用于特高压瓷绝缘子的釉料及其制作方法与设计方案

本技术提供了一种用于特高压绝缘子釉料的配方和制作方法,配方包括以下重量份的原料:石英20~33份,伊利石10~18份,半山泥10~15份,硅酸锆微粉10~15份,白刚玉微粉4~7份,纳米二氧化硅1~5份,硅灰石3~6份,碳酸钡1~2份,左云土7~12份,氧化锰5~7份,氧化铁1~2份,氧化铬1~2份,氧化锑3~5份,海泡石粉2~8份,膨润土2~8份。制作方法包括纳米二氧化硅复合改性海泡石粉的制备、固溶体的制备、湿法球磨、调节釉浆比重步骤。通过本技术的配方和方法所得釉料,使得绝缘子具有十分优异的耐污均压性能,机械性能和电气性能也有较大提高,适用于特高压直流输电系统。
权利要求书
1.一种用于特高压瓷绝缘子的釉料,其特征在于,包括以下重量份的原料:石英20~33份,伊利石10~18份,半山泥10~15份,硅酸锆微粉10~15份,白刚玉微粉4~7份,纳米二氧化硅1~5份,硅灰石3~6份,碳酸钡1~2份,左云土7~12份,氧化锰5~7份,氧化铁1~2份,氧化铬1~2份,氧化锑3~5份,海泡石粉2~8份,膨润土2~8份。
2.如权利要求1所述的用于特高压瓷绝缘子的釉料,其特征在于,包括以下重量份的原料:石英25~30份,伊利石13~16份,半山泥12~15份,硅酸锆微粉10~13份,白刚玉微粉5~6份,纳米二氧化硅2~4份,硅灰石3~5份,碳酸钡1~2份,左云土8~10份,氧化锰5~6份,氧化铁1~2份,氧化铬1~2份,氧化锑4~5份,海泡石粉4~7份,膨润土4~7份。
3.如权利要求1或2所述的用于特高压瓷绝缘子的釉料,其特征在于,还包括氮化硼3~5份,和/或氮化铝3~5份,和/或硫酸钡1~5份。
4.如权利要求3所述的用于特高压瓷绝缘子的釉料,其特征在于,还至少包括一下技术特征之一:
所述纳米二氧化硅的粒径为20~100nm;
所述海泡石粉的粒径为200~500nm;
所述膨润土为有机改性膨润土;
所述氮化硼,和/或氮化铝,和/或硫酸钡的粒径为50~800nm。
5.制作如权利要求1至4中任一项所述的用于特高压瓷绝缘子的釉料的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、配制质量浓度为10%~20%的三羟甲基丙烷的N,N-二甲基甲酰胺溶液,将海泡石粉加入其中,混合均匀得到混合液;然后配制一定浓度的纳米二氧化硅乳液,加入混合液中,搅拌一段时间后离心,过滤得到滤渣;
S2、将所述滤渣加入到硅烷偶联剂的乙醇/水混合体系溶液,1000~1500r/min的转速搅拌15~30min后过滤,得到纳米二氧化硅复合改性海泡石粉;
S3、按照质量配比将氧化铁、氧化铬、氧化锑混合细磨,再经煅烧得到固溶体;
S4、按照质量配比将石英,伊利石,半山泥,硅酸锆微粉,白刚玉微粉,硅灰石,碳酸钡,左云土,氧化锰,膨润土,纳米二氧化硅复合改性海泡石粉,固溶体进行湿法球磨配制釉浆,球磨至釉浆的粒径过200~500目筛,筛余为0.2~3wt%,其中过筛后的釉浆中10μm以下颗粒含量不小于50%,20μm以下颗粒含量不小于70%;
S5、加水调节步骤S4所得釉浆比重为1.6~2.0g/cm3。
6.如权利要求5所述的用于特高压瓷绝缘子的釉料的制作方法,其特征在于,步骤S1中所述纳米二氧化硅乳液质量浓度为1.5%~2.5%,加入到混合液中以400~600r/min转速搅拌分散20~50min。
7.如权利要求5所述的用于特高压瓷绝缘子的釉料的制作方法,其特征在于,步骤S1中所述二氧化硅乳液的配制方法为:取纳米二氧化硅、分散剂、消泡剂与润湿剂加入去离子水中,
搅拌分散60~90min,得到纳米二氧化硅乳液。
8.如权利要求5所述的用于特高压瓷绝缘子的釉料的制作方法,其特征在于,步骤S3中混合细磨至过200~500目筛,筛余3%以内;再经氧化气氛在1100~1250℃的温度条件下煅烧,得到固溶体;和/或过氧化锰
步骤S4中湿法球磨的条件为总原料:磨球:水按重量比1:0.8~1.5:0.8~1.5球磨8~15h。
9.如权利要求5所述的用于特高压瓷绝缘子的釉料的制作方法,其特征在于,步骤S4还包括:加入所述研磨后的氮化硼,和/或氮化铝,和/或硫酸钡进行湿法球磨。
10.如权利要求5所述的用于特高压瓷绝缘子的釉料的制作方法,其特征在于,所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、硫基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
技术说明书
一种用于特高压瓷绝缘子的釉料及其制作方法
技术领域
本技术涉及电瓷绝缘子技术领域,尤其涉及一种用于特高压瓷绝缘子的釉料及其制作方法。背景技术
