氧碱法生产韧皮纤维电绝缘纸浆工艺制造技术

本发明专利技术涉及以麻类韧皮纤维为原料，用氧碱法生产电绝缘纸浆工艺。该工艺包括将原料切断、除尘、输入压力容器，加入ＮａＯＨ药液并通入氧气，在温度与压力下进行氧碱反应以制成粗浆；粗浆入半浆机切断打浆，经筛选、浓缩进入抽提系统化学抽提和洗涤；再经连续打浆、磁力除铁、精筛，制成韧皮纤维电绝缘纸浆；该工艺可提高纸浆的机械、电绝缘和热老化性能，减少环境污染，提高原材料利用率，降低生产成本。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纸浆生产工艺，更具体地说，本专利技术涉及以麻类韧皮纤维为原料，用氧碱法生产电绝缘纸浆工艺。电绝缘纸浆的传统生产工艺均采用多年生针叶树木为原料，用硫酸盐法(即NaOH+Na2S)蒸煮，然后经筛选、打浆等工序制得浆料。随着世界森林资源日趋减少，各国相继立法限制木材的开采和出口，国际市场木材及纸浆价格不断上涨，八十年代初，未漂硫酸盐针叶树浆价格为200美元/吨，至1992年其价格上涨为580美元/吨，而且今后还有上涨趋势。目前，许多国家正在寻找新的纤维素材料代替木材用以生产纸浆，如泰国凤凰纸浆与造纸有限公司以全麻杆为原料，用硫酸盐法连续进行蒸煮，再经后处理制成纸浆，该浆料主要用于生产新闻用纸、文化用纸。日本大昭和ェソジニァニク株式会社和我国轻工业部制浆造纸研究所曾用氧碱法对草类纤维进行蒸煮，制得的纸浆均用于生产文化用纸。迄今为止，尚未发现以麻类韧皮纤维为原料，用氧碱法进行蒸煮而生产电绝缘纸浆的有关报道。本专利技术目的在于提供用氧碱法生产电绝缘纸浆的工艺。该工艺以麻类韧皮纤维为原料，代替多年生针叶树木资源，以氧碱法蒸煮代替传统的硫酸盐法蒸煮，并采用了化学抽提降低灰份、磁力除铁等工艺，提高了纸浆质量，降低了生产成本，同时可节省木材，从而开辟了新的资源，有利于保护生态平衡。本专利技术的氧碱法生产韧皮纤维电绝缘纸浆工艺包括下列工序将麻类韧皮纤维原料切断，除尘，输入压力容器，加入NaOH药液并通入氧气，进行氧碱反应以制成粗浆;粗浆入半浆机切断打浆，经筛选、浓缩进入抽提系统化学抽提和洗涤;再经连续打浆、磁力除铁、精筛，制成韧皮纤维电绝缘纸浆;其特征在于通过氧碱反应对韧皮纤维进行化学蒸煮，经化学抽提减少导电离子数量，降低灰粉，用磁力除去铁质微粒，以提高纸浆的机械与电气性能。1、备料本专利技术工艺以麻类韧皮纤维为原料，其备料要求为原料水份≯%15分切长度mm30～50分切合格率>%902、氧碱反应氧碱反应工序是对韧皮纤维进行化学蒸煮，利用造纸工业通用设备蒸球进行蒸煮。用氧碱法蒸煮韧皮纤维，利用氧易与纤维素产生还原性末端基作用，生成葡萄糖讼型末端基，进一步氧化成糖醛酸型末端基，此末端基能抑制纤维素的降解，使浆料得以最大限度保持纤维原始机械性能，这是制造具有高机械强度和耐热老化性能的电绝缘纸浆所需要的。氧碱反应的工艺参数如下装锅量 Kg/M3140～150NaOH用量(100%)5～9液比1:3.5～1:4.5药液浓度:12.5～25g/l氧气用量(工业用O2) % 0.8～2.0最高压力mpa0.8～0.93、化学抽提电绝缘用纸对灰份有高的要求。灰份含量高，水抽提物电导率也高，致使纸的介质损耗tgδ增大，会因发热而减少使用寿命。氧碱反应后制得的韧皮纤维粗浆所含灰份较高，约为1.5-2.5%，采用离子交换化学抽提方法，难溶性和不溶性导电物转化为可溶性物经离子交换除去，可使该浆料灰份含量降至＜1%，以满足电绝缘用纸浆的要求。蒸煮后的韧皮纤维粗浆经半浆机粗打成半浆，经粗筛、浓缩后进入抽提系统洗涤和进行化学抽提，其工艺参数如下未蒸解份<%1.5灰份<%2.5电导率<ms/M12ms/M抽提前浆料pH<8.5抽提浆料浓度%3～4抽提药液HCl或草酸助剂为聚丙酰燃酰胺+DTPA(二乙烯三胺五醋酸)，其中HCl(30%工业HCl，对绝对干浆)用量4.5-5%，聚丙烯酰胺用量(100%，对绝对干浆)0.05-0.1%，DTPA(100%)0.1%酸液浓度60±5g/l抽提浆料pH2.0-3.5抽提时间45分钟洗涤时间2-3小时洗涤终点pH6.7-7.5化学抽提工序中洗涤用水应符合下列标准混浊度以SiO2表示 10mg/l色度以铂单位表示5总硬度以CaCO3表示 mg/l 100钙硬度以CaCO3表示 mg/l 50矸度以CaCO3表示 mg/l 75Femg/l0.1Mnmg/l0.05总溶解固体mg/l2004、磁力除铁韧皮纤维在收获、运输及包装过程中易混入少量铁质微粒，这对于电绝缘用纸而言是不允许的。