521型電容器云母紙及其制備方法
【專利摘要】本發明屬于云母紙的生產技術領域，具體涉及一種521型電容器用云母紙及其制備方法。本發明方法包括以下步驟：a、原料焙燒：將云母原料在855～870℃下焙燒8～10min后，冷卻；b、化學處理：將冷卻后的云母原料，先于質量濃度為3～6％的堿溶液中浸泡25～35min；再于質量濃度為2.5～3.5％的酸中浸泡25～35min，最后于90～110℃下加熱50～60min；c、洗滌分選：將化學處理后的原料進行洗滌，篩分，得到漿鱗片；d、水力分級：將漿鱗片再進行水力分級，得到造紙漿；e、制漿抄造：將d步驟得到的造紙漿進行儲漿，穩壓，穩壓后進行調漿和上漿，最后抄造成紙，即得。本發明521型電容器云母紙的抗張性能好，紙張薄，其機械強度高，原料來源廣，成本低。
【專利說明】
521型電容器云母紙及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于云母紙的生產技術領域，具體涉及一種521型電容器用云母紙及其制 備方法。
【背景技術】
[0002] 云母是一種天然礦物，由于它具有優良的電氣性能，耐熱性，不老化等眾多優點， 而成為一種優質的介電材料，被廣泛用于電氣和電子工業中。但是天然大塊云母資源有限， 各發達國家均將云母片列為戰略物資。上世紀八十年代前，我國用于飛機點火器的云母電 容器的優質云母片還必須從印度進口。隨著工業發展和科技進步，云母片已被自身加工遺 棄的90 %多的廢渣和地殼蘊藏豐富的碎云母制成的云母紙(又名還原云母，再生云母)所取 代。
[0003] 從六十年代開始，我國大型高壓電機(5萬KW，500V以上的電機）的主介電均利用以 云母紙為基材制作的粉云母帶。而用于電子工業的云母紙，則是六十年代從U-2型無人偵察 機的殘骸中被發現，我國七十年代開始研制，八十年代初研制成功，定名為511型云母紙。現 在用此介質材料制造的云母紙電容器已廣泛用于航天航空，雷達，導彈，深井鉆探，高頻焊 管等眾多工業領域中。主研人退休后，針對初研制的第一條生產線生產的電容器云母紙存 在的機械性能，電氣性能不夠高，厚度均勻性差的問題，對生產工藝技術作出進一步研究， 建成我國第二條生產線，生產的521型電容器云母紙，其性能大有提高，已達到和超過國外 同等廣品。
[0004] 申請號為"201210168710.6"，發明名稱為"電容器用云母紙的制造方法"，公開了 一種包括a、選取云母原料;b、焙燒;c、化學處理;d、制楽e、抄紙制備而成的電容器云母紙， 其中，化學處理是指利用用質量分數為3~5%的硫酸溶液與云母原料進行加熱處理。該專 利中云母紙是通過先酸浸，不經過堿處理，再利用水力將云母片破碎成云母鱗片后，制漿， 抄造成紙得到，該發明采用厚片云母，成本較高；化學處理過程中只經過酸處理，不經過堿 處理，會導致云母膨脹差，成漿后云母鱗片偏厚，制備的云母紙較厚，偏差較大，厚薄不均 勻；另外，該發明中云母原料在經過化學處理后，需要進行破碎(機械破碎或水力破碎），破 碎是因為云母晶體經熱化學處理后，分層膨脹，質地變軟，但是大部仍是塊狀，無法抄造成 紙，只有破碎成小鱗片，方可抄造，但是破碎的弊端是漿鱗片偏厚，成紙性能差，擊穿強度不 夠，還是不能滿足大型電容器對云母紙的要求。
[0005] 眾所周知，云母紙厚度越薄，做成電容器的體積就越小，其制備難度較大，現有工 藝僅能做出18μπι以上的云母紙，在電容器中的應用范圍就很窄。
【發明內容】
[0006] 本發明所要解決的技術問題是提供一種厚度薄、強度高，性能優良的云母紙的制 備方法。
[0007] 本發明521型電容器云母紙的制備方法，包括以下步驟：
[0008] a、原料焙燒:將云母原料在855~870°C下焙燒8~lOmin后，冷卻至常溫；
