CN107140934B - 一种热固型绝缘填充料及其成型工艺 - Google Patents

一种热固型绝缘填充料及其成型工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种热固型绝缘填充料及其成型工艺，包括以下质量百分比的组分：熔融石英砂为65％～72％，磷酸二氢铝粉末为2％～4％，余量为水。所述熔融石英砂的粒度为200～400目。本发明形成的浆料流动性好，成型后固化效果好，绝缘导热性能优异，可以耐900℃高温，具有价格低廉、容易获取、成型工艺简单及减少现有工艺流程等特点。

Description

一种热固型绝缘填充料及其成型工艺
技术领域
本发明涉及加热管生产加工技术领域，具体的说是一种热固型绝缘填充料及其成型工艺。
背景技术
目前常见的加热管填充料多为氧化镁粉，混合硅油预制后填充到加热管中，起到绝缘导热的作用。但是这种氧化镁粉较为松动，需要配合使用缩管工艺，缩管后还需要进行退火消除加工硬化才可以进行下一步的加工。该类填充料不适用于不能进行缩管加工的加热管；对于该类加热元件，常用的工艺为添加氧化树脂等固化剂进行固化，但添加后绝缘材料工作温度不能超过180℃，限制了使用条件。
发明内容
为了弥补现有技术中的不足，本发明提出了一种热固型绝缘填充料及其成型工艺。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种热固型绝缘填充料，包括以下质量百分比的组分：
熔融石英砂为65％～72％，磷酸二氢铝粉末为2％～4％，余量为水。
所述熔融石英砂的粒度为200～400目。
一种热固型绝缘填充料的成型工艺，包括以下工艺步骤：
第一步：配料：将各组分按照配比进行混合均匀，制成浆状材料；
第二步：填充：将第一步制备成的浆状材料填充所需位置；
第三步：采用分段的方法烘干成型。
所述分段的方法包括以下步骤：
S1、静置3～6h；
S2、在70～90℃环境下烘烤3～6h；
S3、在120℃～130℃环境下烘烤2～3h后成型。
本发明中的填充料使用的是热固成型，工艺简单，可以应用于不能进行变形加工的场合；与使用树脂等固化剂的填充材料相比，本产品流动性好，可以满足各类形状的缝隙或者腔体，填充性能好，耐高温。
本发明的有益效果是：
本发明形成的浆料流动性好，成型后固化效果好，绝缘导热性能优异，可以耐900℃高温，具有价格低廉、容易获取、成型工艺简单及减少现有工艺流程等特点。
附图说明
图1为本发明的孔隙率对比实验图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
实施例一：
一种热固型绝缘填充料，包括以下质量百分比的组分：
熔融石英砂为65％，磷酸二氢铝粉末为4％，余量为水。
所述熔融石英砂的粒度为200～400目。
一种热固型绝缘填充料的成型工艺，包括以下工艺步骤：
第一步：配料：将各组分按照配比进行混合均匀，制成浆状材料；
第二步：填充：将第一步制备成的浆状材料填充所需位置；
第三步：采用分段的方法烘干成型。
所述分段的方法包括以下步骤：
S1、静置3h；
S2、在70℃环境下烘烤3h；
S3、在120℃环境下烘烤3h后成型。
实施例二：
一种热固型绝缘填充料，包括以下质量百分比的组分：
熔融石英砂为72％，磷酸二氢铝粉末为2％，余量为水。
所述熔融石英砂的粒度为200～400目。
一种热固型绝缘填充料的成型工艺，包括以下工艺步骤：
第一步：配料：将各组分按照配比进行混合均匀，制成浆状材料；第二步：填充：将第一步制备成的浆状材料填充所需位置；
第三步：采用分段的方法烘干成型。
所述分段的方法包括以下步骤：
S1、静置6h；
S2、在80℃环境下烘烤6h；
S3、在130℃环境下烘烤2h后成型。
实施例三：
一种热固型绝缘填充料，包括以下质量百分比的组分：
熔融石英砂为69％，磷酸二氢铝粉末为3％，余量为水。
所述熔融石英砂的粒度为200～400目。
一种热固型绝缘填充料的成型工艺，包括以下工艺步骤：
第一步：配料：将各组分按照配比进行混合均匀，制成浆状材料；第二步：填充：将第一步制备成的浆状材料填充所需位置；
第三步：采用分段的方法烘干成型。
所述分段的方法包括以下步骤：
S1、静置5h；
S2、在90℃环境下烘烤4h；
S3、在125℃环境下烘烤2.5h后成型。
实施例四：
一种热固型绝缘填充料，包括以下质量百分比的组分：
熔融石英砂为67％，磷酸二氢铝粉末为3.5％，余量为水。
所述熔融石英砂的粒度为200～400目。
一种热固型绝缘填充料的成型工艺，包括以下工艺步骤：
第一步：配料：将各组分按照配比进行混合均匀，制成浆状材料；第二步：填充：将第一步制备成的浆状材料填充所需位置；
第三步：采用分段的方法烘干成型。
所述分段的方法包括以下步骤：
S1、静置6h；
S2、在90℃环境下烘烤4h；
S3、在127℃环境下烘烤2.7h后成型。
为了论证本发明的技术效果，特进行了如下试验：
实验一(单位：g)
Figure GDA0002104263590000041
其中，配件总重表示填充浆料配件总重，填充浆料总重是将热固型绝缘填充料加入到配件后的总重，编号1、2均是采用本发明的填充料，由实验一测试可知，在125℃下烘干效果较好，能够在3小时内水分蒸发完毕，但是烘干成型后粉体内孔隙率较高，为10％左右。
