本發(fā)明涉及變壓器絕緣紙板加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種芳綸纖維紙板的制備方法。
背景技術(shù)：
絕緣紙板主要用于油浸式變壓器中，起著絕緣支撐的作用。目前，變壓器用絕緣紙板的常規(guī)制備方法分為兩種，一種是以木漿為原料，經(jīng)磨漿處理，然后通過濕紙抄造成單頁濕紙，再經(jīng)成型缸成型濕紙坯，而后經(jīng)排水、熱壓成型紙板，該方法由于采用木素纖維為原料，其制備過程較為復(fù)雜，單頁濕紙經(jīng)碼紙后壓制，長期浸泡在變壓器油中可能會出現(xiàn)分層，而且木素纖維的耐熱、阻燃性能較差，影響變壓器的性能；另一種是在高溫下對芳綸干紙進行疊加熱壓成型紙板，該方法耗能較大，且也是經(jīng)由芳綸干紙疊加壓制而成，長期浸泡在變壓器油中亦可能會出現(xiàn)分層。
現(xiàn)有技術(shù)中制備芳綸紙壓層板，一般采用芳族聚酰胺短切纖維和芳族聚酰胺漿粕作為原料，然后抄造成芳族聚酰胺紙，經(jīng)疊合在140℃、17.6-35kg/cm2條件下進行預(yù)壓，再在280℃、8.8-70.3kg/cm2條件下進行熱壓成型制得。CN1364208A號中國專利文獻公開了一種全芳族聚酰胺纖維紙和從它制得的層壓板材，其纖維紙是由60wt％-97wt％的短切纖維和3wt％-40wt％的間位芳綸漿粕制備而成，采用熱固性樹脂浸漬液進行浸漬壓板。US5948543號美國專利文獻公開了一種使用樹脂粘結(jié)劑將對-芳族聚酰胺與間-芳族聚酰胺纖維粘結(jié)制成芳族聚酰胺纖維非編造織物的層壓基礎(chǔ)材料，它是由一層或多層芳族聚酰胺片材或紙和一層或多層聚酯聚合物制成的層壓材料。然而，上述文獻中報道的制備方法存在以下問題：(1)采用熱固性樹脂為膠粘劑壓板成型，成型后紙板的柔軟度較差，不易對其進行加工；(2)采用聚酯薄膜與芳綸紙進行復(fù)合壓板，成型后板材中由于含有聚酯，其耐熱性不夠理想；(3)采用高溫對芳綸紙進行疊合熱壓制，壓制溫度在280℃以上，耗能較大。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種芳綸纖維紙板的制備方法，該方法采用一次性抽吸芳綸紙漿成型芳綸濕紙板坯后壓制得到芳綸紙板，而非多層單頁紙張進行疊加再經(jīng)壓制而成，制備工藝簡單，成型過程無需其它樹脂膠粘劑，制得的芳綸纖維紙板整體性好。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：
一種芳綸纖維紙板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)將芳綸沉析纖維與芳綸短切纖維分別進行疏解，然后將疏解后得到的芳綸沉析纖維 與芳綸短切纖維加入到水中進行混合分散，形成芳綸漿液；
(2)將步驟(1)得到的芳綸漿液加入到帶有真空裝置的濕紙板成型容器中先進行均漿處理，然后進行真空抽濾預(yù)脫水，得到芳綸濕紙坯板；
(3)將步驟(2)預(yù)脫水后得到的芳綸濕紙坯板直接放入預(yù)壓機中在常溫下進行預(yù)壓排水，以進一步排出芳綸濕紙坯板內(nèi)的水分；
(4)將步驟(3)排水后得到的芳綸濕紙坯板再放入熱壓機中進行壓制成型，壓制成型的溫度在200℃以下，壓制成型的壓力在10MPa以下，即得到所述的芳綸纖維紙板。
與現(xiàn)有技術(shù)中制成芳綸紙后再經(jīng)高溫高壓壓制成型或采用膠粘劑成型芳綸紙板不同的是，本發(fā)明通過真空抽濾脫水一次成型芳綸濕紙坯板，然后經(jīng)熱壓工序制得芳綸纖維紙板。本發(fā)明的芳綸紙板在熱壓成型過程中所需的壓力和溫度都較低，且成型過程無需加入其它膠粘劑，制備過程能耗低，節(jié)能環(huán)保。