[0009] b、化學處理:將a步驟冷卻后的云母原料，先于質量濃度為3~6 %的堿溶液中浸泡 25~35min;再于質量濃度為2.5~3.5%的酸中浸泡25~35min，最后將浸泡有云母原料的 酸溶液于90~110°C下加熱50~60min;
[0010] C、洗滌分選:將b步驟化學處理后的原料進行洗滌，篩分，得到粒度<-14目的漿鱗 片；
[0011] d、水力分級:將篩選的漿鱗片再進行水力分級，得到造紙漿，其中造紙漿中的漿片 厚度 <0.5μπι;
[0012] e、制衆抄造:將d步驟得到的造紙漿進行儲漿，穩壓，穩壓后進行調漿和上漿，最后 抄造成紙，即得。
[0013] 上述521型電容器云母紙的制備方法，其中a步驟中云母原料為云母碎、厚片云母 中的一種，優選為云母碎。
[0014]進一步的，作為更優選的技術方案，上述521型電容器云母紙的制備方法，其中b步 驟中優選向冷卻后的原料中加入質量分數為5 %的堿溶液。
[0015]進一步的，上述521型電容器云母紙的制備方法，其中所述堿溶液為Na2C〇3溶液、 K2C〇3溶液中的至少一種，優選為Na2C〇3溶液。
[0016]進一步的，作為更優選的技術方案，上述521型電容器云母紙的制備方法，其中b步 驟中所述酸的質量分數優選為3%。
[0017] 進一步的，上述521型電容器云母紙的制備方法，其中酸為硫酸、鹽酸中的至少一 種，優選為硫酸。
[0018] 本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種成本低、性能優良的521型電容器 云母紙。
[0019] 上述電容器云母紙，其厚度為14~17μπι，優選為14~16μπι。
[0020] 進一步的，上述電容器云母紙，其介電強度為95~100KV/mm;抗張強度為6.5~9Ν/ cm〇
[0021] 本發明方法制備的521型電容器云母紙，比現有技術制備的云母紙的抗張性能更 好，紙張更薄，密度更高，其機械強度更高，紙張均勻性更好，同時其制備工藝更簡單，降低 了云母鱗片的厚度，工藝更成熟，原料來源廣，主要利用廢棄的云母碎，既可以保護環境，又 可以實現變廢為寶，節約資源，有利于降低成本。
【具體實施方式】
[0022]本發明521型電容器云母紙的制備方法，包括以下步驟：
[0023] a、原料焙燒:將云母原料在855~870°C下焙燒8~lOmin后，冷卻至常溫；
[0024] b、化學處理:將a步驟冷卻后的云母原料，先于質量濃度為3~6 %的堿溶液中浸泡 25~35min;再于質量濃度為2.5~3.5%的酸中浸泡25~35min，最后將浸泡有云母原料的 酸溶液于90~110°C下加熱50~60min;
[0025] c、洗滌分選:將b步驟化學處理后的原料進行洗滌，篩分，得到粒度<-14目的漿鱗 片；
[0026] d、水力分級:將篩選的漿鱗片再進行水力分級，得到造紙漿，其中造紙漿中的漿片 厚度 <0.5μπι;
[0027] e、制漿抄造:將d步驟得到的造紙漿進行儲漿，穩壓，穩壓后進行調漿和上漿，最后 抄造成紙，即得。
[0028] 上述521型電容器云母紙的制備方法，其中a步驟中云母原料為云母碎、厚片云母 中的一種，優選為云母碎。
[0029]進一步的，作為更優選的技術方案，上述521型電容器云母紙的制備方法，其中b步 驟中優選向冷卻后的原料中加入質量分數為5 %的堿溶液。
[0030] 進一步的，上述521型電容器云母紙的制備方法，其中所述堿溶液為Na2C〇3溶液、 K2C〇3溶液中的至少一種，優選為Na2C〇3溶液。
[0031] 進一步的，作為更優選的技術方案，上述521型電容器云母紙的制備方法，其中b步 驟中所述酸的質量分數優選為3%。
