本技术介绍了一种具备低介电常数和高导热性能的多孔结构绝缘纸,以及其制备方法和应用领域。制备过程包括四个关键步骤:首先,使用硅烷偶联剂处理氮化硼纳米片(BNNS),制备出硅烷功能化的氮化硼纳米片分散液;其次,将该分散液与芳纶纳米纤维(ANF)分散液混合,通过静电自组装形成复合结构;接着,在纳米纤维素(CNF)表面构建金属有机框架(MOF),形成负载MOF的CNF;最后,将前两步得到的复合材料与负载MOF的CNF混合,在油浴和超声条件下充分反应,经过真空抽滤、热干燥和热压处理,制得目标多孔结构绝缘纸。该绝缘纸不仅保持了优异的介电和导热性能,还展现出较高的机械强度。
背景技术
电力变压器作为电力系统能量传输与转换的关键设备,其稳定运行直接关系着电网的安全与稳定性。电网电压水平不断提高,使得对电力设备电压等级、容量以及可靠性等需求不断提升,变压器绝缘系统也面临着新的挑战。目前,变压器主要采用的油纸绝缘是决定变压器电压水平及容量的关键。由于纤维素绝缘纸的介电常数通常在绝缘油的两倍以上,油纸介电常数的不匹配导致油纸电场分布不均匀,容易导致绝缘油因所受电场强度过高而击穿。在实际运行中,电、热、力等多因素的共同作用也将加速绝缘的老化。
目前降低绝缘纸介电常数的方法集中在通过在纤维素基体中查找低介电常数纤维。但是这种方法阿尤与纤维素氢键网络破坏或微孔导致结构较为松散,绝缘纸面临着机械性能显著降低的问题。与此同时绝缘纸的导热能力也难以得到提升。所以如何降低绝缘纸的介电常数的同时提升其导热性能,并且保证其机械性能是亟待解决的问题。
实现思路