上述制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(1)中，疏解后將質(zhì)量比芳綸沉析纖維:芳綸短切纖維＝(30～80):(20～70)的混合芳綸纖維加入到水中，芳綸沉析纖維與芳綸短切纖維在水中的總質(zhì)量分數(shù)為0.3％～0.5％。
上述制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(2)中，濕紙板成型容器內(nèi)所成型的芳綸纖維紙板定量不高于1500g/m2。
上述制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(2)中，所述濕紙板成型容器的下側(cè)設(shè)置有真空抽濾預(yù)脫水用的濾水板框，芳綸漿液在濾水板框上成型為芳綸濕紙坯板。
上述制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(3)中，所述芳綸濕紙坯板上下鋪以濾水網(wǎng)后放入預(yù)壓機中進行預(yù)壓排水處理；所述步驟(4)中，所述芳綸濕紙坯板上下鋪以濾水網(wǎng)后放入熱壓機中進行熱壓成型。
上述制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(3)中，常溫下進行預(yù)壓排水的壓力控制為0.5MPa～1.5MPa，壓制時間為1～2分鐘。
上述制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(4)中，所述壓制成型的壓力為8MPa～10MPa，壓制成型的溫度為120℃～160℃。然而，由于芳綸纖維的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在270℃左右，故常規(guī)利用芳綸紙熱壓制芳綸紙板的工藝中，為使芳綸纖維能夠互相粘結(jié)緊密，壓制成型的壓力一般要高于10Mpa，壓制成型溫度一般都要高于200℃，甚至高達250℃左右；本發(fā)明通過一次成型具有一定厚度的芳綸濕紙坯板后再熱壓成型芳綸紙板，芳綸濕紙坯板中的芳綸纖維在熱壓前已經(jīng)具有較好的結(jié)構(gòu)致密性，故在后續(xù)熱壓工藝中所需的成型溫度遠低于芳綸纖維的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，成型溫度低于200℃，成型壓力也低于10Mpa，制備工藝節(jié)能環(huán)保。
上述制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(4)中，壓制成型的時間按芳綸纖維紙板的厚度設(shè)定， 每1mm為10分鐘。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：
(1)本發(fā)明采用芳綸纖維為原料，制得的紙板具有較好的耐熱、阻燃性能。
(2)本發(fā)明一次成型制得芳綸纖維紙板，紙板結(jié)構(gòu)混為一體，整體性好，可避免產(chǎn)品在使用過程中出現(xiàn)的分層現(xiàn)象。
(3)本發(fā)明制備工藝簡單，成型過程無需其它樹脂膠粘劑，能耗低，生產(chǎn)成本低。
具體實施方式
實施例1
一種本發(fā)明芳綸纖維紙板的制備方法，包括以下步驟：
(1)將芳綸沉析纖維與芳綸短切纖維分別采用纖維疏解器進行疏解，然后將疏解后質(zhì)量比芳綸沉析纖維:芳綸短切纖維＝50:50的混合芳綸纖維加入到水中進行分散，混合均勻形成芳綸漿液，芳綸沉析纖維與芳綸短切纖維在水中的總質(zhì)量分數(shù)為0.5％；
