CN107663807A - 一种提升芳纶绝缘纸机械性能和疏水疏油性能的方法 - Google Patents

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CN107663807A CN201711168469.6A CN201711168469A CN107663807A CN 107663807 A CN107663807 A CN 107663807A CN 201711168469 A CN201711168469 A CN 201711168469A CN 107663807 A CN107663807 A CN 107663807A
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Abstract

本发明涉及一种提升芳纶绝缘纸机械性能和疏水疏油性能的方法。在间位芳纶绝缘纸抄制的过程中，加入对位芳纶纤维。对位芳纶纤维相较于间位芳纶纤维具有更优良的机械性能，故进一步提升了间位芳纶绝缘纸的机械性能。利用氟气对芳纶绝缘纸改性，改性后，芳纶绝缘纸表面引入新的基团，使得芳纶绝缘纸表面的接触角增大，增加其憎水憎油性。利用高温软压光的方法，可以在不破坏芳纶绝缘纸结构的同时，大幅度提升芳纶纤维的结晶度；同时，通过热压的方式，使得芳纶纤维素链之间的作用力加强，结合更加紧密，线密度增大，芳纶绝缘纸的撕裂指数和抗张指数大幅度的得到了提升。本发明提供的芳纶绝缘纸制备方法具有工艺简单、实用等特点。

Description

一种提升芳纶绝缘纸机械性能和疏水疏油性能的方法
技术领域
本发明涉及芳纶绝缘纸的造纸工艺和芳纶绝缘纸疏水疏油的技术，具体涉及一种提升芳纶绝缘纸机械性能和疏水疏油性能的方法。
背景技术
电力变压器是电网供电的关键设备之一，电力变压器的安全、可靠运行，是电网可靠运行的保障。而变压器的油纸绝缘系统是变压器安全运行的基础。
变压器油纸系统在长期的运行过程中，受到电场、磁场、温度，水分和机械振动等因素影响，会逐渐老化，并产生水分。而缠绕于变压器绕组上的绝缘纸的老化，是不可逆的，且无法被替换。大量的研究结果表明，水分是影响绝缘纸老化的最重要因素之一。绝缘纸中水分含量每增加一倍，其机械性能将降低一半，所以水分对绝缘纸的实用性、可靠性、机械性能和使用寿命有巨大的影响。
间位芳纶纤维作为一种具有良好的耐热性能和机械性能的新型合成材料，被广泛运用于变压器的油纸绝缘系统。变压器油纸绝缘系统在长期的运行过程中，会产生大量水分。在水分的作用下，将加快变压器绝缘纸的老化，且机械性能随着水分的增加而降低；而且间位芳纶纤维的热稳定性也会随着水分的增加而降低。因此，有必要设计出一种机械性能较普通间位芳纶更高的且疏水疏油的新型芳纶绝缘纸。
发明内容
本发明目的在于提供一种简单实用的芳纶纤维制备方法，以提升芳纶绝缘纸机械性能和疏水疏油性能。
一种提升芳纶绝缘纸机械性能和疏水疏油的方法，其步骤如下：
一、芳纶绝缘纸抄制
（1）将分散剂聚氧化乙烯（PEO）分别加入间位芳纶短切纤维和间位沉析纤维（浆粕）分散搅拌；将PEO与间位芳纶短切纤维混合溶液标记为PMIA-1，将PEO与对位芳纶短切纤维混合溶液标记为PMIA-2；再将沉析纤维溶液（PMIA-2）倒入短切纤维溶液（PMIA-1）并分散搅拌，将得到短切纤维和沉析纤维混合溶液，标记为PMIA。
