CN104403316A - 一种陶瓷填料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种陶瓷填料，以重量份计，包括：10份～20份的第一氧化物，所述第一氧化物为稀有金属氧化物；50份～70份的第二氧化物，所述第二氧化物包括轻金属氧化物、硅的氧化物、锑的氧化物和过渡金属氧化物中的一种或几种；10份～30份的含氧酸盐，所述含氧酸盐包括碳酸盐、硅酸盐、偏硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐中的一种或几种。本发明提供的陶瓷填料中含有稀有金属氧化物，稀有金属氧化物的加入使本发明提供的陶瓷填料具有较好的拉伸强度、扯断伸长率以及撕裂强度。实验结果表明，本发明提供的陶瓷填料的拉伸强度为7.5MPa～8MPa，扯断伸长率为210％～230％，撕裂强度为20KN/m～25KN/m。

Description

一种陶瓷填料
技术领域
本发明涉及陶瓷技术领域，尤其涉及一种陶瓷填料。
背景技术
在众多的合成橡胶中，硅橡胶是在其中的佼佼者。硅橡胶具有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化学稳定性等优异的性能。硅橡胶的这些优异性能，使其在输电线路、宇航、机械部件及电子电器等领域具有重要的应用。由于硅橡胶经常需要在高压、高温、发热、放电的条件下使用，因此对硅橡胶在阻燃性能方面具有较高的要求。但是目前使用的阻燃硅橡胶经过持续的高温燃烧后，烧余物没有机械强度，可能会造成更危险的二次灾害，如电缆的护套和绝缘烧毁后造成短路。
为了克服阻燃硅橡胶燃烧后机械强度差的缺点，人们研发制备了陶瓷化硅橡胶。陶瓷化硅橡胶是在硅橡胶的聚合体系中加入一定量的陶瓷填料，生成类似于网状的类陶瓷结构，使陶瓷化硅橡胶在常温下具有与普通硅橡胶相同的性能，但是在遇高温着火时陶瓷化硅橡胶会发生陶瓷化转变，变为坚硬的自支撑陶瓷化产物，这种陶瓷化产物具有较高的强度并且能够承受一定的冲击力，保证制品燃烧后的完整性，减少二次灾害的发生。
现有技术所使用的陶瓷填料主要有硅灰石、云母、玻璃料、滑石粉、高岭土、金属氧化物、金属氢氧化物和蒙脱石等。现有技术提供的这些陶瓷填料的拉伸强度、扯断伸长率以及撕裂强度较差，导致制备得到的陶瓷化硅橡胶的机械性能较差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种陶瓷填料，本发明提供的陶瓷填料具有较高的拉伸强度、扯断伸长率和撕裂强度。
本发明提供了一种陶瓷填料，以重量份计，包括：
10份～20份的第一氧化物，所述第一氧化物为稀有金属氧化物；
50份～70份的第二氧化物，所述第二氧化物包括轻金属氧化物、硅的氧化物、锑的氧化物和过渡金属氧化物中的一种或几种；
10份～30份的含氧酸盐，所述含氧酸盐包括碳酸盐、硅酸盐、偏硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐中的一种或几种。
优选的，包括14份～18份的第一金属氧化物。
优选的，所述稀有金属氧化物包括氧化锆和稀土氧化物中的一种或几种。
优选的，所述稀土氧化物包括氧化镝、氧化钐和氧化钇中的一种或几种。
优选的，所述轻金属氧化物包括氧化铝、氧化镁或氧化钙。
优选的，所述过渡金属氧化物包括氧化钛、氧化铁或氧化锌。
优选的，所述硅的氧化物为二氧化硅。
优选的，所述锑的氧化物为三氧化二锑或五氧化二锑。
优选的，所述含氧酸盐中的金属元素包括钠、锂、镁、钙、钛、铁、锌、铝或锑。
优选的，所述陶瓷填料的粒度为300目～400目。
