能。由于间位芳纶纤维的芳香基取代了脂肪基，分子链的柔性减小而刚性增强，反映在纤维性能方面，其耐热性、初始模量和绝缘性都显著增大，所以间位芳纶纤维是目前有机耐高温纤维和绝缘纤维中的主要类别。在实际应用中：利用其耐高温和阻燃性能，间位芳纶纤维主要用于高温气体过滤材料和消防服等产品中，一般通过机织或经编工艺加工；利用其绝缘性能和耐高温性能主要制造电气绝缘材料，现有的芳纶电气绝缘材料主要由美国杜邦公司研究、开发，国内企业近几年也开始商业化生产，采用的工艺为造纸法工艺。造纸法芳纶电气绝缘材料是采用芳纶浆粕为原料，抄造成纸张，然后热压成型。由于造纸用纤维浆粕很短，其长度只有2-4mm，产品的抗张强度受到很大影响。 

国内曾经有人采用水刺法非织造工艺开发此类产品，方法是采用水刺法非织造工艺生产出芳纶无纺布，然后通过热轧后处理工序形成电气绝缘材料，由于在产品的密度、均匀性能等方面没有突破，达不到绝缘材料的要求，因此没有开发成功。 

发明内容

    本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种复合型芳纶电气绝缘非织造材料的生产方法，以生产出机械性能和电气性能达到H级绝缘要求且耐高温、阻燃、耐化学腐蚀的绝缘材料。 

为此，本发明采用如下的技术方案：复合型芳纶电气绝缘非织造材料的生产方法，其步骤如下： 

1)生产芳纶非织造片状材料：选用间位芳纶纤维为原料，采用气流成网方法将纤维分梳成均匀的纤维网，纤维网中单纤维呈三维分布状态凝聚在输送网帘上，形成单纤维无定向的纤维网；该纤维网浸渍耐高温绝缘胶粘剂，并进行预烘干，使胶粘剂成为半固化状态，得到低克重片状间位芳纶非织造材料，上述纤维网的纵横向强力比的差异小，可以满足机械强力要求；

2)利用静电植绒原理复合芳纶沉析纤维浆粕：将芳纶沉析纤维浆粕带上电荷，把步骤1)得到的间位芳纶非织造材料放在零电位或接地的条件下，移动带上电荷的芳纶沉析纤维浆粕使其与步骤1)得到的间位芳纶非织造材料之间形成一个高压电场，芳纶沉析纤维浆粕受到异电位间位芳纶非织造材料的吸引，飞到胶粘剂已呈半固化状态的间位芳纶非织造材料表面上并被粘结，形成一层均匀的具有各向异性的纤维薄网，经过烘干再经压辊施压后复合制成均匀的低克重片状芳纶电气绝缘非织造材料；

3)将步骤2)得到的片状芳纶电气绝缘非织造材料进行高温高压热轧，达到预定的产品密度和厚度。

本发明采用气流成网化学浸渍法无纺布工艺，使用间位芳纶短纤维使产品具有良好的纵横向强度和较低的面密度，以及良好的均匀性。 

本发明利用静电植绒原理复合芳纶沉析纤维浆粕，芳纶沉析纤维浆粕纤维长度很短，一般在1-6mm之间，利用它的软化点低于芳纶非织造材料的特点，加在芳纶非织造材料中可以起到粘结纤维的作用，从而提高产品的机械性能。这么短的纤维和芳纶非织造材料进行结合难度非常大，本发明创造性的利用静电植绒工艺将芳纶沉析纤维浆粕均匀的在线加在芳纶非织造材料中，使芳纶沉析纤维浆粕在电气绝缘材料方面的应用得到突破。 

进一步，步骤1)中，所述间位芳纶纤维的细度优选为1.1～3.3dtex、长度为38～65mm。 

进一步，步骤1)中，所述纤维网的克重优选为20-60g/㎡。 

进一步，步骤2)中，选用的芳纶沉析纤维浆柏为间位芳纶沉析纤维浆粕，其细度优选为1.1-2.2dtex、长度在1-6mm，形成纤维薄网的克重优选为10-50g/㎡。 

进一步，步骤1)中，所述的耐高温绝缘胶粘剂为水性绝缘漆或耐高温有机硅树脂，耐高温绝缘胶粘剂中添加了绢云母粉增加其抗渗透性和耐高温性，所述绢云母粉的粒度为400-1300目、径厚比为80-150、添加量为4-10%。水性绝缘漆以改性丙烯酸树脂作为主要成膜材料，如广州市华久水性涂料有限公司生产的型号为MOF5的水性绝缘漆；耐高温有机硅树脂以高温固化的有机硅树脂为主，如上海华羚树脂有限公司生产的耐高温有机硅树脂，牌号为1153的有机硅绝缘漆。 

进一步，步骤3)中，所用的热轧温度优选在240-320℃，所用的热轧压力优选为150-350kg/cm。 

进一步，所述的纤维网浸渍耐高温绝缘胶粘剂进行预烘干时，当施加的胶粘剂呈半固化状态时在线复合间位芳纶沉析纤维浆粕。 

本发明采用与现有的造纸工艺完全不同的工艺方法：间位芳纶短纤维气流成网工艺；利用静电植绒工艺将芳纶沉析纤维浆粕植入到芳纶无纺布中，使产品形成两层结构；通过加入绢云母粉的耐高温绝缘胶粘剂在线复合，使制得的产品增加了机械性能和电气性能，生产出具有比现有进口产品机械和电气性能更好的高性能复合型芳纶电气绝缘非织造材料。 