（2）同步骤（1），将分散剂聚氧化乙烯（PEO）分别加入对位芳纶短切纤维和对位沉析纤维（浆粕）并分散搅拌；再将沉析纤维混合倒入短切纤维溶液做分散搅拌。将PEO与间位芳纶短切纤维混合溶液标记为PPTA-1，将PEO与对位芳纶短切纤维混合溶液标记为PPTA-2；再将沉析纤维（PPTA-2）混合倒入短切纤维溶液（PPTA-1）做分散搅拌，得到短切纤维和沉析纤维混合溶液，标记为PPTA。
（3）将步骤（1）、（2）得到的混合溶液PMIA、PPTA混合并搅拌均匀，得到PMIA-PPTA混合纸浆，标记为AF。
（4）分散疏解后，将步骤（3）得到的AF纸浆再进行打浆处理，打浆过程棍棒与内壁间距为2 mm，打浆度为30~40 ºSR，飞刀转子转速为1400 r/min，打浆压力为4.89 N/mm。
（5）将步骤（4）得到的均匀混合溶液加入纸页成型器进行抄片，并充分干燥。
二、氟气改性芳纶纸
（6）将（5）步骤得到的芳纶绝缘纸用纯氟气处理，即得到改性的芳纶纸。
三、高温软压光处理
（7）取出步骤（6）得到的改性芳纶绝缘纸，进行高温软压光压制处理，即得到机械性能优良且疏水疏油性能良好的芳纶纸。
进一步方案，所述步骤（1）中，间位芳纶短切纤维PMIA-1和间位芳纶沉析纤维PMIA-2质量比为1:1.2~1.6；间位芳纶短切纤维和沉析纤维由杜邦公司提供；
进一步方案，所述步骤（2）中，对位芳纶短切纤维PPTA-1和对位芳纶沉析纤维PPTA-2质量比1:1.2~1.6；对位芳纶短切纤维和沉析纤维由杜邦公司提供；
进一步方案，所述步骤（1）、（2）分散剂聚氧化乙烯（PEO）加入比例为0.15%，分散时间为10~20 min，工作环境温度为50~65 ℃，搅拌速度为900~1200 r/min。分散剂（PEO）采用鼓臣试剂GC9651，分散搅拌机采用科彩FLZ37真空脱泡分散机。
进一步方案，所述步骤（3）中，间位芳纶纤维混合溶液PMIA和对位芳纶纤维混合溶液PPTA质量比重为1:0.05~0.1；分散搅拌时间为40~60 min，搅拌速度为900~1200 r/min，环境温度为50~65 ℃。分散搅拌机采用科彩FLZ37真空脱泡分散机。
进一步方案，所述步骤打浆过程：分散疏解后，再进行打浆处理，打浆机采用IMT-VL01瓦利打浆机，打浆过程棍棒为内壁间距为2 mm，打浆度为30~40 ºSR，飞刀转子转速为1400 r/min，打浆压力为4.89 N/mm。
进一步方案，步骤（5）抄片的工作温度设为25-30 ℃，网片规格选取100目；芳纶纸干燥温度为90~110 ℃，干燥时间为1~1.5 h。纸页成型器采用IMT-CP014A快速纸页成型器。
进一步方案，氟气改性芳纶纸步骤如下：取步骤（5）得到的芳纶纤维纸放入密封的反应釜中，先用惰性气体氩气（Ar）通入反应器中5~6遍，使Ar填充满反应釜，反应釜为HTLAB磁力反应釜，型号为HT-CK。
进一步，将氟气通入反应釜中，反应时间为10~20 min，温度为40~60 ℃，压强控制为0.1~0.5 MPa。
进一步方案，取出经氟气改性的芳纶纸，对成型的纸张进行高温软压光处理。高温软压光处理过程中，温度为250~300 ℃，压力控制为8~10 MPa。
本发明制备的改性混合芳纶纸相比现有的芳纶纸技术，取得的有益效果是：
（1）通过将间位芳纶纤维和对位芳纶纤维混合溶液进行纸张抄制，因对位芳纶纤维相较于间位芳纶纤维，具有更优良的机械性能，所以混合了对位芳纶纤维后，有效的改善了间位芳纶机械性能，能得到比普通间位芳纶纤维具备更高的抗张指数、撕裂指数和弹性模量的芳纶绝缘纸。
