CN113652891B - 一种利用细粒级云母进行增强的云母板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用细粒级云母进行增强的云母板，其由若干层叠单元叠合后热压成型，每个层叠单元包括两层云母纸以及成型于两层云母纸之间的补强云母纸层，并在位置相邻的层叠单元之间通过胶粘剂进行粘连；所述补强云母纸层由混合云母粉、树脂料混合后加水进行搅拌混合制得云母纸浆抄造制得，其厚度为所述云母纸厚度的2～3倍；而所述胶粘剂利用上述树脂料作为胶料，并在胶料中均匀分散有增强纤维、细粒级云母鳞片以及改性填充剂。本发明制得的云母板具有良好的电气性能以及物理性能，并能对细粒级云母进行利用。

Description

一种利用细粒级云母进行增强的云母板

技术领域

本发明涉及绝缘云母制品领域，具体为一种利用细粒级云母进行增强的云母板。

背景技术

近年来，随着我国经济的持续发展和科技进步，在工业应用中对云母绝缘产品的需求越来越高，云母是一类含水铝硅酸盐类的总称，云母具有绝缘、耐高温等优良特性，在电气行业具有很广泛的应用。但云母作为天然矿物，其资源有限，且在现有技术中，从云母原矿加工成片云母制品,其间的云母利用率仅在3％～10％左右,多年积累了大量云母碎片矿渣。

为了充分利用碎云母资源,云母纸应运而生，而将云母制成云母纸也是目前云母最广泛的应用途径之一，云母纸往往具备片云母制品相对应品类的绝大部分性能，且厚度均匀、介电强度波动范围小、电晕起始电压高而稳定，在工业上被广泛用于电缆、大型机电设备中的绝缘材料。但在云母碎料中依然有一部分细粒级云母(粒径≤70μm)无法用于云母纸的抄造，造成云母资源浪费。而云母板作为云母纸产品中的一种，主要用于克服云母纸强度较低的缺陷，其相比于云母纸具有更为优异的高温耐受性、强度性能和绝缘性能，并能在高温、高载等苛刻条件下长期可靠运行并缩减运维成本，现有技术中云母板的制备是通过将云母纸进行多层叠合，然后以胶粘剂和补强材料进行复合后制得，如果能在此过程中对细粒级云母进行利用，将能有效减少产品的生产成本，并降低对环境资源的依靠。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种利用细粒级云母进行增强的云母板，本发明制得的该云母板能对无法用于云母纸抄造的粒径≤70μm进行资源利用，以制备具有较佳物理性能的云母板，可有效减少云母资源浪费，以解决上述技术背景中的缺陷。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种利用细粒级云母进行增强的云母板，由若干层叠单元叠合后热压成型，每个层叠单元包括两层云母纸以及成型于两层云母纸之间的补强云母纸层，且位置相邻的层叠单元之间通过胶粘剂进行粘连；

所述补强云母纸层由混合云母粉、树脂料混合后加水进行搅拌混合制得云母纸浆，再将云母纸浆抄造制得补强云母纸；其中，所述混合云母料包括质量比130～150质量份的粒径为100～300μm的云母鳞片以及粒径≤70μm的细粒级云母鳞片；所述树脂料包括30～40质量份的酚醛环氧树脂、15～30质量份的聚酰亚胺树脂、10～15质量份的聚丙烯酰胺、7～8质量份的邻苯二甲酸二丁酯；所述水的加入量为300～400质量份；

抄造成型后的所述补强云母纸层的厚度为所述云母纸厚度的2～3倍；

所述胶粘剂利用所述树脂料作为胶料，并在所述胶料中均匀分散有占胶料质量5～10％的增强纤维、占胶料质量10～15％的粒径≤70μm的细粒级云母鳞片以及占胶料质量0.3～0.5％的改性填充剂。