本发明提供了一种陶瓷填料，以重量份计，包括：10份～20份的第一氧化物，所述第一氧化物为稀有金属氧化物；50份～70份的第二氧化物，所述第二氧化物包括轻金属氧化物、硅的氧化物、锑的氧化物和过渡金属氧化物中的一种或几种；10份～30份的含氧酸盐，所述含氧酸盐包括碳酸盐、硅酸盐、偏硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐中的一种或几种。本发明提供的陶瓷填料中含有稀有金属氧化物，稀有金属氧化物的加入使本发明提供的陶瓷填料具有较好的拉伸强度、扯断伸长率以及撕裂强度。
实验结果表明，本发明提供的陶瓷填料的拉伸强度为7.5MPa～8MPa，扯断伸长率为210％～230％，撕裂强度为20KN/m～25KN/m。
具体实施方式
本发明提供了一种陶瓷填料，以重量份计，包括：
10份～20份的第一氧化物，所述第一氧化物为稀有金属氧化物；
50份～70份的第二氧化物，所述第二氧化物包括轻金属氧化物、硅的氧化物、锑的氧化物和过渡金属氧化物中的一种或几种；
10份～30份的含氧酸盐，所述含氧酸盐包括碳酸盐、硅酸盐、偏硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐中的一种或几种。
本发明提供的陶瓷填料中含有稀有金属氧化物，稀有金属氧化物的加入使本发明提供的陶瓷填料具有较好的拉伸强度、扯断伸长率以及撕裂强度。
本发明提供的陶瓷填料包括10重量份～20重量份的第一氧化物，所述第一氧化物为稀有金属氧化物。在本发明中，所述第一氧化物的重量份数优选为12份～18份，更优选为14份～16份。在本发明中，所述稀有金属氧化物的加入使本发明提供的陶瓷填料具有较好的拉伸强度、扯断伸长率以及撕裂强度。
在本发明中，所述稀有金属氧化物优选包括氧化锆和稀土氧化物中的一种或几种，更优选为氧化锆和稀土氧化物中的一种。在本发明中，所述稀土氧化物优选为氧化镝、氧化钐或氧化钇，更优选为氧化钐。本发明对所述稀有金属氧化物的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的稀有金属氧化物即可，可由市场购买获得。
在本发明中，以所述第一氧化物的重量份数为基准，本发明提供的陶瓷填料包括50重量份～70重量份的第二氧化物，所述第二氧化物包括轻金属氧化物、硅的氧化物、锑的氧化物和过渡金属氧化物中的一种或几种。在本发明中，所述第二氧化物的重量份数优选为55份～65份，更优选为58份～62份。在本发明中，所述第二氧化物优选为轻金属氧化物、硅的氧化物、锑的氧化物和过渡金属氧化物中的一种。在本发明中，所述轻金属氧化物优选包括氧化铝、氧化镁或氧化钙，更优选为氧化钙。在本发明中，所述过渡金属氧化物优选包括氧化钛、氧化铁或氧化锌，更优选为氧化铁。在本发明中，所述硅的氧化物优选为二氧化硅。在本发明中，所述锑的氧化物优选为三氧化二锑或五氧化二锑，更优选为三氧化二锑。本发明对所述轻金属氧化物、过渡金属氧化物、硅的氧化物和锑的氧化物的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的轻金属氧化物、过渡金属氧化物、硅的氧化物和锑的氧化物即可，可由市场购买获得。
在本发明中，以所述第一氧化物的重量份数为基准，本发明提供的陶瓷填料包括10重量份～30重量份的含氧酸盐，所述含氧酸盐包括碳酸盐、硅酸盐、偏硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐中的一种或几种。在本发明中，所述含氧酸盐的重量份数优选为15份～25份，更优选为18份～22份。本发明提供的陶瓷填料中包括含氧酸盐，所述含氧酸盐的加入能够使所述陶瓷填料制备得到的陶瓷化硅橡胶具有较高的强度和耐热性。