（2）通过氟气直接改性芳纶纤维的方法，增加了芳纶绝缘纸表面的极性基团，改性后的芳纶纸表面的接触角变大，提升了憎水憎油性，获得了疏水疏油性能优异的芳纶绝缘纸。
（3）通过高温软压光处理，在较高的温度和压力条件下，芳纶绝缘纸的结构将不发生变化，而分子链变得更加紧凑，分子间的相互作用得到加强，同时，热压使其结晶度得到了提升，芳纶纸密度增大，表面更加平滑，且进一步提升了芳纶绝缘纸的抗张、抗撕裂强度。
一种提升芳纶绝缘纸机械性能和疏水疏油的方法，其制备工艺流程如附图1所示。
附图说明
附图1为本发明所述方法的流程示意图；
附图2为本发明抄制纸张的抗张指数、撕裂指数、拉伸模量参数；
附图3为本发明抄制纸张的吸水吸油率。
具体实施方式
以下所述实施方式，是对本发明操作过程进一步的具体阐述，本发明的内容不仅限制于以下所述的方案，对本发明内容、精神进行修改和替换者，均在本发明保护范围内。本发明通过以下实施例1~5与对比样实施操作，说明该发明技术方案的具体步骤。
实施例1
一、芳纶纤维纸抄制
1. 将分散剂聚氧化乙烯（PEO）分别添加到间位芳纶短切纤维溶液和间位沉析纤维（浆粕）中，并分散搅拌，搅拌转速设为1000 r/min，搅拌时间为10 min，温度为50 ℃。
2. 将分散剂聚氧化乙烯（PEO）分别添加到对位芳纶短切纤维溶液和对位沉析纤维（浆粕）中，并分散搅拌，搅拌转速设为1000 r/min，搅拌时间为10 min，温度为50 ℃。
3. 间位芳纶混合溶液（PMIA）制备方法：按沉析纤维溶液（PMIA-2）与短切纤维溶液（PMIA-1）质量比重为1:1.2混合，并分散搅拌。分散搅拌转速为1000 r/min，搅拌时间为40 min，温度为50 ℃。
4. 对位芳纶混合溶液（PPTA）制备方法：按沉析纤维溶液（PPTA-2）与短切纤维溶液（PPTA-1）质量比重为1:1.2混合，并分散搅拌。分散搅拌转速为1000 r/min，搅拌时间为40 min，温度为50 ℃。
5. PMIA-PPTA混合纸浆（AF）制备方法：按PMIA和PPTA溶液质量比重为1:0.05混合并分散搅拌，搅拌转速为1200 r/min，搅拌时间为60 min，温度为50 ℃。
6. 打浆过程：分散疏解后，再进行打浆处理，打浆机棍棒与内壁间距为2 mm，打浆度为30 ºSR，飞刀转子转速为1400 r/min，打浆压力为4.89 N/mm。
7. 芳纶纸抄制过程：取出AF纸浆，加入到纸页成型器中进行抄制，即可得到高抗张强度、撕裂指数和高拉伸模量的芳纶绝缘纸。抄制的具体步骤如下：
（1）对制得的AF混合纸浆进行匀浆处理，匀浆选取100目筛板。
（2）芳纶纸制备：将匀浆后得到的纸浆放入抄片料筒中，并搅拌分散，搅拌后快速抽滤、压榨成型。
（3）干燥处理：取出压榨后的纸片，在温度为100 ℃、真空条件下干燥处理1 h。
二、氟气改性芳纶纸
1. 首先将抄制干燥后的芳纶纸取出，放置与反应釜中，然后将氩气通入反应釜，驱出反应釜中的空气，如是反复通入气体5次。
2. 对反应釜进行升温，目标温度设为40 ℃，压力为0.1 MPa。然后将氟气缓缓通入反应釜中，使氟气充分接触芳纶纸，反应时间设为10 min。即制备得到氟气改性的芳纶纸。
三、高温软压光处理
取出氟气改性后的芳纶纸，对其进行高温软压光处理，温度为260 ℃，压力为10 MPa。高温软压光处理后即得到机械性能更优良且疏水疏油的芳纶绝缘纸。
实施例2
一、芳纶纤维纸抄制
