一种芳纶绝缘纸制备方法及系统与流程

本发明涉及芳纶绝缘纸领域，尤其涉及一种芳纶绝缘纸制备方法及系统。

背景技术：

1、变压器在运行过程中会因材料性能劣化、负载过高等原因造成局部发热，严重时会导致故障或烧毁。若在局部发热的初期就能准确监测，则可提前处理，预防事故。芳纶绝缘纸因其优良的机械性能、介电性能、绝缘性能等，以被应用于变压器绕组上。

2、目前，变压器绕组局部发热的检测方法主要有两种，一种是依赖传统的温度传感器或红外热像仪等设备。此方法虽然能够实现对绝缘纸温度的监测，但需要专门的设备和人员进行操作，且对于局部过热的检测存在一定的局限性。另一种方法是通过检测绝缘纸热解后产生的特殊的小分子物质，如糠醛等。此方法只限于常规的植物纤维绝缘纸，并且依靠糠醛等绝缘纸分解物进行检测的方法，由于分解产物复杂，且与局部过热的关联性不明确，目前只限于常规的植物纤维绝缘纸，对于芳纶绝缘纸等特种纸，并不适用。

技术实现思路

1、基于上述问题，本发明提出了一种芳纶绝缘纸制备方法，解决现有技术对于变压器绕组局部过热检测操作繁琐且具有局限性导致检测结果不准确的问题。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供了一种芳纶绝缘纸制备方法，包括：

3、通过将所述壳聚糖水溶液加入至所述芳纶层析纤维分散液中进行超声搅拌，得到芳纶层析纤维-壳聚糖悬浮液；其中，所述芳纶层析纤维分散液通过将间位芳纶沉析纤维加入至二甲基亚砜溶液中进行超声搅拌得到；

4、通过将所述芳纶层析纤维-壳聚糖悬浮液加入蒸馏水依次进行抽滤、洗涤和干燥，得到壳聚糖改性芳纶层析纤维；

5、通过将间位芳纶短切纤维和间位芳纶沉析纤维、所述壳聚糖改性芳纶层析纤维分别依次进行打浆和分散处理，得到第一分散液、第二分散液和第三分散液；

6、将所述第一分散液、所述第二分散液和所述第三分散液按照预设比例混合搅拌，得到混合芳纶纤维浆料；

7、根据所述混合芳纶纤维浆料和预设的制纸方法，获得壳聚糖改性芳纶绝缘纸。

8、本发明实施例提出的一种芳纶绝缘纸制备方法，通过在制备过程中混入壳聚糖分子，制成壳聚糖改性芳纶层纤维作为壳聚糖改性芳纶绝缘纸的标识物，除了作为标识物，所述壳聚糖上富含羟基和氨基，芳纶层析纤维上富含羧基，两者之间可形成氢键，有利于提高芳纶层析纤维和短切纤维之间的结合力，进而提高绝缘纸的机械性能。除了能够提高机械性能，壳聚糖改性芳纶层析纤维在发生局部过热时，其上壳聚糖基团会分解生成小分子甲醇，通过检测甲醇含量即可得知局部发热结果，使得采用本发明制备方法得到的芳纶绝缘纸在局部过热检测中不再因外部因素影响和使用局限性而大大提高局部过热检测准确度。

