CN107216120A - 一种陶瓷绝缘子及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷绝缘子，包括如下重量份的原料：钾长石8～17份、高岭土15～30份、云母粉13～18份、玻璃粉7～12份、碳化硅6～11份、凹凸棒粘土9～18份、氧化锆4～6份、玻璃纤维3～8份、微集料10～20份、纳米氧化锌1～2份、分散剂0.5～0.9份、减水剂0.8～1.3份。所述绝缘子产品物理性能好，耐电压稳定，比重轻，使用寿命长，制备工艺简单，不会造成环境污染，适合推广。

Description

一种陶瓷绝缘子及其制备方法
技术领域
本发明属于绝缘子技术领域，具体涉及一种陶瓷绝缘子及其制备方法。
背景技术
绝缘子在架空输电线路中具有重要的作用，主要用来支持和固定母线与带电导体，并使带电导体间或导体与大地间有足够的距离与绝缘，绝缘子不仅在运行中承受导线垂直方向的荷重和水平方向的拉力，还经受着日晒、雨淋、气候变化及化学物质的腐蚀，因此，绝缘子既要有良好的电气性能，又要有足够的机械强度，绝缘子的好坏对线路的安全运行是十分重要的。
随着电线电缆行业的快速发展，对绝缘子的质量及性能要求越来越高，如何制备一种制备过程环境危害小，产品物理性能好，耐电压稳定，比重轻的绝缘子材料成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种陶瓷绝缘子及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题，所述绝缘子产品物理性能好，耐电压稳定，比重轻，使用寿命长，制备工艺简单，不会造成环境污染，适合推广。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种陶瓷绝缘子，包括如下重量份的原料：钾长石8～17份、高岭土15～30份、云母粉13～18份、玻璃粉7～12份、碳化硅6～11份、凹凸棒粘土9～18份、氧化锆4～6份、玻璃纤维3～8份、微集料10～20份、纳米氧化锌1～2份、分散剂0.5～0.9份、减水剂0.8～1.3份。
优选的，所述陶瓷绝缘子，包括如下重量份的原料：钾长石10～15份、高岭土19～23份、云母粉14～16份、玻璃粉9～11份、碳化硅8～11份、凹凸棒粘土12～16份、氧化锆4.3～5.6份、玻璃纤维4～7份、微集料12～19份、纳米氧化锌1.1～1.6份、分散剂0.6～0.8份、减水剂0.9～1.2份。
优选的，所述陶瓷绝缘子，包括如下重量份的原料：钾长石13份、高岭土21份、云母粉15份、玻璃粉10份、碳化硅9份、凹凸棒粘土14份、氧化锆5.3份、玻璃纤维5份、微集料18份、纳米氧化锌1.2份、分散剂0.7份、减水剂1.1份。
优选的，所述微集料为硅粉、粉煤灰和矿渣中的一种或几种。
优选的，所述减水剂为聚羧酸类减水剂。
优选的，所述钾长石为低钠钾长石，钠含量小于2.5%。
优选的，所述分散剂为三聚磷酸钠。
一种制备所述陶瓷绝缘子的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、玻璃纤维、微集料、纳米氧化锌、分散剂、减水剂，备用；
（2）将取钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、玻璃纤维、微集料分别置于粉碎机中粉碎成粉末，过100～200目；
（3）将钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、微集料和纳米氧化锌混合均匀，加入分散剂和减水剂置于高速分散机中以2000～3000r/min的速度分散20～30分钟，得分散物料；
（4）将步骤（3）得到的分散物料置于球磨机中球磨成泥浆，然后放入湿度为75%～90%的真空陈腐室中陈腐3～8天，加入玻璃纤维，搅拌均匀，得混合泥坯；
（5）将泥坯在窑中素烧至1000℃～1080℃，冷却，再用水切割方式将素烧后的坯体加工成所需形状，将加工过的坯体再在窑中烧至1250℃～1350℃，冷却后即得所述陶瓷绝缘子。
优选的，所述步骤（4）中真空陈腐室的真空度为5～40pa。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
（1）本发明所述的绝缘子，通过控制绝缘子材料的配方及配方含量，使获得的绝缘子材料环保，不污染环境，物理性能好，耐电压稳定，电压承受能力可达10kv～35kv，比重轻，使用寿命长；
（2）本发明所述的绝缘子优选纳米氧化锌作为添加剂，是出于氧化锌对紫外线的吸收特性有利于提高聚合物材料的耐电老化和局部放电击穿性能，这对材料应用于极端环境具有重要意义；
（3）本发明所述的制备方法，操作简单，条件易控，不污染环境，可应用于多种粉体材料的聚合物绝缘子制备。因此具有应用面广、可靠性高、工艺简单、可操作性强等优点。
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
本实施例涉及一种陶瓷绝缘子，包括如下重量份的原料：钾长石8份、高岭土15份、云母粉13份、玻璃粉7份、碳化硅6份、凹凸棒粘土9份、氧化锆4份、玻璃纤维3份、微集料10份、纳米氧化锌1份、分散剂0.5份、减水剂0.8份。
其中，所述微集料为硅粉。
其中，所述减水剂为聚羧酸类减水剂。
其中，所述钾长石为低钠钾长石，钠含量小于2.5%。
其，所述分散剂为三聚磷酸钠。
一种制备所述陶瓷绝缘子的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、玻璃纤维、微集料、纳米氧化锌、分散剂、减水剂，备用；
（2）将取钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、玻璃纤维、微集料分别置于粉碎机中粉碎成粉末，过100～200目；