1. 将分散剂聚氧化乙烯（PEO）分别添加到间位芳纶短切纤维溶液和间位沉析纤维（浆粕）中，并分散搅拌，搅拌转速设为1000 r/min，搅拌时间为15 min，温度为55 ℃。
2. 将分散剂聚氧化乙烯（PEO）分别添加到对位芳纶短切纤维溶液和对位沉析纤维（浆粕）中，并分散搅拌，搅拌转速设为1000 r/min，搅拌时间为15 min，温度为55 ℃。
3. 间位芳纶混合溶液（PMIA）制备方法：按沉析纤维溶液（PMIA-2）与短切纤维溶液（PMIA-1）质量比重为1:1.3混合，并分散搅拌。搅拌转速为1000 r/min，搅拌时间为40min，温度为55 ℃。
4. 对位芳纶混合溶液（PPTA）制备方法：按沉析纤维溶液（PPTA-2）与短切纤维溶液（PPTA -1）质量比重为1:1.3混合，并分散搅拌。搅拌转速为1000 r/min，搅拌时间为40min，温度为55 ℃。
5. PMIA-PPTA混合纸浆（AF）制备方法：按PMIA和PPTA溶液质量比重为1:0.06混合并分散搅拌，搅拌轴转速为1200 r/min，搅拌时间为60 min，温度为55 ℃。
6. 打浆过程：分散疏解后，再进行打浆处理，打浆过程中，棍棒与内壁间距为2mm，打浆度为33 ºSR，飞刀转子转速为1400 r/min，打浆压力为4.89 N/mm。
7. 芳纶纸抄制过程：取出AF纸浆，加入到纸页成型器中进行抄制，抗张强度、撕裂指数高和高拉伸模量的芳纶绝缘纸。抄制的具体步骤如下：
（1）对制得的AF混合纸浆进行匀浆处理，匀浆选取100目筛板。
（2）芳纶纸制备：将匀浆后得到的纸浆放入抄片料筒中，并搅拌分散，搅拌后快速抽滤、压榨成型。
（3）干燥处理：取出压榨后的纸片，在温度为90 ℃、真空条件下干燥处理1 h。
二、氟气改性芳纶纸
1. 首先将抄制干燥后的芳纶纸取出，放置与反应釜中，然后将氩气通入反应釜，驱出反应釜中的空气，如是反复通入气体6次。
2. 对反应釜进行升温，目标温度设为45 ℃，压力为0.2 MPa。然后将氟气缓缓通入反应釜中，使氟气充分接触芳纶纸，反应时间设为15 min。即制备得到氟气改性的芳纶纸。
三、高压软压光处理
取出氟气改性后的芳纶纸，对其进行高温软压光处理，温度为260 ℃，压力为8 MPa。高温软压光处理后即得到机械性能更优良且疏水疏油的芳纶绝缘纸。
实施例3
一、芳纶纤维纸抄制
1. 将分散剂聚氧化乙烯（PEO）分别添加到间位芳纶短切纤维溶液和间位沉析纤维（浆粕）中，并分散搅拌，搅拌转速设为1100 r/min，搅拌时间为15 min，温度为60 ℃。
2. 将分散剂聚氧化乙烯（PEO）分别添加到对位芳纶短切纤维溶液和对位沉析纤维（浆粕）中，并分散搅拌，搅拌转速设为1100 r/min，搅拌时间为15 min，温度为60 ℃。
3. 间位芳纶混合溶液（PMIA）制备方法：按沉析纤维溶液（PMIA-2）与短切纤维溶液（PMIA-1）质量比重为1:1.3混合，并分散搅拌。搅拌转速为1100 r/min，搅拌时间为40min，温度为60 ℃。
4. 对位芳纶混合溶液（PPTA）制备方法：按沉析纤维溶液（PPTA-2）与短切纤维溶液（PPTA-1）质量比重为1:1.3混合，并分散搅拌。搅拌转速为1100 r/min，搅拌时间为40min，温度为60 ℃。
5. PMIA-PPTA混合纸浆（AF）制备方法：按PMIA和PPTA溶液质量比重为1:0.07混合并分散搅拌，搅拌转速为1100 r/min，搅拌时间为60 min，温度为60 ℃。
