CN107129289A - 一种绝缘子及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绝缘子，包括以下重量份的原料：凹凸棒石粘土7～12份、云母粉10～20份、天然橡胶5～15份、氧化锆5～8份、钾长石8～15份、聚酰亚胺10～20份、氧化铝10～15份、矿化剂1～2份、抗氧剂2～3份。本发明所述的绝缘子通过严格控制各组分配比和生产工艺，使得绝缘子机械性能好且生产成本低，安全可靠。
Description
技术领域
本发明属于绝缘子技术领域，具体涉及一种绝缘子及其制备方法。
背景技术
电瓷坯料是指黏土原料和熔剂性原料及其他原料（石英、高铝原料或其他矿物原料）按一定比例组成的混合物，经磨细和混合成为可供制坯用泥料，这种制坯用的泥料就简称为坯料。
在确定各种原料比例时必须保证坯料能满足电瓷生产过程所要求的工艺性能和烧成后瓷质的物理性能要求。烧成前坯料的工艺性能只要取决于黏土原料的品质和用量，坯料的烧成工艺主要取决于熔剂原料。
电瓷在直流电场下的长期老化问题比交流电场下严重，主要关键是瓷材料：当其他条件相同时，电瓷材料组成中的碱金属Na+在迁移过程中由于获得电子，形成体积比离子体积大的原子，由此产生的局部膨胀应力是绝缘子破裂；当离子迁移时，瓷件内部形成电阻率不同的导电层，引起电场分布不均匀，在直流电场长时间作用下，使绝缘子击穿。因此开发一种直流瓷绝缘子十分必要。
机械强度一直是电瓷生产追求的最重要的性能，因为电瓷材料具有高强度时，在同等电压等级的条件下，可以提高材料的使用率，降低成本。传统的直流瓷绝缘子，机械强度不高，上釉后对提高电瓷的机、电、热性能效果不好，尤其是不能较大的提高瓷质的弯曲强度。
发明内容
本发明提供了一种绝缘子及其制备方法，所述绝缘子机械性能好，成本低，更加安全可靠。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种绝缘子，包括以下重量份的原料：凹凸棒石粘土7～12份、云母粉10～20份、天然橡胶5～15份、氧化锆5～8份、钾长石8～15份、聚酰亚胺10～20份、氧化铝10～15份、矿化剂1～2份、抗氧剂2～3份。
优选的，所述绝缘子，包括以下重量份的原料：凹凸棒石粘土9～11份、云母粉13～17份、天然橡胶10～12份、氧化锆6～7份、钾长石9～11份、聚酰亚胺13～15份、氧化铝12～14份、矿化剂1.3～1.7份、抗氧剂2.4～2.7份。
优选的，所述绝缘子，包括以下重量份的原料：凹凸棒石粘土10份、云母粉16份、天然橡胶11份、氧化锆6.3份、钾长石10份、聚酰亚胺14份、氧化铝13份、矿化剂1.5份、抗氧剂2.6份。
优选的，所述钾长石为低钠钾长石，钠含量小于2.5%。
优选的，所述所述矿化剂为石灰石、滑石粉、钛白粉、氧化钇中的一种。
优选的，所述聚酰亚胺为热塑型聚酰亚胺。
一种制备所述绝缘子的方法，包括以下步骤：
（1）按上述组分称取凹凸棒石粘土、云母粉、天然橡胶、氧化锆、钾长石、聚酰亚胺、氧化铝、矿化剂、抗氧剂，备用；
（2）将凹凸棒石粘土、云母粉、氧化锆、钾长石、氧化铝分别置于研磨机中研磨成粉末，过100～200目筛；
（3）将研磨后的凹凸棒石粘土、云母粉、氧化锆、钾长石、氧化铝置于搅拌机中，加原料总重量20%的蒸馏水或者去离子水，搅拌成浆料，备用；
（4）天然橡胶和聚酰亚胺混合均匀后置于混炼机中混炼2～3小时，得混料物料，备用；
（5）向步骤（3）得到的浆料中加入矿化剂，放于球磨机中进行球磨3～5小时，添加步骤（4）所得到的混合物料，继续进行球磨2～3小时，得绝缘子母料；
