本發(fā)明涉及一種高抗張強度纖維云母紙的制備方法，屬于云母紙制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
云母是一種自然生成的層狀硅酸鹽類礦物，具有優(yōu)良的物理性能和電氣性以及在高溫狀態(tài)下仍保持以上性能的特性，它具有完全的化學惰性和不易燃性，最重要的是它具有抗高電壓、耐電暈放電和防輻射的特性。因此它主要作為一種非常重要的絕緣材料廣泛用于電子、電機、電訊、電器、航空、交通、儀表、冶金、建材、輕工等工業(yè)部門以及國防和尖端工業(yè)領(lǐng)域。但是從云母原礦加工成片云母制品，其間的云母利用率僅在3～10％左右，多年積累了大量云母碎片礦渣。為了充分利用碎云母資源，云母紙應(yīng)運而生。云母紙問世以來，在云母綜合利用和作為電氣絕緣材料的基材上做出了巨大貢獻，所以云母紙制造技術(shù)與大規(guī)模集成電路、高溫塑料，光導纖維并駕齊驅(qū)，被譽為對當代電氣、電子工業(yè)做出貢獻的四大技術(shù)。
云母礦物成紙是采用高壓水力沖擊破碎或水磨式制漿，獲得徑厚比理想的薄片狀云母漿片，利用云母漿片間靜電作用相互搭接而成，從而提高了云母紙的滲透性能和耐溫性能，但是制造出來的云母紙介電強度低，抗張強度弱及應(yīng)用范圍受到限制。近來有的在生產(chǎn)云母紙時采用添加芳綸纖維來提高云母紙的耐壓強度和抗張強度，雖然云母紙的耐壓強度和抗張強度有所提高，但是芳綸纖維成本高，不易分散，生產(chǎn)難度大。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對傳統(tǒng)的云母紙介電強度低，云母漿片之間只有范德華力和電荷吸引力等極微弱的作用力，導致云母紙強度過低，易斷紙，使其應(yīng)用范圍受到限制的問題，提供了一種將云母片煅燒、冰劈球磨獲得薄片層云母，再將其與含有硫化異氰酸酯的芥菜汁和桃膠進行發(fā)酵使薄片層云母之間以化學鍵相連，增加抗張強度和介電強度，再輔以蜘蛛絲纖維來制備高抗張強度纖維云母紙的方法，本發(fā)明首先將云母片煅燒，使其膨脹質(zhì)地變軟，然后再用冰劈、球磨，使其形成薄片層云母，再將薄片層云母與芥菜汁、桃膠密封發(fā)酵，在微生物作用下，芥菜汁中的硫化異氰酸酯會和云母片表面的羥基、桃膠發(fā)生不可逆化學反應(yīng)，增加片層之間的作用力，從而增加紙張的抗張強度，且高分子還可增強紙張的介電強度，再以蜘蛛絲、蟲膠作為增強劑來增加紙張的強度，最后抄紙、干燥即可得到高抗張強度纖維云母紙。本發(fā)明制備的高抗張強度纖維云母紙具有較高的抗張強度和介電強度，可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)有電氣領(lǐng)域。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
(1)稱取1～2kg云母片加入到煅燒爐中，于溫度為800～900℃下煅燒60～90min后，隨爐冷卻至室溫，得到云母熟料，稱取500～600g云母熟料加入到盛有2～3l水的燒杯中，將燒杯移入超聲波振蕩儀中，以350～400khz的頻率超聲處理2～3h后，過濾，得到濾渣，立刻向濾渣表面噴淋液氮冷凍處理1～2min，再將冷凍處理后的濾渣置于球磨機中球磨50～60min，得到預處理云母；
(2)取300～400g芥菜加入到榨汁機中榨汁后過濾，收集濾液，再將上述預處理云母、濾液、水按質(zhì)量比1:1:5加入到燒杯中，攪拌混合10～15min后，得到懸濁液，再向燒杯中加入懸濁液質(zhì)量15％的桃膠，攪拌混合25～30min后，用塑料薄膜密封燒杯，放置10～12天后，將燒杯中的物料取出并置于離心機中，以4000～5000r/min的轉(zhuǎn)速離心5～10min，收集沉淀，并將沉淀置于烘箱中，控制烘箱溫度為85～95℃，干燥50～60min，得到改性云母；
(3)取20～30g蜘蛛絲、10～15g蟲膠、3～5g羧甲基纖維素和100～120g上述改性云母加入到盛有200～300ml水的燒杯中，將燒杯置于水浴鍋中，控制水浴溫度為60～70℃，攪拌混合25～30min，得到漿料；