6. 打浆过程：分散疏解后，再进行打浆处理，打浆过程中，棍棒与内壁间距为2mm，打浆度为35 ºSR，飞刀转子转速为1400 r/min，打浆压力为4.89 N/mm。
7. 芳纶纸抄制过程：取出AF纸浆，加入到纸页成型器中进行抄制，即可得到抗张强度、撕裂指数高和高拉伸模量的芳纶绝缘纸。抄制的具体步骤如下：
（1）对制得的AF混合纸浆进行匀浆处理，匀浆选取100目筛板。
（2）芳纶纸制备：将匀浆后得到的纸浆放入抄片料筒中，并搅拌分散，搅拌后快速抽滤、压榨成型。
（3）干燥处理：取出压榨后的纸片，在温度为110 ℃、真空条件下干燥处理1.5 h。
二、氟气改性芳纶纸
1. 首先将抄制干燥后的芳纶纸取出，放置与反应釜中，然后将氩气通入反应釜，驱出反应釜中的空气，如是反复通入气体5次。
2. 对反应釜进行升温，目标温度设为50 ℃，压力为0.3 MPa。然后将氟气缓缓通入反应釜中，使氟气充分接触芳纶纸，反应时间设为15 min。即制备得到氟气改性的芳纶纸。
三、高压软压光处理
取出氟气改性后的芳纶纸，对其进行高温软压光处理，温度为300 ℃，压力为8 MPa。高温软压光处理后即得到机械性能更优良且疏水疏油的芳纶绝缘纸。
实施例4
一、芳纶纤维纸抄制
1. 将分散剂聚氧化乙烯（PEO）分别添加到间位芳纶短切纤维溶液和间位沉析纤维（浆粕）中，并分散搅拌，搅拌转速设为1000 r/min，搅拌时间为15 min，温度为55 ℃。
2. 将分散剂聚氧化乙烯（PEO）分别添加到对位芳纶短切纤维溶液和对位沉析纤维（浆粕）中，并分散搅拌，搅拌转速设为1000 r/min，搅拌时间为15 min，温度为55 ℃。
3. 间位芳纶混合溶液（PMIA）制备方法：按沉析纤维溶液（PMIA-2）与短切纤维溶液（PMIA-1）质量比重为1:1.3混合，并进行分散搅拌。搅拌转速为1000 r/min，搅拌时间为50 min，温度为55 ℃。
4. 对位芳纶混合溶液（PPTA）制备方法：按沉析纤维溶液（PPTA-2）与短切纤维溶液（PPTA-1）质量比重为1:1.3混合，并进行分散搅拌。搅拌转速为1000 r/min，搅拌时间为50 min，温度为55 ℃。
5. PMIA-PPTA混合纸浆（AF）制备方法：按PMIA和PPTA溶液质量比重为1:0.06混合并分散搅拌，搅拌转速为1200 r/min，搅拌时间为60 min，温度为55 ℃。
6. 打浆过程：分散疏解后，再进行打浆处理，打浆过程中棍棒与内壁间距为2 mm，打浆度为37 ºSR，飞刀转子转速为1400 r/min，打浆压力为4.89 N/mm。
7. 芳纶纸抄制过程：取出AF纸浆，加入到纸页成型器中进行抄制，即可得到抗张强度、撕裂指数高和高拉伸模量的芳纶绝缘纸。抄制的具体步骤如下：
（1）对制得的AF混合纸浆进行匀浆处理，匀浆选取100目筛板。
（2）芳纶纸制备：将匀浆后得到的纸浆放入抄片料筒中，并搅拌分散，搅拌后快速抽滤、压榨成型。
（3）干燥处理：取出压榨后的纸片，在温度为90 ℃、真空条件下干燥处理1 h。
二、氟气改性芳纶纸
1. 首先将抄制干燥后的芳纶纸取出，放置与反应釜中，然后将氩气通入反应釜，驱出反应釜中的空气，如是反复通入气体5次。
2. 对反应釜进行升温，目标温度设为45 ℃，压力为0.2 MPa。然后将氟气缓缓通入反应釜中，使氟气充分接触芳纶纸，反应时间设为15 min。即制备得到氟气改性的芳纶纸。
三、高压软压光处理