在本专利技术工艺中采用磁铁装置可吸附浆料中的铁质微料，使浆料净化，以符合电绝缘应用要求。磁力除铁装置为一平面呈15度倾斜的浅槽，槽体是由薄铜板制作，槽下面均匀排布五根60×700×50永久磁条，并用钢板组成700×800mm-整体，总磁力不小于3000高斯。浆料以薄瀑布状从浅槽流过，浆料浓度为0.5-0.7%，流速为8-10米/分，流体厚度40±5mm。本专利技术工艺制得的成浆，其质量符合下列标准浆料硬度卡伯值35～50灰份<%1水抽出物pH6～8水抽出物电导率<ms/M10裂断长>M7000撕裂度>g100耐热老化性空气中160±2℃，30小时后保持原机械强度50%以上变压器油中(开口)140±2℃，480小时后保持原机械强度80%以上用本专利技术工艺制得的韧皮纤维电绝缘纸浆(或将其与木浆、棉浆混合)，经抄造叠合成湿纸，再经热压机脱水热压干燥，调湿养生，切边，轧光，检验，可制成0.8-8mm电绝缘纸板。其中热源为蒸汽、过热水、导热油均可，最高热压温度不得超过150℃，控温范围为±3℃;产品厚度不同，热压控制时间亦不同。制得的电绝缘纸板质量符合ZBY31003-87电绝缘纸板标准。用本专利技术纸浆添加有关助剂还可生产高强度工业用纸，如水泥袋纸、条纹牛皮纸等。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图;图2为氧碱法反应控制曲线;图3为抽提控制曲线;图4为纸板生产工艺流程图;图5为热压控制曲线;图6为工业包装用纸生产工艺流程图;实例1本实例用于生产电工绝缘纸浆与纸板，采用红麻，其风干量为3625kg，经断切至30-50mm长度装入25M3回转式蒸煮器内，装锅重为145kg/m3，用碱量为原纤维重量的6%(NaOH 100%)，液比1∶4。密闭蒸煮器，通汽升温升压，第一阶段最高压力0.5MPa，保压时间3-3.3小时。排汽降压至0.10mPa，通入氧气，其用量为风干红麻重量的1.25%，反应时间2.5小时，排除未反应的余氧后放料，为了便于泵体输送，送入半浆机切断处理，即打浆度18±2°SR，湿重18±1g，再把浆料送至筛选系统筛选，浆料来蒸解部分由2.5%左右下降至1%±0.1。经筛选后的浆料送至抽提池，控制浆料反应浓度4%±0.5%首先将浓度60g/l的盐酸和对浆料0.1%的DTPA(二乙烯三胺五醋酸)加入被处理浆中，pH值控制在3-3.5，抽提时间20-25分钟，再加入0.05%聚丙烯酰胺继续反应20-25分钟，用清水洗涤至pH6.5-7.5，成浆所达技术指标如下浆料硬度卡伯值37灰份%0.8水抽出物pH6.9水抽出物电导率ms/M8.2裂断长M8900撕裂度g180耐热老化性空气中160℃±2℃30小时生产1mm电绝缘纸时，可将上述浆料与50%木浆混合，经连续打浆。成浆打浆度40±2°SR，湿重10±1g，浓度3%。此浆料经稀释至0.5%，通过纸前筛选系统后送入平板格栅式磁力除铁装置，总磁力3000高斯，流体厚度40±5mm，流速8-10m/秒，此浆料送至湿板成型系统，单层重量控制在40±2g/m2，层数控制在28-29层之本文档来自技高网...

【技术保护点】
氧碱法生产韧皮纤维电绝缘纸浆工艺，该工艺包括如下工艺：将麻类韧皮纤维原料切断，除尘，输入压力容器，加入ＮａＯＨ药液并通入氧气，进行氧碱反应以制成粗浆；粗浆入半浆机切断打浆，经筛选、浓缩进入抽提系统化学抽提和洗涤；再经连续打浆、磁力除铁、精筛，制成韧皮纤维电绝缘纸浆；其特征在于通过氧碱反应对韧皮纤维进行化学蒸煮，经化学抽提减少导电离子数量，降低灰份，用磁力除去铁质微粒，以提高纸浆的机械与电气性能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宽，刘德宽，汪新，席德浩，刘玉谦，王芝祥，
申请(专利权)人：泰州市纸绝缘材料研究所，机械电子工业部北京电工综合技术经济研究所，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]