CN106673441A - 绝缘子用超高硬度棕色釉料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种绝缘子用超高硬度棕色釉料及其制备方法，其特征在于：该釉料各组分的重量百分比组成为：白刚玉微粉6～7％，自制微晶瓷粉10～13％，石英30～33％，硅酸锆微粉10～15％，钠长石6～8％，锂长石5～7％，硅灰石5～7％，碳酸钡1～2％，合成堇青石8～13％，标准粘土7～12％，氧化铁1～2％，氧化铬1～2％，氧化锰3～5％。具有抗划伤能力强，釉面硬度达到莫氏7级以上，绝缘子的釉面能够经受金属、风沙侵袭，不会产生划痕的优点。

Description

绝缘子用超高硬度棕色釉料及其制备方法
技术领域
本发明涉及绝缘子用釉料技术领域，具体涉及一种绝缘子用超高硬度棕色釉料(莫氏硬度不小于7级，试条强度为67.6MPa)及其制备方法。
背景技术
高压输变电用绝缘子，一般由绝缘件和金属附件用胶合剂胶合或机械卡装而成。是电力行业不可缺少的绝缘材料。一般属于外绝缘，在自然大气条件或高压条件下工作。架空输电线路、发电厂和变电所的母线和各种电气设备的外部带电导体均须用绝缘子支持，并使之与大地(或接地物)或其他有电位差的导体绝缘。
绝缘子一般采用多种矿物、粘土材料混合，经过多个步骤和复杂的加工工艺以及上釉料、烘干和烧成得到最终具有绝缘性能的产品。而作为绝缘子的保护层釉料，覆盖在绝缘子的外、内表面，直接与外界接触，在工作环境恶劣的条件下，例在沙漠戈壁、高温高压的环境，绝缘子的釉面不断经受风沙侵袭，若釉面硬度低于6(莫氏硬度)，绝缘子表面容易被砂砾划伤、打毛，表面变得粗糙，容易积污，失去自洁能力，可能引发污闪事故，导致大面积停电。釉面硬度低，空心瓷绝缘子在烧成后的切割、研磨过程中，很容易被支撑在内孔金属轴和脚垫划伤，这些划痕极易成为装有油或绝缘气体、承受高压的空心绝缘子破坏的开裂源，导致绝缘子在使用过程中发生爆炸，造成极大的安全隐患。
发明内容：
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种具有高的硬度和耐划伤性能，使用安全的绝缘子用超高硬度棕色釉料。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种绝缘子用超高硬度棕色釉料，该釉料各组分的重量百分比组成为：
白刚玉微粉6～7％，自制微晶瓷粉10～13％，石英30～33％，硅酸锆微粉10～15％，钠长石6～8％，锂长石5～7％，硅灰石5～7％，碳酸钡1～2％，合成堇青石8～13％，标准粘土7～12％，氧化铁1～2％，氧化铬1～2％，氧化锰3～5％。
本发明的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；
本发明自制微晶瓷粉是高铝瓷坯(高铝瓷)经过1300℃煅烧、粉碎而成，细度180-200目，获得的自制微晶瓷粉其化学成分为：SiO2 38％～40％，Al2O3 52％～54％，Fe2O3≤1.5％，TiO2 1.9％～2.3％，CaO≤0.6％，MgO≤0.4％，K2O3.2％～3.4％，Na2O0.4％～0.6％。使用自制微晶瓷粉的目的一方面是提高釉层中刚玉、莫来石的微晶含量，提高釉面硬度，另一方面是提高釉料初熔温度，使坯料气体顺利排出，同时减少了生料釉反应产生气体，减少釉层中的气孔含量，提高釉面强度；
本发明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；
本发明引入硅酸锆微粉的主要目的是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；
本发明选用钠长石和锂长石，而不使用钾长石的目的是以离子半径较小的碱性氧化物代替离子半径较大的，增强釉面硬度；
本发明使用硅灰石是为了引入氧化钙，起熔剂作用，硅灰石熔融过程中不产生气体，减少釉层中气孔，提高釉面硬度；
本发明碳酸钡为强熔剂，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；
本发明的合成堇青石：如河北邢台新型耐火材料厂有限公司市售的堇青石骨料，氧化镁含量13.5～14.5％，调节釉料膨胀系数，提高釉层中晶体含量，提高釉面硬度；
本发明的标准粘土：市售可塑性粘土，提高釉浆悬浮性能和流动性,其化学成分为：SiO2 53％～56％，Al2O3 27.5％～29.5％，Fe2O3≤1.5％，CaO+MgO≤0.8％，I.L(烧失量)：12％～13％。
本发明氧化铁、氧化铬、氧化锰，起熔剂、着色作用。
以上提到的原料组分和化学成分均为重量百分比含量。
本发明还提供一种绝缘子用超高硬度棕色釉料的制备方法，具体的步骤包括：(1)首先按照配方比例准确称量釉料，然后将釉料、球(球磨用的球)和水混合一次入磨进行球磨；其中釉：球(研磨球氧化铝球石)：水＝1:2:1，球磨粉碎至10微米以下颗粒占77～79％，得到釉料浆料；然后按照行业常规方法对绝缘子坯料进行浸釉(釉即为上述的釉料浆料)、喷油法施釉，釉层厚度0.3～0.4mm。然后置于1250-1290℃温度下还原气氛烧结成瓷。
本发明上述的球磨粉碎至10微米以下颗粒占77～79％这一技术规定非常关键，控制该范围的细度，可以保证获得的釉料浆料悬浮性能好，物料在浆料中不易分层，各种组分分散的更加均匀，为后期的浸釉、喷油法施釉提供更加均匀的釉层，保证釉料烧结后的颜色的稳定性，只有在该范围内，浆料施釉烧结成瓷后才能保证最终产品的颜色为棕色，颜色稳定性高。
本发明的优点和优异效果：
本发明通过使用白刚玉微粉、自制的微晶瓷粉和硅酸锆微粉，大幅度提高了釉层中的微晶含量，使用钠长石、锂长石是代替了通常使用的钾长石，增强了碱金属离子与非桥氧的结合强度，同时引入合成堇青石调整膨胀系数，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，釉面硬度达到莫氏7级以上，绝缘子的釉面能够经受金属、风沙侵袭，不会产生划痕。
具体实施方式
下面通过实施例进一步详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。
实施例1：
本发明的釉料重量百分比(wt％)的配比为：白刚玉微粉6，自制微晶瓷粉10，石英31，硅酸锆微粉10，钠长石7，锂长石5，硅灰石7，碳酸钡1，合成堇青石9，标准粘土9，氧化铁1，氧化铬1，氧化锰3。
实施例2：
本发明的釉料重量百分比(wt％)的配比为：白刚玉微粉6，瓷粉11，石英30，硅酸锆微粉10.5，钠长石8，锂长石6，硅灰石5，碳酸钡1，合成堇青石8，标准粘土9，氧化铁1，氧化铬1，氧化锰3.5。
实施例3：
本发明的釉料重量百分比(wt％)的配比为：白刚玉微粉7，瓷粉,10，石英33，硅酸锆微粉10，钠长石6，锂长石5，硅灰石5，碳酸钡1，合成堇青石8，标准粘土7，氧化铁1.5，氧化铬1.5，氧化锰5。
具体制备步骤为：
按配方准确称量釉料的各种原料，各种釉料的原料和球与水一次加入到球磨机中，其中釉料：球(研磨球氧化铝球石)：水的重量比＝1:2:1，然后球磨粉碎至10微米以下颗粒占77～79％，最终得到釉料浆料。
按照行业常规方法对绝缘子坯料进行浸釉、喷油法施釉，釉层厚度0.3～0.4mm。然后置于1250-1290℃温度下还原气氛烧结成瓷。
性能检测：
对实施例1-3制备的釉面进行检测，具体参数如下所示：经检测本发明的超绝缘子棕釉的莫氏硬度不小于7级，传统棕釉莫氏硬度为5～6级。超高硬度棕釉试条强度为67.6MPa，传统棕釉的试条强度为46.9MPa；颜色稳定为棕色。超硬绝缘子棕釉釉面足以抵抗金属、风沙侵袭，不会产生划痕，避免了棕釉绝缘子在安装、使用过程中表面的损伤带来的隐患。