取出氟气改性后的芳纶纸，对其进行高温软压光处理，温度为260 ℃，压力为8 MPa。高温软压光处理后即得到机械性能更优良且疏水疏油的芳纶绝缘纸。
实施例5
一、芳纶纤维纸抄制
1. 将分散剂聚氧化乙烯（PEO）分别添加到间位芳纶短切纤维溶液和间位沉析纤维（浆粕）中，并分散搅拌，搅拌转速设为1100 r/min，搅拌时间为15 min，温度为60 ℃。
2. 将分散剂聚氧化乙烯（PEO）分别添加到对位芳纶短切纤维溶液和对位沉析纤维（浆粕）中，并搅拌，搅拌转速设为1100 r/min，搅拌时间为15 min，温度为60 ℃。
3. 间位芳纶混合溶液（PMIA）制备方法：按沉析纤维溶液（PMIA-2）与短切纤维溶液（PMIA-1）质量比重为1:1.4混合，并分散搅拌。搅拌转速为1100 r/min，搅拌时间为60min，温度为60 ℃。
4. 对位芳纶混合溶液（PPTA）制备方法：按沉析纤维溶液（PPTA-2）与短切纤维溶液（PPTA-1）质量比重为1:1.4混合，并分散搅拌。搅拌转速为1100 r/min，搅拌时间为60min，温度为60 ℃。
5. PMIA-PPTA混合纸浆（AF）制备方法：按PMIA和PPTA溶液质量比重为1:0.08混合并分散搅拌，搅拌轴转速为1200 r/min，搅拌时间为60 min，温度为60 ℃。
6. 打浆过程：分散疏解后，再进行打浆处理，打浆过程棍棒与内壁间距为2 mm，打浆度为38 ºSR，飞刀转子转速为1400 r/min，打浆压力为4.89 N/mm。
7. 芳纶纸抄制过程：取出AF纸浆，加入到纸页成型器中进行抄制，即可得到抗张强度、撕裂指数高和高拉伸模量的芳纶绝缘纸。抄制的具体步骤如下：
（1）对制得的AF混合纸浆进行匀浆处理，匀浆选取100目筛板。
（2）芳纶纸制备：将匀浆后得到的纸浆放入抄片料筒中，并搅拌分散，搅拌后快速抽滤、压榨成型。
（3）干燥处理：取出压榨后的纸片，在温度为110 ℃、真空条件下干燥处理1 h。
二、氟气改性芳纶纸
1. 首先将抄制干燥后的芳纶纸取出，放置与反应釜中，然后将氩气通入反应釜，驱出反应釜中的空气，如是反复通入气体6次。
2. 对反应釜进行升温，目标温度设为55 ℃，压力为0.4 MPa。然后将氟气缓缓通入反应釜中，使氟气充分接触芳纶纸，反应时间设为15 min。即制备得到氟气改性的芳纶纸。
三、高压软压光处理
取出氟气改性后的芳纶纸，对其进行高温软压光处理，温度为300 ℃，压力为9 MPa。高温软压光处理后即得到机械性能更优良且疏水疏油的芳纶绝缘纸。
实施例6
一、芳纶纤维纸抄制
1. 将分散剂聚氧化乙烯（PEO）分别添加到间位芳纶短切纤维溶液和间位沉析纤维（浆粕）中，并分散搅拌，搅拌转速设为1200 r/min，搅拌时间为20 min，温度为65 ℃。
2. 将分散剂聚氧化乙烯（PEO）分别添加到对位芳纶短切纤维溶液和对位沉析纤维（浆粕）中，并分散搅拌，搅拌转速设为1200 r/min，搅拌时间为20 min，温度为65 ℃。
3. 间位芳纶混合溶液（PMIA）制备方法：按沉析纤维溶液（PMIA-2）与短切纤维溶液（PMIA-1）质量比重为1:1.5混合，并分散搅拌。搅拌转速为1200 r/min，搅拌时间为50min，温度为65 ℃。
4. 对位芳纶混合溶液（PPTA）制备方法：按沉析纤维溶液（PPTA-2）与短切纤维溶液（PPTA-1）质量比重为1:1.5混合，并分散搅拌。搅拌转速为1200 r/min，搅拌时间为50min，温度为65 ℃。