我国特高压直流输电工程日趋庞大,其设备的安全可靠性是十分重要的。在特高压直流输电系统中绝缘子的使用量非常大,在很大程度上决定输电系统的绝缘水平,决定输电系统的安
全可靠性。所以有必要大力研究绝缘子的材料结构、电气性能、机械性能、长期运行的可靠性,以及各种绝缘子生产厂家的生产制作能力。
传统瓷绝缘子定期停电清扫的防污措施工作量繁重、成本极高,已远远不能满足电力发展的需要;特高压绝缘子体积大、重量重,若继续采用增大绝缘子爬距的方式来防污,无疑给绝缘子的制造带来极大的困难。在绝缘子表面涂敷有机憎水性涂料,或使用憎水硅橡胶复合绝缘子,具有优良的防“污闪”性能,但其防污性能及寿命仍有限。如专利号为201310439668.1的“±1120kV特高压直流棒形瓷绝缘子制备方法”,釉料配方中使用了大量钾长石,其属于脊性原料,不利于其在泥料中均匀分布,从而导致釉料的机、电、热性能得不到充分发挥;在上釉、烧成、胶装完成之后,还要在绝缘子表面喷一层PRTV涂层,以提高绝缘子的耐污性能。但也存在易老化、可击穿、刚度不高、耐候性差等缺陷,对于风沙大、风力强的地区来说,很难保证电网的长期可靠运行。
技术内容
本技术旨在解决上述问题,提供一种用于特高压瓷绝缘子的釉料,使得在绝缘子烧制过程中即可获得防污闪性能高的绝缘子,省去后续的憎水性涂料的涂覆作业过程。采用如下技术方案:
一种用于特高压瓷绝缘子的釉料,包括以下重量份的原料:石英20~33份,伊利石10~18份,半山泥10~15份,硅酸锆微粉10~15份,白刚玉微粉4~7份,纳米二氧化硅1~5份,硅灰石3~6份,碳酸钡1~2份,左云土7~12份,氧化锰5~7份,氧化铁1~2份,氧化铬1~2份,氧化锑3~5份,海泡石粉2~8份,膨润土2~8份。
本技术用于特高压瓷绝缘子的釉料配方,采用多种功能性原料进行复配,赋予绝缘子在特高压直流输电系统的长期可靠应用。
本技术的石英是釉层中形成玻璃网络的主要成分,有利于提高网络的致密程度和硬度。传统釉料中使用长石作为原料之一,其属于脊性原料,不利于其在泥料中均匀分布,从而导致釉料的机、电、热性能得不到充分发挥;配方使用伊利石代替长石,伊利石是常见的一种黏土矿物﹐常是形成其他黏土矿物的中间过渡性矿物,无膨胀性和可塑性。伊利石具有光滑、明
亮、细腻、耐热等优越的化学和物理性能,可提高釉浆的悬浮性和流动性,可作为釉面成型的助剂,改善釉面质量和机械性能。
引入半山泥提高石英用量,经高温处理形成富含微细晶体、气孔含量少、网络结构致密的超高硬度釉玻璃体,抗划伤能力强,釉面硬度高。白刚玉微粉大部分以刚玉微晶形式存在于釉层中,直接提高釉层的硬度,小部分熔入玻璃体,增强玻璃网络,进一步提高硬度;利用硅酸锆在高温状态下不易熔于
釉玻璃体的特性,提高釉层中晶体含量,从而提高釉面硬度。
纳米二氧化硅作为改性海泡石粉的载体与填料,能降低釉料的干燥和烧成收缩,减少弯曲变形,并能起到釉面的骨架作用和提高釉面的机械强度。硅灰石作为填料,纳米二氧化硅和硅灰石熔融过程中不产生气体,缩小绝缘子烧结过程中的气孔,增强釉面的机械弯曲强度;还可有效的减少坯体收缩率,能够降低瓷绝缘子的吸湿膨胀,防止陶瓷坯体的后期干裂,而且具有较高的机械强度和较低的介电损失,还可加快烧结过程的成熟速度,大大降低了单位制品的热损耗。
碳酸钡作为强熔剂,能降低高温状态下釉玻璃体的粘度,利于形成光滑平整的釉面,起到改善釉面质量的作用。左云土有助于形成更多的刚玉晶体和莫来石晶体,可显著提高绝缘子产品的机械强度和电气性能。氧化锰起熔剂、着作用。氧化铁、氧化铬、氧化锑可起到溶剂作用,同时可以形成半导体釉,具有适宜的热膨胀系数,能提高瓷绝缘子的机械强度,并具有坚硬、光滑的表面;同时使得瓷绝缘子具有全长等电压分布效果,还具有更高的污秽耐压性能。
绝缘子烧制过程中会形成堇青石、刚玉晶体、莫来石晶体结构,海泡石粉在烧结时能够与形成的堇青石、刚玉晶体、莫来石晶体结构相互结合,进一步增强了烧结材料的强度,其分散性、造型性和耐高温性能良好,可作为填料填充釉面间隙,增加釉面的机械强度和绝缘性能;同时海泡石粉的抗盐度非常好,使釉面的憎水性能得到显著提高。膨润土作为流变剂,改善釉料流动性,同时作为半导体釉面
成型的助剂,促进半导体釉面的形成,提高釉面质量。海泡石粉与伊利石、氧化铁、氧化铬、氧化锑、膨润土和纳米二氧化硅配合,使得本技术的釉料具有十分优异的耐污均压性能。
本配方使得绝缘子釉面的憎水性能、抗污性能、绝缘性能和机械性能都有显著提高。

本文发布于:2024-09-22 07:05:56,感谢您对本站的认可!

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