（6）将绝缘子母料加入抗氧化剂经过筛出铁后进行榨泥，得到的泥饼在真空练泥机内挤压成型，干燥，即可得到绝缘子生坯；
（7）所述步骤（6）得到的绝缘子生坯经过上釉、在1100～1150℃范围之间烧结、胶装后得到所述绝缘子。
优选的，所述烧结时间为7～8小时。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述的绝缘子通过严格控制各组分配比和生产工艺，使得绝缘子机械性能好且生产成本低。所用原料均为现有的普通陶瓷矿物原料，采用凹凸棒石粘土和云母粉，缩短球磨时间，既减少了成本又改善了工艺性能。为解决电瓷绝缘子在直流电场下的长期老化问题，本发明引入低钠钾长石，坯料化学成分中Na含量少于0.2%，阻止了电瓷材料中由于碱金属钠离子在迁移过程中产生的局部膨胀应力致使绝缘子破裂，同时更好地解决了当离子迁移时瓷件内部形成电阻率不同的导电层，引起电场分布不均匀，在直流电场长时间作用下使绝缘子击穿问题，更加安全可靠。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种绝缘子，包括以下重量份的原料：凹凸棒石粘土7份、云母粉10份、天然橡胶5份、氧化锆5份、钾长石8份、聚酰亚胺10份、氧化铝10份、矿化剂1份、抗氧剂2份。
其中，所述钾长石为低钠钾长石，钠含量小于2.5%。
其中，所述所述矿化剂为石灰石。
其中，所述聚酰亚胺为热塑型聚酰亚胺。
一种制备所述绝缘子的方法，包括以下步骤：
（1）按上述组分称取凹凸棒石粘土、云母粉、天然橡胶、氧化锆、钾长石、聚酰亚胺、氧化铝、矿化剂、抗氧剂，备用；
（2）将凹凸棒石粘土、云母粉、氧化锆、钾长石、氧化铝分别置于研磨机中研磨成粉末，过100～200目筛；
（3）将研磨后的凹凸棒石粘土、云母粉、氧化锆、钾长石、氧化铝置于搅拌机中，加原料总重量20%的蒸馏水或者去离子水，搅拌成浆料，备用；
（4）天然橡胶和聚酰亚胺混合均匀后置于混炼机中混炼2小时，得混料物料，备用；
（5）向步骤（3）得到的浆料中加入矿化剂，放于球磨机中进行球磨3小时，添加步骤（4）所得到的混合物料，继续进行球磨2小时，得绝缘子母料；
（6）将绝缘子母料加入抗氧化剂经过筛出铁后进行榨泥，得到的泥饼在真空练泥机内挤压成型，干燥，即可得到绝缘子生坯；
（7）所述步骤（6）得到的绝缘子生坯经过上釉、在1100℃环境下烧结7小时、胶装后得到所述绝缘子。
实施例2
本实施例涉及一种绝缘子，包括以下重量份的原料：凹凸棒石粘土12份、云母粉20份、天然橡胶15份、氧化锆8份、钾长石15份、聚酰亚胺20份、氧化铝15份、矿化剂2份、抗氧剂3份。
其中，所述钾长石为低钠钾长石，钠含量小于2.5%。
其中，所述所述矿化剂为滑石粉。
其中，所述聚酰亚胺为热塑型聚酰亚胺。
一种制备所述绝缘子的方法，包括以下步骤：
（1）按上述组分称取凹凸棒石粘土、云母粉、天然橡胶、氧化锆、钾长石、聚酰亚胺、氧化铝、矿化剂、抗氧剂，备用；
（2）将凹凸棒石粘土、云母粉、氧化锆、钾长石、氧化铝分别置于研磨机中研磨成粉末，过100～200目筛；
（3）将研磨后的凹凸棒石粘土、云母粉、氧化锆、钾长石、氧化铝置于搅拌机中，加原料总重量20%的蒸馏水或者去离子水，搅拌成浆料，备用；
（4）天然橡胶和聚酰亚胺混合均匀后置于混炼机中混炼3小时，得混料物料，备用；
（5）向步骤（3）得到的浆料中加入矿化剂，放于球磨机中进行球磨5小时，添加步骤（4）所得到的混合物料，继续进行球磨3小时，得绝缘子母料；
（6）将绝缘子母料加入抗氧化剂经过筛出铁后进行榨泥，得到的泥饼在真空练泥机内挤压成型，干燥，即可得到绝缘子生坯；