5. PMIA-PPTA混合纸浆（AF）制备方法：按PMIA和PPTA溶液质量比重为1:0.1混合并分散搅拌，搅拌轴转速为1200 r/min，搅拌时间为60 min，温度为65 ℃。
6. 打浆过程：分散疏解后，再进行打浆处理，打浆过程，棍棒与内壁间距为2 mm，打浆度为40 ºSR，飞刀转子转速为1400 r/min，打浆压力为4.89 N/mm。
7. 芳纶纸抄制过程：取出AF纸浆，加入到纸页成型器中进行抄制，即可得到抗张强度、撕裂指数高和高拉伸模量的芳纶绝缘纸。抄制的具体步骤如下：
（1）对制得的AF混合纸浆进行匀浆处理，匀浆选取100目筛板。
（2）芳纶纸制备：将匀浆后得到的纸浆放入抄片料筒中，并搅拌分散，搅拌后快速抽滤、压榨成型。
（3）干燥处理：取出压榨后的纸片，在温度为110 ℃、真空条件下干燥处理1.5 h。
二、氟气改性芳纶纸
1. 首先将抄制干燥后的芳纶纸取出，放置与反应釜中，然后将氩气通入反应釜，驱出反应釜中的空气，如是反复通入惰性气体5次。
2. 对反应釜进行升温，目标温度设为60 ℃，压力为0.5 MPa。然后将氟气缓缓通入反应釜中，使氟气充分接触芳纶纸，反应时间设为15 min。即制备得到氟气改性的芳纶纸。
三、高压软压光处理
取出氟气改性后的芳纶纸，对其进行高温软压光处理，温度为300 ℃，压力为10 MPa。高温软压光处理后即得到机械性能更优良且疏水疏油的芳纶绝缘纸。
对比样一：采用上述方法，不添加短切纤维和沉析纤维混合溶液（PPTA），制备得到氟气改性的间位芳纶绝缘纸。
对比样二：采用上述方法，不经过氟气改性芳纶，制备得到未经氟气改性的芳纶纸。
将对比样一、二以及实施例1~6得到了芳纶纸样品进行测试，测试结果如附图2、3所示。
本发明采用不同制作流程方式进行对比试验。其中，对比样一为未添加短切纤维和沉析纤维混合溶液（PPTA）抄制的芳纶纸，对比样二为未经过氟气改性的芳纶纸，由实施例1~6对比可以看出，经过本发明抄制的芳纶绝缘纸抗张指数、撕裂指数和弹性模量有大幅度提升；其中，较于未添加PPTA芳纶绝缘纸，添加PPTA复合芳纶绝缘纸的抗张指数平均提升28.9%，撕裂指数平均提升26.9%，弹性模量平均提升54.7%。但是，通过对比样二与实施例比较发现，氟气改性的芳纶绝缘纸的机械性能有小幅度的下降。氟气改性后，芳纶绝缘纸的吸水率平均下降68.6%，吸油率平均下降87.8%。以上结果表明，本发明抄制的芳纶绝缘纸具有优良的机械性能和疏水疏油性能。
声请人声明，本发明通过上述实施例来说明发明的实施步骤和工艺方法，但本发明不局限于此，所述的实施例仅为示例性。本发明的技术特征可以自由组合，凡是对本发明的精神和原则进行简单的替换、修改等，均应受本发明的保护。

Claims (8)

1.一种改性芳纶纤维机械性能和疏水疏油性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、芳纶绝缘纸抄制
（1）将分散剂聚氧化乙烯（PEO）分别加入间位芳纶短切纤维和间位沉析纤维（浆粕）并分散搅拌；将PEO与间位芳纶短切纤维混合溶液标记为PMIA-1，PEO与对位芳纶短切纤维混合溶液标记为PMIA-2；再将沉析纤维溶液（PMIA-2）倒入短切纤维溶液（PMIA-1），分散搅拌，得到短切纤维和沉析纤维混合溶液，标记为PMIA；
（2）同步骤（1），将分散剂聚氧化乙烯（PEO）分别加入对位芳纶短切纤维和对位沉析纤维（浆粕）并分散搅拌；将沉析纤维混合倒入短切纤维溶液并做分散搅拌；