在本发明中，所述含氧酸盐包括碳酸盐、硅酸盐、偏硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐中的一种，优选为碳酸盐、硅酸盐和磷酸盐中的一种。在本发明中，所述含氧酸盐中的金属元素优选包括钠、锂、镁、钙、钛、铁、锌、铝或锑，更优选为钠、钙、铝、铁或锑，最优选为钠、铝或铁。在本发明中，所述含氧酸盐最优选为碳酸钠、碳酸钙、碳酸镁、硅酸钠、硅酸镁、玻璃粉、磷酸钠或磷酸钙。本发明对所述含氧酸盐的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的含氧酸盐即可，可由市场购买获得。
本发明提供的陶瓷填料的粒度优选为300目～400目，更优选为320目～380目，最优选为340目～360目。在本发明中，所述陶瓷填料的制备方法优选为：
将第一氧化物、第二氧化物和含氧酸盐混合，得到陶瓷填料；所述第一氧化物、第二氧化物和含氧酸盐为上述技术方案所述第一金属氧化物、第二金属氧化物和含氧酸盐。
本发明对所述混合的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的混合技术方案，将所述第一氧化物、第二氧化物和含氧酸盐混合均匀即可。在本发明中，所述第一氧化物、第二氧化物和含氧酸盐的重量份数、种类和来源与上述技术方案所述第一氧化物、第二氧化物和含氧酸盐的重量份数、种类和来源一致，在此不再赘述。
将所述第一氧化物、第二氧化物和含氧酸盐混合后，本发明优选将得到的混合物进行研磨，得到陶瓷填料。本发明对所述研磨的方法没有特殊的限制，所述研磨使得到的陶瓷填料的粒度满足上述技术方案所述陶瓷填料的粒度要求即可。
本发明测试了提供的陶瓷填料的拉伸强度、扯断伸长率和撕裂强度。本发明按照GB/T 23805-2009《精细陶瓷室温拉伸强度试验方法》的标准测试所述陶瓷填料的拉伸强度和扯断伸长率，测试结果为，本发明提供的陶瓷填料的拉伸强度为7.5MPa～8MPa，扯断伸长率为210％～230％。采用撕裂强度测试仪测试本发明提供的陶瓷填料的撕裂强度，测试结果为，本发明提供的陶瓷填料的撕裂强度为20KN/m～25KN/m。
本发明提供了一种陶瓷填料，以重量份计，包括：10份～20份的第一氧化物，所述第一氧化物为稀有金属氧化物；50份～70份的第二氧化物，所述第二氧化物包括轻金属氧化物、硅的氧化物、锑的氧化物和过渡金属氧化物中的一种或几种；10份～30份的含氧酸盐，所述含氧酸盐包括碳酸盐、硅酸盐、偏硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐中的一种或几种。本发明提供的陶瓷填料中含有稀有金属氧化物，稀有金属氧化物的加入使本发明提供的陶瓷填料具有较好的拉伸强度、扯断伸长率以及撕裂强度。
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明以下实施例所用到的原料均为市售商品。
实施例1
将10g的氧化锆、50g的氧化钙和10g的碳酸钠混合均匀，将得到的混合物进行研磨，得到粒度为300目的陶瓷填料。
将本发明实施例1得到的陶瓷填料按照上述技术方案所述方法检测其拉伸强度、扯断伸长率以及撕裂强度，检测结果如表1所示，表1为本发明实施例1～实施例5和比较例1提供的陶瓷填料的拉伸强度、扯断伸长率以及撕裂强度测试结果。
实施例2
将20g的氧化镝、70g的氧化铁和30g的硅酸钠混合均匀，将得到的混合物进行研磨，得到粒度为400目的陶瓷填料。
将本发明实施例2得到的陶瓷填料按照上述技术方案所述方法检测其拉伸强度、扯断伸长率以及撕裂强度，检测结果如表1所示。
实施例3
将12g的氧化钐、55g的二氧化硅和15g的磷酸钠混合均匀，将得到的混合物进行研磨，得到粒度为320目的陶瓷填料。
将本发明实施例3得到的陶瓷填料按照上述技术方案所述方法检测其拉伸强度、扯断伸长率以及撕裂强度，检测结果如表1所示。
实施例4