（7）所述步骤（6）得到的绝缘子生坯经过上釉、在1150℃环境下烧结8小时、胶装后得到所述绝缘子。
实施例3
本实施例涉及一种绝缘子，包括以下重量份的原料：凹凸棒石粘土9份、云母粉13份、天然橡胶10份、氧化锆6份、钾长石9份、聚酰亚胺13份、氧化铝12份、矿化剂1.3份、抗氧剂2.4份。
其中，所述钾长石为低钠钾长石，钠含量小于2.5%。
其中，所述所述矿化剂为钛白粉。
其中，所述聚酰亚胺为热塑型聚酰亚胺。
一种制备所述绝缘子的方法，包括以下步骤：
（1）按上述组分称取凹凸棒石粘土、云母粉、天然橡胶、氧化锆、钾长石、聚酰亚胺、氧化铝、矿化剂、抗氧剂，备用；
（2）将凹凸棒石粘土、云母粉、氧化锆、钾长石、氧化铝分别置于研磨机中研磨成粉末，过100～200目筛；
（3）将研磨后的凹凸棒石粘土、云母粉、氧化锆、钾长石、氧化铝置于搅拌机中，加原料总重量20%的蒸馏水或者去离子水，搅拌成浆料，备用；
（4）天然橡胶和聚酰亚胺混合均匀后置于混炼机中混炼2.5小时，得混料物料，备用；
（5）向步骤（3）得到的浆料中加入矿化剂，放于球磨机中进行球磨4小时，添加步骤（4）所得到的混合物料，继续进行球磨2.5小时，得绝缘子母料；
（6）将绝缘子母料加入抗氧化剂经过筛出铁后进行榨泥，得到的泥饼在真空练泥机内挤压成型，干燥，即可得到绝缘子生坯；
（7）所述步骤（6）得到的绝缘子生坯经过上釉、在1125℃环境下烧结7.5小时、胶装后得到所述绝缘子。
实施例4
本实施例涉及一种绝缘子，包括以下重量份的原料：凹凸棒石粘土10份、云母粉16份、天然橡胶11份、氧化锆6.3份、钾长石10份、聚酰亚胺14份、氧化铝13份、矿化剂1.5份、抗氧剂2.6份。
其中，所述钾长石为低钠钾长石，钠含量小于2.5%。
其中，所述所述矿化剂为氧化钇。
其中，所述聚酰亚胺为热塑型聚酰亚胺。
一种制备所述绝缘子的方法，包括以下步骤：
（1）按上述组分称取凹凸棒石粘土、云母粉、天然橡胶、氧化锆、钾长石、聚酰亚胺、氧化铝、矿化剂、抗氧剂，备用；
（2）将凹凸棒石粘土、云母粉、氧化锆、钾长石、氧化铝分别置于研磨机中研磨成粉末，过100～200目筛；
（3）将研磨后的凹凸棒石粘土、云母粉、氧化锆、钾长石、氧化铝置于搅拌机中，加原料总重量20%的蒸馏水或者去离子水，搅拌成浆料，备用；
（4）天然橡胶和聚酰亚胺混合均匀后置于混炼机中混炼2.3小时，得混料物料，备用；
（5）向步骤（3）得到的浆料中加入矿化剂，放于球磨机中进行球磨3.5小时，添加步骤（4）所得到的混合物料，继续进行球磨2.4小时，得绝缘子母料；
（6）将绝缘子母料加入抗氧化剂经过筛出铁后进行榨泥，得到的泥饼在真空练泥机内挤压成型，干燥，即可得到绝缘子生坯；
（7）所述步骤（6）得到的绝缘子生坯经过上釉、在1130℃环境下烧结7.5小时、胶装后得到所述绝缘子。
实施例5
本实施例涉及一种绝缘子，包括以下重量份的原料：凹凸棒石粘土11份、云母粉17份、天然橡胶12份、氧化锆7份、钾长石11份、聚酰亚胺15份、氧化铝14份、矿化剂1.7份、抗氧剂2.7份。
其中，所述钾长石为低钠钾长石，钠含量小于2.5%。
其中，所述所述矿化剂为氧化钇。
其中，所述聚酰亚胺为热塑型聚酰亚胺。
一种制备所述绝缘子的方法，包括以下步骤：
（1）按上述组分称取凹凸棒石粘土、云母粉、天然橡胶、氧化锆、钾长石、聚酰亚胺、氧化铝、矿化剂、抗氧剂，备用；
（2）将凹凸棒石粘土、云母粉、氧化锆、钾长石、氧化铝分别置于研磨机中研磨成粉末，过100～200目筛；