将PEO与间位芳纶短切纤维混合溶液标记为PPTA-1，将PEO与对位芳纶短切纤维混合溶液标记为PPTA-2；再将沉析纤维（PPTA-2）混合倒入短切纤维溶液（PPTA-1）做分散搅拌，得到短切纤维和沉析纤维混合溶液，标记为PPTA；
（3）将步骤（1）、（2）得到的混合溶液PMIA、PPTA混合并搅拌均匀，得到PMIA-PPTA混合纸浆，标记为AF；
（4）分散疏解后，将步骤（3）得到的AF纸浆再进行打浆处理，打浆过程棍棒与内壁间距为2 mm，打浆度为30~40 ºSR，飞刀转子转速为1400 r/min，打浆压力为4.89 N/mm;
（5）将步骤（4）得到的均匀混合溶液加入纸页成型器进行抄片，并充分干燥；
二、氟气改性芳纶绝缘纸
（6）将步骤（5）得到的芳纶纸用纯氟气处理，得到改性的芳纶纸；
三、高温软压光处理
（7）取出步骤（6）得到的改性芳纶纸进行热压方式处理，即得到机械性能优良，且具备疏水疏油性能良好的芳纶绝缘纸。
2.根据权利要求1所述提升芳纶纸机械性能和疏水疏油的方法，其特征在于所述步骤一的具体步骤如下：
（1）间位芳纶短切纤维PMIA-1和间位芳纶沉析纤维PMIA-2质量比为1:1.2~1.6；分散剂聚氧化乙烯（PEO）加入比例为0.15%，分散时间为10~20 min，工作环境温度为50~65 ℃，搅拌速度为900~1200 r/min；
（2）对位芳纶短切纤维PPTA-1和对位芳纶沉析纤维PPTA-2质量比1:1.2~1.6；分散剂聚氧化乙烯（PEO）加入比例为0.15%，分散时间为10~20 min，工作环境温度为50~65 ℃，搅拌速度为900~1200 r/min；
（3）经过步骤（1）、（2）处理后，将PMIA溶液和PPTA混合并分散搅拌；PMIA和PPTA质量比重为1:0.05~0.1；分散搅拌时间为40~60 min，搅拌速度为900~1200 r/min，工作环境温度为50~65 ℃。
3.根据权利要求1所述提升芳纶绝缘纸机械性能和疏水疏油的方法，其特征在于：AF纸浆进行打浆处理，打浆过程棍棒与内壁间距为2 mm，打浆度为30~40 ºSR，飞刀转子转速为1400 r/min，打浆压力为4.89 N/mm。
4.根据权利要求1所述提升芳纶纸机械性能和疏水疏油的方法，其特征在于：所述步骤（5）芳纶纸抄片过程中的工作温度为25-30 ℃，网片规格为100目。
5.根据权利要求1所述提升芳纶纸机械性能和疏水疏油的方法，其特征在于：将抄制好的芳纶纸进行干燥处理，干燥温度为90~110 ℃，干燥时间为1~1.5 h。
6.根据权利要求1所述提升芳纶纸机械性能和疏水疏油的方法，其特征在于：对芳纶纸进行氟气改性前，对反应釜反复通入惰性气体5~6次，改性芳纶纸所述的惰性气体氩气（Ar）；然后在纯氟气条件下对芳纶纸进行改性，得到疏水疏油的改性芳纶绝缘纸。
7.根据权利要求6所述提升芳纶纸机械性能和疏水疏油的方法，其特征在于：氟气改性反应时间为10~20 min，温度为40~60 ℃，压强为0.1~0.5 MPa。
8.根据权利要求1所述提升芳纶纸机械性能和疏水疏油的方法，其特征在于：进行高温软压光方式处理，高温软压光处理过程温度为250~300 ℃，压力控制为8~10 MPa，即得到机械性能优良，且疏水疏油的芳纶绝缘纸。
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