作为进一步限定，所述云母纸的厚度为0.08～0.15mm，而所述补强云母纸的厚度为0.2～0.4mm。

作为进一步限定，所述云母纸选用以天然云母和/或人工合成金云母碎片为基材，经圆网抄纸机抄造成型的云母纸。

作为进一步限定，所述增强纤维为单丝细度在0.3～0.8dtex的短切高硅氧玻璃纤维，且其单丝长度范围为0.3～0.8mm。

作为进一步限定，所述粒径为100～300μm的云母鳞片以及粒径≤70μm的细粒级云母鳞片在使用前均利用硅烷偶联剂进行改性处理，以获得改性云母鳞片。

作为进一步限定，用于对层叠单元进行层间粘连的所述胶粘剂在云母板中的质量比不超过15％。

作为进一步限定，所述改性填充剂为纳米无机材料粉末，为白炭黑与碳化物或者氮化物的质量比1:3的比例混合物，其中，碳化物或者氮化物为氮化硼、氧化铝、氮化铝、碳化硅、三氧化二锑中的一种或者组合。

有益效果：本发明的利用细粒级云母进行增强的云母板工艺简单，可以利用细粒级云母填充粗粒级云母间的空隙，增强复合云母板的致密程度，解决细粒级云母的浪费问题，提高云母资源利用率；而按层成型的层叠单元之间经固化交联后具有较佳的结构稳定性、良好的化学稳定性以及优异的电气绝缘性能，能显著降低介质损耗和提高击穿电压，并具有高强度、高耐磨、抗撕裂性能和耐高温的物理性能。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的断面细节图。

其中：1、第一云母纸；2、补强云母纸层；3、第二云母纸；4、胶粘剂层；5、第一层叠单元；6、第二层叠单元；7、第三层叠单元；8、第四层叠单元；9、第五层叠单元。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示以及具体实施例，进一步阐述本发明。

在下述实施例中，本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

参见图1所示的利用细粒级云母进行增强的云母板的较佳实施例，在实施例中，云母板由五层层叠单元层叠后热压制成型，其包括第一层叠单元5、第二层叠单元6、第三层叠单元7、第四层叠单元8以及第五层叠单元9，位置相邻的层叠单元之间通过胶粘剂层4进行粘连，并在粘连后在200℃下，40MPa的压力条件下进行热压复合3h后自然冷却成型。

而第一层叠单元5、第二层叠单元6、第三层叠单元7、第四层叠单元8以及第五层叠单元9的结构一致，以第一层叠单元5为例，其均包括第一云母纸1以及第二云母纸3，并在第一云母纸1与第二云母纸3之间成型有补强云母纸层2，其第一云母纸1与第二云母纸3为同卷云母纸裁切而成，因而厚度一致，均为0.1mm。

在本实施例中，不同层叠单元中的第一云母纸1与第二云母纸3均为天然云母碎片为基材，经圆网抄纸机抄造成型的云母纸，而在其他实施例中也可以采用市面上有售的其他单张厚度小于0.15mm的云母纸。

而补强云母纸层2的厚度为0.3mm，混合云母粉、树脂料混合后加水进行搅拌混合制得云母纸浆，其中：混合云母粉包括质量比140质量份的粒径为200μm的云母鳞片以及50质量份的粒径≤70μm的细粒级云母鳞片；而树脂料包括35质量份的酚醛环氧树脂、22质量份的聚酰亚胺树脂、12质量份的聚丙烯酰胺、8质量份的邻苯二甲酸二丁酯。制备时，先在容器中将混合云母粉与树脂料进行混合，混合后加水350质量份，然后搅拌分散均匀后得到云母纸浆，再将云母纸浆经圆网抄造机抄造制得补强云母纸层2。

然后以树脂料为胶料，以补强云母纸层2为中间层，然后在其两面上胶后利用分别贴第一云母纸1与第二云母纸3，然后在175℃下，15MPa的压力条件下进行热压复合2h后得到对应的层叠单元。