Claims (5)

1.一种绝缘子用超高硬度棕色釉料，其特征在于：该釉料各组分的重量百分比组成为：白刚玉微粉6～7％，自制微晶瓷粉10～13％，石英30～33％，硅酸锆微粉10～15％，钠长石6～8％，锂长石5～7％，硅灰石5～7％，碳酸钡1～2％，合成堇青石8～13％，标准粘土7～12％，氧化铁1～2％，氧化铬1～2％，氧化锰3～5％。
2.根据权利要求1所述的绝缘子用超高硬度棕色釉料，其特征在于：所述的自制微晶瓷粉是高铝瓷坯经过1300℃煅烧、粉碎而成，细度180-200目，获得的自制微晶瓷粉其化学成分为：SiO2 38％～40％，Al2O3 52％～54％，Fe2O3≤1.5％，TiO2 1.9％～2.3％，CaO≤0.6％，MgO≤0.4％，K2O3.2％～3.4％，Na2O0.4％～0.6％。
3.根据权利要求1所述的绝缘子用超高硬度棕色釉料，其特征在于：所述的标准粘土为市售高可塑性粘土，其化学成分为：SiO2 53％～56％，Al2O3 27.5％～29.5％，Fe2O3≤1.5％，CaO+MgO≤0.8％，I.L：12％～13％。
4.一种权利要求1所述的绝缘子用超高硬度棕色釉料的制备方法，其特征在于：具体的步骤包括：
(1)首先按照配方比例准确称量釉料，然后将釉料、球和水混合一次性加入球磨机中进行球磨，其中釉：球：水的重量比＝1:2:1；
(2)球磨粉碎至10微米以下颗粒占77～79％，得到釉料浆料；
(3)然后对绝缘子坯料进行浸釉、喷油法施釉，釉层厚度0.3～0.4mm；然后置于1250-1290℃温度下还原气氛烧结成瓷。
5.根据权利要求4所述的绝缘子用超高硬度棕色釉料的制备方法，其特征在于：所述球为研磨球氧化铝球石。
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