9、进一步的，所述芳纶层析纤维分散液通过将间位芳纶沉析纤维加入至二甲基亚砜溶液中进行超声搅拌得到，具体为：

10、将间位芳纶沉析纤维和二甲基亚砜按照预设比例混合，得到混合溶液；

11、对所述混合溶液进行超声搅拌，同时加入预设量氢氧化钾，继续进行超声搅拌预设时间，得到芳纶层析纤维分散液；

12、其中，所述间位芳纶沉析纤维的质量和二甲基亚砜的体积比为1：100。

13、进一步的，所述壳聚糖水溶液通过将壳聚糖和水按照预设比例制备得到；其中壳聚糖的质量和水的体积比为1：1000。

14、进一步的，所述第一分散液中的所述间位芳纶短切纤维的打浆度为40°sr～55°sr，在所述第一分散液中的质量浓度为0.3％～1.0％；

15、所述第二分散液中的所述间位芳纶沉析纤维的打浆度为25°sr～35°sr，在所述第二分散液中的质量浓度为1.5％～2.5％；

16、所述第三分散液中的所述壳聚糖改性芳纶层析纤维的打浆度为20°sr～40°sr，在所述第三分散液中的质量浓度为1.5％～2.5％。

17、进一步的，所述第一分散液、第二分散液和第三分散液进行分散处理所采用的分散剂聚丙烯酸钠分子量为2000～5000。

18、进一步的，所述预设比例具体为：所述间位芳纶短切纤维与所述间位芳纶沉析纤维和壳聚糖芳纶层析纤维总和的绝干质量比为1：1～1：3；所述间位芳纶沉析纤维与所述壳聚糖芳纶层析纤维的绝干质量比为1：1～1：2；

19、所述将所述第一分散液、所述第二分散液和所述第三分散液按照预设比例混合搅拌的搅拌转速具体为：3000r/min～5000r/min。

20、进一步的，所述根据所述混合芳纶纤维浆料和预设的制纸方法，获得壳聚糖改性芳纶绝缘纸，具体为：

21、通过将混合芳纶纤维浆料注入纸页成型器中依次进行脱水成型和热压压制，获得壳聚糖改性芳纶绝缘纸。

22、进一步的，所述混合芳纶纤维浆料的质量浓度为0.10％～0.20％；

23、所述热压压制的热压条件温度为200℃～270℃；压力为6.0mpa～10.0mpa；时间为0.5h～1h。

24、本发明实施例还提出一种芳纶绝缘纸制备系统，包括：一级处理模块、二级处理模块、三级处理模块、四级处理模块和五级处理模块；

25、所述一级处理模块用于通过将所述壳聚糖水溶液加入至所述芳纶层析纤维分散液中进行超声搅拌，得到芳纶层析纤维-壳聚糖悬浮液；其中，所述芳纶层析纤维分散液通过将间位芳纶沉析纤维加入至二甲基亚砜溶液中进行超声搅拌得到；

26、所述二级处理模块用于通过将所述芳纶层析纤维-壳聚糖悬浮液加入蒸馏水依次进行抽滤、洗涤和干燥，得到壳聚糖改性芳纶层析纤维；

27、所述三级处理模块用于通过将间位芳纶短切纤维和间位芳纶沉析纤维、所述壳聚糖改性芳纶层析纤维分别依次进行打浆和分散处理，得到第一分散液、第二分散液和第三分散液；

28、所述四级处理模块用于将所述第一分散液、所述第二分散液和所述第三分散液按照预设比例混合搅拌，得到混合芳纶纤维浆料；

29、所述五级处理模块用于根据所述混合芳纶纤维浆料和预设的制纸方法，获得壳聚糖改性芳纶绝缘纸。

30、本发明实施例提出的一种芳纶绝缘纸制备系统，通过将壳聚糖转换为壳聚糖改性芳纶层析纤维，并通过制备工艺将纤维压制成纸，其中，壳聚糖富含羟基和氨基，芳纶层析纤维上富含羧基，两者之间可形成氢键，提高所述壳聚糖改性芳纶绝缘纸机械性能，再者壳聚糖在温度过高时会分解出小分子甲醇，用于在变压器绕组中进行局部过热的监测，由于分解产物单一，节省结果检测时间和步骤，使得变压器绕组在局部过热识别中不再受繁琐步骤和材料局限性而大大提高局部过热检测准确度。

31、进一步的，所述一级处理模块用于通过将所述壳聚糖水溶液加入至所述芳纶层析纤维分散液中进行超声搅拌，得到芳纶层析纤维-壳聚糖悬浮液；其中，所述芳纶层析纤维分散液通过将间位芳纶沉析纤维加入至二甲基亚砜溶液中进行超声搅拌得到，还包括：

32、混合单元和超声搅拌单元；

33、所述混合单元用于将间位芳纶沉析纤维和二甲基亚砜按照预设比例混合，得到混合溶液；

34、所述超声搅拌单元用于对所述混合溶液进行超声搅拌，同时加入预设量氢氧化钾，继续进行超声搅拌预设时间，得到芳纶层析纤维分散液；

35、其中，所述间位芳纶沉析纤维的质量和二甲基亚砜的体积比为1：100。