(2)將步驟(1)得到的50kg芳綸漿液加入到帶有真空裝置且下側(cè)設(shè)置有濾水板框的0.5m×0.5m的方形濕紙板成型容器中先進行均漿處理，然后進行真空抽濾預(yù)脫水，在濾水板框上得到芳綸濕紙坯板；
(3)將步驟(2)預(yù)脫水后得到的芳綸濕紙坯板取出，上下鋪以濾水網(wǎng)后放入預(yù)壓機中在常溫下進行預(yù)壓排水，以進一步排出芳綸濕紙坯板內(nèi)的水分，壓機的壓力為1MPa，壓制時間為1.5分鐘；
(4)卸壓后將步驟(3)排水后得到的上下鋪有濾水網(wǎng)的芳綸濕紙坯板取出，放入熱壓機中進行壓制成型，壓制成型的壓力為8MPa，壓制成型的溫度為150℃，壓制成型的時間為20分鐘，然后經(jīng)卸壓、冷卻、開模后即得到本發(fā)明的芳綸纖維紙板。
實施例2
一種本發(fā)明芳綸纖維紙板的制備方法，包括以下步驟：
(1)將芳綸沉析纖維與芳綸短切纖維分別采用纖維疏解器進行疏解，然后將疏解后質(zhì)量比芳綸沉析纖維:芳綸短切纖維＝60:40的混合芳綸纖維加入到水中進行分散，混合均勻形成芳綸漿液，芳綸沉析纖維與芳綸短切纖維在水中的總質(zhì)量分數(shù)為0.4％；
(2)將步驟(1)得到的50kg芳綸漿液加入到帶有真空裝置且下側(cè)設(shè)置有濾水板框的0.5m×0.5m的方形濕紙板成型容器中先進行均漿處理，然后進行真空抽濾預(yù)脫水，在濾水板框上得到芳綸濕紙坯板；
(3)將步驟(2)預(yù)脫水后得到的芳綸濕紙坯板取出，上下鋪以濾水網(wǎng)后放入預(yù)壓機中在常溫下進行預(yù)壓排水，以進一步排出芳綸濕紙坯板內(nèi)的水分，壓機的壓力為0.8MPa，壓制時間 為1分鐘；
(4)卸壓后將步驟(3)排水后得到的上下鋪有濾水網(wǎng)的芳綸濕紙坯板取出，放入熱壓機中進行壓制成型，壓制成型的壓力為8MPa，壓制成型的溫度為140℃，壓制成型的時間為15分鐘，然后經(jīng)卸壓、冷卻、開模后即得到本發(fā)明的芳綸纖維紙板。
實施例3
一種本發(fā)明芳綸纖維紙板的制備方法，包括以下步驟：
(1)將芳綸沉析纖維與芳綸短切纖維分別采用纖維疏解器進行疏解，然后將疏解后質(zhì)量比芳綸沉析纖維:芳綸短切纖維＝40:60的混合芳綸纖維加入到水中進行分散，混合均勻形成芳綸漿液，芳綸沉析纖維與芳綸短切纖維在水中的總質(zhì)量分數(shù)為0.4％；
(2)將步驟(1)得到的50kg芳綸漿液加入到帶有真空裝置且下側(cè)設(shè)置有濾水板框的0.5m×0.5m的方形濕紙板成型容器中先進行均漿處理，然后進行真空抽濾預(yù)脫水，在濾水板框上得到芳綸濕紙坯板；
(3)將步驟(2)預(yù)脫水后得到的芳綸濕紙坯板取出，上下鋪以濾水網(wǎng)后放入預(yù)壓機中在常溫下進行預(yù)壓排水，以進一步排出芳綸濕紙坯板內(nèi)的水分，壓機的壓力為0.6MPa，壓制時間為1分鐘；
(4)卸壓后將步驟(3)排水后得到的上下鋪有濾水網(wǎng)的芳綸濕紙坯板取出，放入熱壓機中進行壓制成型，壓制成型的壓力為10MPa，壓制成型的溫度為140℃，壓制成型的時間為15分鐘，然后經(jīng)卸壓、冷卻、開模后即得到本發(fā)明的芳綸纖維紙板。
經(jīng)測試，本發(fā)明實施例1-3得到的芳綸纖維紙板的性能參數(shù)如表1所示。
表1芳綸纖維紙板的性能參數(shù)記錄表
從表1的數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明制備得到的芳綸纖維紙板具有較好的層間結(jié)合力和拉伸強度，可長期浸泡在變壓器油中而不會產(chǎn)生分層現(xiàn)象，使用壽命長，性能穩(wěn)定。