[0032]進一步的，上述521型電容器云母紙的制備方法，其中酸為硫酸、鹽酸中的至少一 種，優選為硫酸。
[0033]本發明還提供了一種成本低、性能優良的521型電容器云母紙。
[0034] 上述電容器云母紙，其厚度為14~17μπι，優選為14~16μπι。
[0035] 進一步的，上述電容器云母紙，其介電強度為95~100KV/mm;抗張強度為6.5~9Ν/ cm〇
[0036] 本發明可以采用云母碎作為制備電容器云母紙的原料，其具有來源廣，成本低等 特點，碎云母是云母在采、選、加工過程中產生的云母碎塊和云母碎片，屬于原料廢棄物，利 用云母碎制備云母紙，可以節約資源，避免資源浪費的同時保護了環境。云母碎比厚片云母 成本更低。
[0037]本發明將焙燒后的云母原料進行化學處理，具體為將a步驟冷卻后的云母原料，先 于質量濃度為3~6 %的堿溶液中浸泡25~35min，是為了使焙燒后的云母原料充分膨脹;再 于質量濃度為2.5~3.5 %的酸中浸泡25~35min，是為了將前面浸泡的堿液完全中和掉，如 果直接加熱，會導致反應過激，云母紙性能下降；最后將浸泡有云母原料的酸溶液于90~ 110 °C下加熱50~60min，使得云母原料加速破碎成一定粒度和一定厚度的鱗片，便于后續 處理。
[0038]本發明采用篩分是為了控制漿鱗片的粒度，水力分級是為了控制漿片的厚度，從 而使云母紙的性能更好。
[0039]云母紙生產工藝重點是制漿工藝，制漿的關鍵便是熱化學處理工藝，這直接關系 到漿和紙的質量。本發明中將焙燒冷卻后的云母片，先在質量分數為3~6 %的堿溶液中浸 泡25~35min后，然后在質量分數為2.5~3.5%的酸中浸泡25~35min，最后在90~110°C下 加熱50~60min，可以使云母碎片劇烈膨脹，分解成鱗片狀，一次處理，無需再進行機械破 碎，使得后期制備的漿鱗片厚度薄，成紙性能良好。與現有5 1 1型（申請號為 "201210168710.6"的發明專利）云母紙制備工藝相比，511型工藝需要在熱化學處理后，對 原料進行破碎(機械破碎或水力破碎），其原因是云母晶體經熱化學處理后，分層膨脹，質地 變軟，但是大部仍是塊狀，無法抄造成紙，只有破碎成小鱗片，方可抄造。破碎的弊端是漿鱗 片偏厚（云母鱗片最薄可達5A(0.005um))，成紙性能差。本發明工藝可以使云母晶體直接處 理成很薄的小鱗片，無需再破碎，減少和避免了原漿片混入漿中，使紙張機械性能和電氣性 能明顯提尚。
[0040]下面結合實施例對本發明的【具體實施方式】做進一步的描述，并不因此將本發明限 制在所述的實施例范圍之中。
[0041 ] 實施例1
[0042] a、原料焙燒:將云母碎片在865 °C下焙燒9min后，冷卻至常溫；
[0043] b、化學處理:將a步驟冷卻后的云母原料，先于質量濃度為5 %的Na2C03溶液中浸泡 30min;再于質量濃度為3%的鹽酸中浸泡3〇111；[11，最后將浸泡有云母原料的酸溶液于100<€ 下加熱55min;
[0044] c、洗滌分選:將b步驟化學處理后的原料進行洗滌，篩分，得到粒度<-14目的漿鱗 片；
[0045] d、水力分級:將篩選的漿鱗片再進行水力分級，得到造紙漿，其中造紙漿中的漿片 厚度 <0.5μπι;
[0046] e、制漿抄造:將d步驟得到的造紙漿進行儲漿，穩壓，穩壓后進行調漿和上漿，最后 抄造成紙，即得521型電容器云母紙，該云母紙性能見表1所示。
[0047] 實施例2
[0048] a、原料焙燒:將云母碎片在855°C下焙燒lOmin后，冷卻至常溫；
[0049] b、化學處理:將a步驟冷卻后的云母原料，先于質量濃度為6 %的Na2C03溶液中浸泡 25min;再于質量濃度為2.5%的硫酸中浸泡3〇111；[11，最后將浸泡有云母原料的酸溶液于90<€ 下加熱60min;