附图说明

图1为本发明利用静电植绒方法将间位芳纶沉析纤维浆粕在线复合到通过气流成网浸渍方法制成的芳纶非织造材料上的工艺流程图。 

图2为本发明高温高压热轧的工艺流程图。 

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。 

本发明复合型芳纶电气绝缘非织造材料的生产方法如下： 

1.第一步，在线复合间位芳纶沉析纤维浆粕制成复合型芳纶非织造绝缘基材。

1.1 间位芳纶短纤维气流成网化学浸渍法非织造布生产步骤如下：选用细度为2.2dtex、长度为51mm的间位芳纶短纤维，通过开包机初步开松后依次喂入预开松、多仓混合、精开松、气压给棉机、梳理机、气流成网机后形成均匀的纤维网，再浸渍耐高温绝缘胶粘剂，经预烘干使胶粘剂半固化，制成间位芳纶片状材料，其面密度是30克/平方米。 

1.2 将细度为1.6dtex、长度在3mm的间位芳纶沉析纤维浆粕送入植绒机产生的高压静电场内，使芳纶沉析纤维浆粕带上电荷，把间位芳纶片状材料放在零电位或接地的条件下，移动带上电荷的芳纶沉析纤维浆粕使其与间位芳纶片状材料之间形成一个高压电场，芳纶沉析纤维浆粕受到异电位基布的吸引，飞到浸渍胶粘剂后半固化的间位芳纶片状材料表面上并被粘结，形成一层均匀的具有各向异性的纤维薄网，间位芳纶沉析纤维浆粕植入量为12-15克/平方米。 

1.3烘干：经多级烘干箱烘干后再经一对热压辊热压，使胶粘剂固化后形成面密度为40-45克/平方米，厚度均匀的复合间位芳纶纤维绝缘材料基材。 

2.第二步，对复合间位芳纶纤维绝缘材料基材进行热轧加工的工艺步骤：将第一步中得到的复合间位芳纶纤维绝缘材料基材从放卷机上退出后引入热轧机的两个钢辊中，进行热轧。热轧温度为280℃，所用的热轧压力为180kg/cm，轧制成厚度为0.05mm的复合型芳纶电气绝缘非织造材料。 

  

Claims (7)

1.一种复合型芳纶电气绝缘非织造材料的生产方法，其步骤如下：

1)生产芳纶非织造片状材料：选用间位芳纶纤维为原料，采用气流成网方法将纤维分梳成均匀的纤维网，纤维网中单纤维呈三维分布状态凝聚在输送网帘上，形成单纤维无定向的纤维网，该纤维网浸渍耐高温绝缘胶粘剂，并进行预烘干，使胶粘剂成为半固化状态，得到低克重片状间位芳纶非织造材料；

2)利用静电植绒原理复合芳纶沉析纤维浆粕：将芳纶沉析纤维浆粕带上电荷，把步骤1)得到的间位芳纶非织造材料放在零电位或接地的条件下，移动带上电荷的芳纶沉析纤维浆粕使其与步骤1)得到的间位芳纶非织造材料之间形成一个高压电场，芳纶沉析纤维浆粕受到异电位间位芳纶非织造材料的吸引，飞到间位芳纶非织造材料表面上并被粘结，形成一层均匀的具有各向异性的纤维薄网，经过烘干后再经压辊施压后复合制成均匀的低克重片状芳纶电气绝缘非织造材料；

3)将步骤2)得到的片状芳纶电气绝缘非织造材料进行高温高压热轧，达到预定的产品密度和厚度。

2.根据权利要求1所述的复合型芳纶电气绝缘非织造材料的生产方法，其特征在于，步骤1)中，所述间位芳纶纤维的细度为1.1～3.3dtex、长度为38～65mm。

3.根据权利要求1或2所述的复合型芳纶电气绝缘非织造材料的生产方法，其特征在于，步骤1)中，所述纤维网的克重为20-60g/㎡。

4.根据权利要求1所述的复合型芳纶电气绝缘非织造材料的生产方法，其特征在于，步骤2)中，选用的芳纶沉析纤维浆粕为间位芳纶沉析纤维浆粕，其细度为1.1-2.2dtex、长度在1-6mm，形成纤维薄网的克重为10-50g/㎡。

5.根据权利要求1所述的复合型芳纶电气绝缘非织造材料的生产方法，其特征在于，步骤1)中，所述的耐高温绝缘胶粘剂为水性绝缘漆或耐高温有机硅树脂，在耐高温绝缘胶粘剂中添加了绢云母粉增加其抗渗透性和耐高温性，所述绢云母粉的粒度为400-1300目、径厚比为80-150、添加量为4-10%。

6.根据权利要求1或5所述的复合型芳纶电气绝缘非织造材料的生产方法，其特征在于，所述的纤维网浸渍耐高温绝缘胶粘剂进行预烘干时，当施加的胶粘剂呈半固化状态时在线复合间位芳纶沉析纤维浆粕。

7.根据权利要求1所述的复合型芳纶电气绝缘非织造材料的生产方法，其特征在于，步骤3)中，所用的热轧温度在240-320℃，所用的热轧压力为150-350kg/cm。