（3）将研磨后的凹凸棒石粘土、云母粉、氧化锆、钾长石、氧化铝置于搅拌机中，加原料总重量20%的蒸馏水或者去离子水，搅拌成浆料，备用；
（4）天然橡胶和聚酰亚胺混合均匀后置于混炼机中混炼2.3小时，得混料物料，备用；
（5）向步骤（3）得到的浆料中加入矿化剂，放于球磨机中进行球磨3.5小时，添加步骤（4）所得到的混合物料，继续进行球磨2.4小时，得绝缘子母料；
（6）将绝缘子母料加入抗氧化剂经过筛出铁后进行榨泥，得到的泥饼在真空练泥机内挤压成型，干燥，即可得到绝缘子生坯；
（7）所述步骤（6）得到的绝缘子生坯经过上釉、在1130℃环境下烧结7.5小时、胶装后得到所述绝缘子。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种绝缘子，其特征在于，包括以下重量份的原料：凹凸棒石粘土7～12份、云母粉10～20份、天然橡胶5～15份、氧化锆5～8份、钾长石8～15份、聚酰亚胺10～20份、氧化铝10～15份、矿化剂1～2份、抗氧剂2～3份。
2.根据权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，包括以下重量份的原料：凹凸棒石粘土9～11份、云母粉13～17份、天然橡胶10～12份、氧化锆6～7份、钾长石9～11份、聚酰亚胺13～15份、氧化铝12～14份、矿化剂1.3～1.7份、抗氧剂2.4～2.7份。
3.根据权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，包括以下重量份的原料：凹凸棒石粘土10份、云母粉16份、天然橡胶11份、氧化锆6.3份、钾长石10份、聚酰亚胺14份、氧化铝13份、矿化剂1.5份、抗氧剂2.6份。
4.根据权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，所述钾长石为低钠钾长石，钠含量小于2.5%。
5.根据权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，所述所述矿化剂为石灰石、滑石粉、钛白粉、氧化钇中的一种。
6.根据权利要求1所述的绝缘子，其特征在于，所述聚酰亚胺为热塑型聚酰亚胺。
7.一种制备权利要求1～6任一项所述绝缘子的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按上述组分称取凹凸棒石粘土、云母粉、天然橡胶、氧化锆、钾长石、聚酰亚胺、氧化铝、矿化剂、抗氧剂，备用；
（2）将凹凸棒石粘土、云母粉、氧化锆、钾长石、氧化铝分别置于研磨机中研磨成粉末，过100～200目筛；
（3）将研磨后的凹凸棒石粘土、云母粉、氧化锆、钾长石、氧化铝置于搅拌机中，加原料总重量20%的蒸馏水或者去离子水，搅拌成浆料，备用；
（4）天然橡胶和聚酰亚胺混合均匀后置于混炼机中混炼2～3小时，得混料物料，备用；
（5）向步骤（3）得到的浆料中加入矿化剂，放于球磨机中进行球磨3～5小时，添加步骤（4）所得到的混合物料，继续进行球磨2～3小时，得绝缘子母料；
（6）将绝缘子母料加入抗氧化剂经过筛出铁后进行榨泥，得到的泥饼在真空练泥机内挤压成型，干燥，即可得到绝缘子生坯；
（7）所述步骤（6）得到的绝缘子生坯经过上釉、在1100～1150℃范围之间烧结、胶装后得到所述绝缘子。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述烧结时间为7～8小时。
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