[0050] c、洗滌分選:將b步驟化學處理后的原料進行洗滌，篩分，得到粒度<-14目的漿鱗 片；
[0051] d、水力分級:將篩選的漿鱗片再進行水力分級，得到造紙漿，其中造紙漿中的漿片 厚度 <0.5μπι;
[0052] e、制漿抄造:將d步驟得到的造紙漿進行儲漿，穩壓，穩壓后進行調漿和上漿，最后 抄造成紙，即得521型電容器云母紙，該云母紙性能見表1所示。
[0053] 實施例3
[0054] a、原料焙燒:將云母碎片在870 °C下焙燒8min后，冷卻至常溫；
[0055] b、化學處理:將a步驟冷卻后的云母原料，先于質量濃度為3 %的Na2C03溶液中浸泡 35min;再于質量濃度為3.5%的鹽酸中浸泡35min，最后將浸泡有云母原料的酸溶液于110 °C下加熱50min;
[0056] c、洗滌分選:將b步驟化學處理后的原料進行洗滌，篩分，得到漿鱗片；
[0057] d、水力分級:將篩選的漿鱗片再進行水力分級，得到造紙漿，其中造紙漿中的漿片 厚度 <0.5μπι;
[0058] e、制漿抄造:將d步驟得到的造紙漿進行儲漿，穩壓，穩壓后進行調漿和上漿，最后 抄造成紙，即得521型電容器云母紙，該云母紙性能見表1所示。
[0059] 將本發明實施例1~3得到的521型云母紙與申請號為"201210168710.6"的云母紙 性能進行對比，其結果如表1所示：
[0060] 表1性能對比
[0061]
LUU6Z」 汪：衣1干丨生酡指稱忮GBYiyb-8 丫石母紙恆驗萬沄恆測。
【主權項】
1.521型電容器云母紙的制備方法，其特征在于:包括以下步驟： a、 原料焙燒:將云母原料在855~870 °C下焙燒8~lOmin后，冷卻至常溫； b、 化學處理:將a步驟冷卻后的云母原料，先于質量濃度為3~6%的堿溶液中浸泡25~ 35min;再于質量濃度為2.5~3.5%的酸中浸泡25~35min，最后將浸泡有云母原料的酸溶 液于90~110°C下加熱50~60min; c、 洗滌分選:將b步驟化學處理后的原料進行洗滌，篩分，得到粒度<-14目的漿鱗片； d、 水力分級:將漿鱗片再進行水力分級，得到造紙漿，其中造紙漿中的漿片厚度<0.5μ m； e、 制漿抄造:將d步驟得到的造紙漿進行儲漿，穩壓，穩壓后進行調漿和上漿，最后抄造 成紙，即得。2. 根據權利要求1所述521型電容器云母紙的制備方法，其特征在于:a步驟中云母原料 為云母碎、厚片云母中的一種，優選為云母碎。3. 根據權利要求1所述521型電容器云母紙的制備方法，其特征在于:b步驟中向冷卻后 的原料中加入質量分數為5%的堿溶液。4. 根據權利要求1~3任一項所述521型電容器云母紙的制備方法，其特征在于:所述堿 溶液為Na2C0 3溶液、K2C03溶液中的至少一種，優選為Na2C0 3溶液。5. 根據權利要求1所述521型電容器云母紙的制備方法，其特征在于:b步驟中所述酸的 質量分數為3 %。6. 根據權利要求1~5任一項所述521型電容器云母紙的制備方法，其特征在于:所述酸 為硫酸、鹽酸中的至少一種，優選為硫酸。7. 權利要求1~6任一項制備方法制備的電容器云母紙，其特征在于：云母紙厚度為14 ~17μηι，優選為14~16μηι。8. 根據權利要求7所述電容器云母紙，其特征在于:介電強度為95~100KV/mm;抗張強 度為6 · 5~9N/cm。
【文檔編號】D21H13/44GK106049166SQ201610362781
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月27日
【發明人】向維銘
【申請人】雅安興航云母有限責任公司