(4)將上述漿料加入到圓網(wǎng)抄紙機中，以1.1～1.3cm/s的速度進行抄紙成型，得到濕紙，將濕紙置于烘箱中干燥至紙張含水率為0.3～0.5％，即可得到高抗張強度纖維云母紙。
本發(fā)明的應(yīng)用方法：將本發(fā)明制備的高抗張強度纖維云母紙貼附于涂有膠黏劑的云母帶補強材料上，得到復合云母帶，將復合云母帶置于溫度為60～80℃的烘箱中干燥30～40min并自然冷卻至室溫，得到云母帶坯料，再對云母帶坯料進行開卷，分切，即可得到云母帶，將云母帶嵌入到水電發(fā)電機的絕緣層中進行使用即可。經(jīng)檢測，使用本發(fā)明制備的高抗張強度纖維云母紙制備得到的云母帶抗張力達到8.2～9.3n/cm，介電強度達到23～25kv/mm，具有較高的抗張強度和介電強度。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
(1)本發(fā)明制備的高抗張強度纖維云母紙抗張強度高，抗張力達到8.2～9.3n/cm，不易斷裂；
(2)本發(fā)明制備的高抗張強度纖維云母紙介電強度高，介電強度達到23～25kv/mm，可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)有電氣領(lǐng)域。
具體實施方式
首先稱取1～2kg云母片加入到煅燒爐中，于溫度為800～900℃下煅燒60～90min后，隨爐冷卻至室溫，得到云母熟料，稱取500～600g云母熟料加入到盛有2～3l水的燒杯中，將燒杯移入超聲波振蕩儀中，以350～400khz的頻率超聲處理2～3h后，過濾，得到濾渣，立刻向濾渣表面噴淋液氮冷凍處理1～2min，再將冷凍處理后的濾渣置于球磨機中球磨50～60min，得到預處理云母；再取300～400g芥菜加入到榨汁機中榨汁后過濾，收集濾液，再將上述預處理云母、濾液、水按質(zhì)量比1:1:5加入到燒杯中，攪拌混合10～15min后，得到懸濁液，再向燒杯中加入懸濁液質(zhì)量15％的桃膠，攪拌混合25～30min后，用塑料薄膜密封燒杯，放置10～12天后，將燒杯中的物料取出并置于離心機中，以4000～5000r/min的轉(zhuǎn)速離心5～10min，收集沉淀，并將沉淀置于烘箱中，控制烘箱溫度為85～95℃，干燥50～60min，得到改性云母；取20～30g蜘蛛絲、10～15g蟲膠、3～5g羧甲基纖維素和100～120g上述改性云母加入到盛有200～300ml水的燒杯中，將燒杯置于水浴鍋中，控制水浴溫度為60～70℃，攪拌混合25～30min，得到漿料；最后將上述漿料加入到圓網(wǎng)抄紙機中，以1.1～1.3cm/s的速度進行抄紙成型，得到濕紙，將濕紙置于烘箱中干燥至紙張含水率為0.3～0.5％，即可得到高抗張強度纖維云母紙。
實例1
首先稱取1kg云母片加入到煅燒爐中，于溫度為800℃下煅燒60min后，隨爐冷卻至室溫，得到云母熟料，稱取500g云母熟料加入到盛有2l水的燒杯中，將燒杯移入超聲波振蕩儀中，以350khz的頻率超聲處理2h后，過濾，得到濾渣，立刻向濾渣表面噴淋液氮冷凍處理1min，再將冷凍處理后的濾渣置于球磨機中球磨50min，得到預處理云母；再取300g芥菜加入到榨汁機中榨汁后過濾，收集濾液，再將上述預處理云母、濾液、水按質(zhì)量比1:1:5加入到燒杯中，攪拌混合10min后，得到懸濁液，再向燒杯中加入懸濁液質(zhì)量15％的桃膠，攪拌混合25min后，用塑料薄膜密封燒杯，放置10天后，將燒杯中的物料取出并置于離心機中，以4000r/min的轉(zhuǎn)速離心5min，收集沉淀，并將沉淀置于烘箱中，控制烘箱溫度為85℃，干燥50min，得到改性云母；取20g蜘蛛絲、10g蟲膠、3g羧甲基纖維素和100g上述改性云母加入到盛有200ml水的燒杯中，將燒杯置于水浴鍋中，控制水浴溫度為60℃，攪拌混合25min，得到漿料；最后將上述漿料加入到圓網(wǎng)抄紙機中，以1.1cm/s的速度進行抄紙成型，得到濕紙，將濕紙置于烘箱中干燥至紙張含水率為0.3％，即可得到高抗張強度纖維云母紙。