将层叠单元进行叠合，并在位置相邻的层叠单元之间，如第一层叠单元5与第二层叠单元6之间以及第二层叠单元6与第三层叠单元7之间涂上粘胶剂层4，即可进行热压成型操作。在本实施例中，胶粘剂利用补强云母纸层2中采用的树脂料作为胶料，并在所述胶料中均匀分散有占胶料质量8％的增强纤维、占胶料质量12％的填料以及占胶料质量0.3～0.5％的改性填充剂；其中，增强纤维为单丝细度在0.3～0.8dtex、单丝长度为0.3～0.8mm的短切高硅氧玻璃纤维，填料为粒径≤70μm的细粒级云母鳞片，而改性填充剂为白炭黑、氮化硼、碳化硅的质量比1:2:1的比例混合物，其掺加量为加强胶料质量的0.3wt％。

在本实施例的技术条件下，云母板的持续使用条件下耐温600℃，间歇使用条件下耐温850℃，机械抗折强度为1500N，在300℃的烘箱内连续烘焙24h无开裂，无分层。

而市面上同尺寸的HP-5硬质白云母板的耐温性能为500℃，间歇使用条件下耐温700℃，机械抗折强度为1600N，与本发明的该实施例类似，机械抗折强度略大于本实施例的云母板，但该HP-5硬质白云母板在300℃的烘箱内连续烘焙24h后会出现表面开裂和中间层分层，因而本实施例的技术方案的耐候性更好，使用寿命方面也更好。

另外，考虑到本实施例的技术方案中理由与利用粒径≤70μm的细粒级云母鳞片作为填料进行填充，并在制备补强云母纸层2时，对其中的部分云母料进行替代，所以其成本相比于现有技术方案更低，且有利于低等级云母鳞片的资源化利用，因而有利于工业化应用和生产。

另外，为了进一步提升补强云母纸层2中云母鳞片的结合性能，使得细粒级云母鳞片能在粒径为100～300μm的粗粒径云母鳞片中更好的填充，可以同时对粒径为100～300μm的云母鳞片以及粒径≤70μm的细粒级云母鳞片在使用前均利用硅烷偶联剂进行改性处理，以获得改性云母鳞片，这样可以小幅提升成品云母板的电绝缘性能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种利用细粒级云母进行增强的云母板，其特征在于，由若干层叠单元叠合后热压成型，每个层叠单元包括两层云母纸以及成型于两层云母纸之间的补强云母纸层，且位置相邻的层叠单元之间通过胶粘剂进行粘连；

所述补强云母纸层由混合云母粉、树脂料混合后加水进行搅拌混合制得云母纸浆，再将云母纸浆抄造制得补强云母纸；其中，所述混合云母粉包括140质量份的粒径为200μm的云母鳞片以及50质量份的粒径≤70μm的细粒级云母鳞片；所述树脂料包括30～40质量份的酚醛环氧树脂、15～30质量份的聚酰亚胺树脂、10～15质量份的聚丙烯酰胺、7～8质量份的邻苯二甲酸二丁酯；所述水的加入量为300～400质量份；

抄造成型后的所述补强云母纸层的厚度为所述云母纸厚度的2～3倍；

所述胶粘剂利用所述树脂料作为胶料，并在所述胶料中均匀分散有占胶料质量5～10％的增强纤维、占胶料质量10～15％的粒径＜70μm的细粒级云母鳞片以及占胶料质量0.3～0.5％的改性填充剂；

所述粒径为100～300μm的云母鳞片以及粒径＜70μm的细粒级云母鳞片在使用前均利用硅烷偶联剂进行改性处理，以获得改性云母鳞片。

2.根据权利要求1所述的利用细粒级云母进行增强的云母板，其特征在于，所述云母纸的厚度为0.08～0.15mm，而所述补强云母纸的厚度为0.2～0.4mm。

3.根据权利要求1所述的利用细粒级云母进行增强的云母板，其特征在于，所述云母纸选用以天然云母和/或人工合成金云母碎片为基材，经圆网抄纸机抄造成型的云母纸。

4.根据权利要求1所述的利用细粒级云母进行增强的云母板，其特征在于，所述增强纤维为单丝细度在0.3～0.8dtex的短切高硅氧玻璃纤维，且其单丝长度范围为0.3～0.8mm。

5.根据权利要求1所述的利用细粒级云母进行增强的云母板，其特征在于，用于对层叠单元进行层间粘连的所述胶粘剂在云母板中的质量比不超过15％。

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