实验二(单位：g)
Figure GDA0002104263590000042
编号1、2均是采用本发明的填充料，由实验二可知，70℃下烘干，水分缓慢蒸发，效果不明显。但是粉体内孔隙率较低，可以保证1％以下。90℃下烘干，速度略快于70℃，但是对于处在粉体内部的水分成型效果较差，速度缓慢。温度继续上升到125℃，水分挥发较快，约3h后水分完全消失，成型效果好。
另外，本发明还进行了如下对比试验：
实验三(单位：g)
Figure GDA0002104263590000043
Figure GDA0002104263590000051
在实验三中，编号1采用的是熔融石英砂，编号2为传统的结晶石英砂应用在加热管填充料上，由实验数据可知，熔融石英砂放置后难以澄清，石英砂仍然为浑浊状态。结晶石英砂放置后澄清较快，且目数越大，澄清越快。
实验四(单位：g)
Figure GDA0002104263590000052
实验四中，编号1为熔融石英砂，编号2为结晶石英砂，编号3为大目数石英砂，由实验四可知，在室温及100℃以下烘干，对表层水分的去除效果较为明显，但是表层水分烘干后，内部水分的去除需要更高温度。熔融石英砂更容易产生气孔，并且在烘干时会发生体积膨胀的现象，成型效果较差。
实验五(单位：g)
Figure GDA0002104263590000053
在实验五中，编号1为熔融石英砂，编号2为结晶石英砂，编号3为大目数石英砂，由实验五数据可知，采用室温静置+低温烘干+高温烘干可以有效的去除粉体中的水分，降低孔隙率，提高粉体的成型性能。
实验六(单位：g)
Figure GDA0002104263590000061
在实验六中，编号1、2、3均为大目数石英砂，大目数石英砂的目数为200～400目，由实验六数据可知，在预烘干阶段，使用不同的烘干工艺对最终水分含量的影响较小。在90℃/3h条件下预烘干，可以有效减少表面水分，而对内部水分含量的影响较小。当温度达到125℃时，内部水分含量迅速下降，可以达到所需成型效果。本发明还进行了孔隙率的实验测试，实验统计如下：
时间 125℃ 70℃ 静置 静置3h+125℃烘烤 静置3h+75℃烘烤3h+125℃烘烤3h
1h 5％ 0.20％ 0％ 0％ 0％
2h 8％ 0.40％ 0％ 0％ 0％
3h 10％ 0.50％ 0％ 0％ 0％
4h 10％ 0.60％ 0％ 2％ 0.10％
5h 10％ 0.60％ 0％ 3％ 0.10％
6h 10％ 0.60％ 0％ 3％ 0.10％
7h 10％ 0.70％ 0％ 3％ 0.10％
8h 10％ 0.70％ 0％ 3％ 0.10％
9h 10％ 0.70％ 0％ 3％ 0.10％
由上表并结合附图1，曲线一为125℃情况下的孔隙率随时间的变化图，曲线二为静置3h+125℃烘烤情况下的孔隙率随时间的变化图，曲线三为70℃情况下的孔隙率随时间的变化图，曲线四为静置3h+75℃烘烤3h+125℃烘烤3h情况下的孔隙率随时间的变化图，曲线五为静置情况下的孔隙率随时间的变化图。可以看出在9h内的孔隙率的变动情况，静置3h+75℃烘烤3h+125℃烘烤3h的情况下，孔隙率的变化最小，即采用分段烘干的方法得到的产品成型性能最好，孔隙率最低，综合性能最佳，符合该填充料的设计需求。
采用本发明的组分配比和特定的成型工艺后，能够保证填充料的性能，以满足各类形状的缝隙或者腔体的填充需求。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种热固型绝缘填充料的成型工艺，其特征在于：所述热固型绝缘填充料包括以下质量百分比的组分：
熔融石英砂为65％～72％，磷酸二氢铝粉末为2％～4％，余量为水，所述熔融石英砂的粒度为200～400目；
所述成型工艺包括以下工艺步骤：
第一步：配料：将各组分按照配比进行混合均匀，制成浆状材料；
第二步：填充：将第一步制备成的浆状材料填充所需位置；
第三步：采用分段的方法烘干成型；
所述分段的方法包括以下步骤：
S1、静置3～6h；
S2、在70～90℃环境下烘烤3～6h；
S3、在120℃～130℃环境下烘烤2～3h后成型。
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Granted publication date: 20200710

Pledgee: Wuhu Branch of China Post Savings Bank Co.,Ltd.

Pledgor: ANHUI SULI TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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Pledgee: Wuhu Branch of China Post Savings Bank Co.,Ltd.

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