將本發(fā)明制備的高抗張強度纖維云母紙貼附于涂有膠黏劑的云母帶補強材料上，得到復合云母帶，將復合云母帶置于溫度為60℃的烘箱中干燥30min并自然冷卻至室溫，得到云母帶坯料，再對云母帶坯料進行開卷，分切，即可得到云母帶，將云母帶嵌入到水電發(fā)電機的絕緣層中進行使用即可。經(jīng)檢測，使用本發(fā)明制備的高抗張強度纖維云母紙制備得到的云母帶抗張力達到9.3n/cm，介電強度達到25kv/mm，具有較高的抗張強度和介電強度。
實例2
首先稱取2kg云母片加入到煅燒爐中，于溫度為900℃下煅燒90min后，隨爐冷卻至室溫，得到云母熟料，稱取600g云母熟料加入到盛有3l水的燒杯中，將燒杯移入超聲波振蕩儀中，以400khz的頻率超聲處理3h后，過濾，得到濾渣，立刻向濾渣表面噴淋液氮冷凍處理2min，再將冷凍處理后的濾渣置于球磨機中球磨60min，得到預處理云母；再取400g芥菜加入到榨汁機中榨汁后過濾，收集濾液，再將上述預處理云母、濾液、水按質(zhì)量比1:1:5加入到燒杯中，攪拌混合15min后，得到懸濁液，再向燒杯中加入懸濁液質(zhì)量15％的桃膠，攪拌混合30min后，用塑料薄膜密封燒杯，放置12天后，將燒杯中的物料取出并置于離心機中，以5000r/min的轉(zhuǎn)速離心10min，收集沉淀，并將沉淀置于烘箱中，控制烘箱溫度為95℃，干燥60min，得到改性云母；稱取500g蜘蛛絲加入到粉碎機中粉碎，過80100目篩，收集過篩物，得到蜘蛛絲粉末，取30g蜘蛛絲粉末、15g蟲膠、5g羧甲基纖維素和120g上述改性云母加入到盛有300ml水的燒杯中，將燒杯置于水浴鍋中，控制水浴溫度為70℃，攪拌混合30min，得到漿料；最后將上述漿料加入到圓網(wǎng)抄紙機中，以1.3cm/s的速度進行抄紙成型，得到濕紙，將濕紙置于烘箱中干燥至紙張含水率為0.5％，即可得到高抗張強度纖維云母紙。將本發(fā)明制備的高抗張強度纖維云母紙貼附于涂有膠黏劑的云母帶補強材料上，得到復合云母帶，將復合云母帶置于溫度為70℃的烘箱中干燥35min并自然冷卻至室溫，得到云母帶坯料，再對云母帶坯料進行開卷，分切，即可得到云母帶，將云母帶嵌入到水電發(fā)電機的絕緣層中進行使用即可。經(jīng)檢測，使用本發(fā)明制備的高抗張強度纖維云母紙制備得到的云母帶抗張力達到8.2n/cm，介電強度達到23kv/mm，具有較高的抗張強度和介電強度。
實例3
首先稱取1kg云母片加入到煅燒爐中，于溫度為700℃下煅燒80min后，隨爐冷卻至室溫，得到云母熟料，稱取550g云母熟料加入到盛有2l水的燒杯中，將燒杯移入超聲波振蕩儀中，以370khz的頻率超聲處理2h后，過濾，得到濾渣，立刻向濾渣表面噴淋液氮冷凍處理2min，再將冷凍處理后的濾渣置于球磨機中球磨55min，得到預處理云母；再取350g芥菜加入到榨汁機中榨汁后過濾，收集濾液，再將上述預處理云母、濾液、水按質(zhì)量比1:1:5加入到燒杯中，攪拌混合12min后，得到懸濁液，再向燒杯中加入懸濁液質(zhì)量15％的桃膠，攪拌混合27min后，用塑料薄膜密封燒杯，放置11天后，將燒杯中的物料取出并置于離心機中，以4500r/min的轉(zhuǎn)速離心7min，收集沉淀，并將沉淀置于烘箱中，控制烘箱溫度為90℃，干燥55min，得到改性云母；取25g蜘蛛絲、12g蟲膠、4g羧甲基纖維素和110g上述改性云母加入到盛有250ml水的燒杯中，將燒杯置于水浴鍋中，控制水浴溫度為65℃，攪拌混合27min，得到漿料；最后將上述漿料加入到圓網(wǎng)抄紙機中，以1.2cm/s的速度進行抄紙成型，得到濕紙，將濕紙置于烘箱中干燥至紙張含水率為0.4％，即可得到高抗張強度纖維云母紙。
將本發(fā)明制備的高抗張強度纖維云母紙貼附于涂有膠黏劑的云母帶補強材料上，得到復合云母帶，將復合云母帶置于溫度為80℃的烘箱中干燥40min并自然冷卻至室溫，得到云母帶坯料，再對云母帶坯料進行開卷，分切，即可得到云母帶，將云母帶嵌入到水電發(fā)電機的絕緣層中進行使用即可。經(jīng)檢測，使用本發(fā)明制備的高抗張強度纖維云母紙制備得到的云母帶抗張力達到9.1n/cm，介電強度達到24kv/mm，具有較高的抗張強度和介電強度。