将18g的氧化钇、65g的三氧化二锑和25g的硼酸钠混合均匀，将得到的混合物进行研磨，得到粒度为380目的陶瓷填料。
将本发明实施例4得到的陶瓷填料按照上述技术方案所述方法检测其拉伸强度、扯断伸长率以及撕裂强度，检测结果如表1所示。
实施例5
将7g的氧化镝、7g的氧化锆、30g的氧化铝、30g的氧化钛、10g玻璃粉和10g的偏硅酸钠混合均匀，将得到的混合物进行研磨，得到粒度为350目的陶瓷填料。
将本发明实施例5得到的陶瓷填料按照上述技术方案所述方法检测其拉伸强度、扯断伸长率以及撕裂强度，检测结果如表1所示。
比较例1
将55g的二氧化硅和15g的磷酸钠混合均匀，将得到的混合物进行研磨，得到粒度为320目的陶瓷填料。
将本发明比较例1得到的陶瓷填料按照上述技术方案所述方法检测其拉伸强度、扯断伸长率以及撕裂强度，检测结果如表1所示，表1为本发明实施例1～实施例5和比较例1提供的陶瓷填料的拉伸强度、扯断伸长率以及撕裂强度测试结果。
表1本发明实施例1～实施例5和比较例1提供的陶瓷填料的拉伸强度、扯断伸长率以及撕裂强度测试结果
实施例 拉伸强度(MPa) 扯断伸长率(％) 撕裂强度(KN/m)
1 7.2 230 16
2 7.5 230 22
3 7.2 250 20
4 7.8 220 23
5 7.9 200 25
比较例1 7.8 200 18
由表1可知，本发明实施例制备得到的陶瓷填料具有较好的拉伸强度、扯断伸长率以及撕裂强度。
由以上实施例可知，本发明提供了一种陶瓷填料，以重量份计，包括：10份～20份的第一氧化物，所述第一氧化物为稀有金属氧化物；50份～70份的第二氧化物，所述第二氧化物包括轻金属氧化物、硅的氧化物、锑的氧化物和过渡金属氧化物中的一种或几种；10份～30份的含氧酸盐，所述含氧酸盐包括碳酸盐、硅酸盐、偏硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐中的一种或几种。本发明提供的陶瓷填料中含有稀有金属氧化物，稀有金属氧化物的加入使本发明提供的陶瓷填料具有较好的拉伸强度、扯断伸长率以及撕裂强度。

Claims (10)

1.一种陶瓷填料，以重量份计，包括：
10份～20份的第一氧化物，所述第一氧化物为稀有金属氧化物；
50份～70份的第二氧化物，所述第二氧化物包括轻金属氧化物、硅的氧化物、锑的氧化物和过渡金属氧化物中的一种或几种；
10份～30份的含氧酸盐，所述含氧酸盐包括碳酸盐、硅酸盐、偏硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的陶瓷填料，其特征在于，包括14份～18份的第一氧化物。
3.根据权利要求1所述的陶瓷填料，其特征在于，所述稀有金属氧化物包括氧化锆和稀土氧化物中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的陶瓷填料，其特征在于，所述稀土氧化物包括氧化镝、氧化钐和氧化钇中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的陶瓷填料，其特征在于，所述轻金属氧化物包括氧化铝、氧化镁或氧化钙。
6.根据权利要求1所述的陶瓷填料，其特征在于，所述过渡金属氧化物包括氧化钛、氧化铁或氧化锌。
7.根据权利要求1所述的陶瓷填料，其特征在于，所述硅的氧化物为二氧化硅。
8.根据权利要求1所述的陶瓷填料，其特征在于，所述锑的氧化物为三氧化二锑或五氧化二锑。
9.根据权利要求1所述的陶瓷填料，其特征在于，所述含氧酸盐中的金属元素包括钠、锂、镁、钙、钛、铁、锌、铝或锑。
10.根据权利要求1所述的陶瓷填料，其特征在于，所述陶瓷填料的粒度为300目～400目。
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