（3）将钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、微集料和纳米氧化锌混合均匀，加入分散剂和减水剂置于高速分散机中以2000r/min的速度分散20分钟，得分散物料；
（4）将步骤（3）得到的分散物料置于球磨机中球磨成泥浆，然后放入湿度为75%的真空陈腐室中陈腐3天，加入玻璃纤维，搅拌均匀，得混合泥坯；
（5）将泥坯在窑中素烧至1000℃，冷却，再用水切割方式将素烧后的坯体加工成所需形状，将加工过的坯体再在窑中烧至1250℃，冷却后即得所述陶瓷绝缘子。
其中，所述步骤（4）中真空陈腐室的真空度为5pa。
实施例2
本实施例涉及一种陶瓷绝缘子，包括如下重量份的原料：钾长石17份、高岭土30份、云母粉18份、玻璃粉12份、碳化硅11份、凹凸棒粘土18份、氧化锆6份、玻璃纤维8份、微集料20份、纳米氧化锌2份、分散剂0.9份、减水剂1.3份。
其中，所述微集料为粉煤灰。
其中，所述减水剂为聚羧酸类减水剂。
去找，所述钾长石为低钠钾长石，钠含量小于2.5%。
其中，所述分散剂为三聚磷酸钠。
一种制备所述陶瓷绝缘子的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、玻璃纤维、微集料、纳米氧化锌、分散剂、减水剂，备用；
（2）将取钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、玻璃纤维、微集料分别置于粉碎机中粉碎成粉末，过100～200目；
（3）将钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、微集料和纳米氧化锌混合均匀，加入分散剂和减水剂置于高速分散机中以3000r/min的速度分散30分钟，得分散物料；
（4）将步骤（3）得到的分散物料置于球磨机中球磨成泥浆，然后放入湿度为90%的真空陈腐室中陈腐3～8天，加入玻璃纤维，搅拌均匀，得混合泥坯；
（5）将泥坯在窑中素烧至1080℃，冷却，再用水切割方式将素烧后的坯体加工成所需形状，将加工过的坯体再在窑中烧至1350℃，冷却后即得所述陶瓷绝缘子。
其中，所述步骤（4）中真空陈腐室的真空度为40pa。
实施例3
本实施例涉及一种陶瓷绝缘子，包括如下重量份的原料：钾长石10份、高岭土19份、云母粉14份、玻璃粉9份、碳化硅8份、凹凸棒粘土12份、氧化锆4.3份、玻璃纤维4份、微集料12份、纳米氧化锌1.1份、分散剂0.6份、减水剂0.9份。
其中，所述微集料为矿渣。
其中，所述减水剂为聚羧酸类减水剂。
其中，所述钾长石为低钠钾长石，钠含量小于2.5%。
其中，所述分散剂为三聚磷酸钠。
一种制备所述陶瓷绝缘子的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、玻璃纤维、微集料、纳米氧化锌、分散剂、减水剂，备用；
（2）将取钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、玻璃纤维、微集料分别置于粉碎机中粉碎成粉末，过100～200目；
（3）将钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、微集料和纳米氧化锌混合均匀，加入分散剂和减水剂置于高速分散机中以2200r/min的速度分散22分钟，得分散物料；
（4）将步骤（3）得到的分散物料置于球磨机中球磨成泥浆，然后放入湿度为80%的真空陈腐室中陈腐4天，加入玻璃纤维，搅拌均匀，得混合泥坯；
（5）将泥坯在窑中素烧至1020℃，冷却，再用水切割方式将素烧后的坯体加工成所需形状，将加工过的坯体再在窑中烧至1280℃，冷却后即得所述陶瓷绝缘子。
其中，所述步骤（4）中真空陈腐室的真空度为10pa。
实施例4
本实施例涉及一种陶瓷绝缘子，包括如下重量份的原料：钾长石15份、高岭土23份、云母粉16份、玻璃粉11份、碳化硅11份、凹凸棒粘土16份、氧化锆5.6份、玻璃纤维7份、微集料19份、纳米氧化锌1.6份、分散剂0.8份、减水剂1.2份。
其中，所述微集料为硅粉、粉煤灰和矿渣的混合物。
其中，所述减水剂为聚羧酸类减水剂。
其中，所述钾长石为低钠钾长石，钠含量小于2.5%。
其中，所述分散剂为三聚磷酸钠。
一种制备所述陶瓷绝缘子的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、玻璃纤维、微集料、纳米氧化锌、分散剂、减水剂，备用；
（2）将取钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、玻璃纤维、微集料分别置于粉碎机中粉碎成粉末，过100～200目；
（3）将钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、微集料和纳米氧化锌混合均匀，加入分散剂和减水剂置于高速分散机中以2800r/min的速度分散28分钟，得分散物料；
（4）将步骤（3）得到的分散物料置于球磨机中球磨成泥浆，然后放入湿度为85%的真空陈腐室中陈腐6天，加入玻璃纤维，搅拌均匀，得混合泥坯；
（5）将泥坯在窑中素烧至1050℃，冷却，再用水切割方式将素烧后的坯体加工成所需形状，将加工过的坯体再在窑中烧至1320℃，冷却后即得所述陶瓷绝缘子。
其中，所述步骤（4）中真空陈腐室的真空度为30pa。
实施例5
本实施例涉及一种陶瓷绝缘子，包括如下重量份的原料：钾长石13份、高岭土21份、云母粉15份、玻璃粉10份、碳化硅9份、凹凸棒粘土14份、氧化锆5.3份、玻璃纤维5份、微集料18份、纳米氧化锌1.2份、分散剂0.7份、减水剂1.1份。
其中，所述微集料为硅粉、粉煤灰的混合物。
其中，所述减水剂为聚羧酸类减水剂。
其中，所述钾长石为低钠钾长石，钠含量小于2.5%。
其中，所述分散剂为三聚磷酸钠。
一种制备所述陶瓷绝缘子的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、玻璃纤维、微集料、纳米氧化锌、分散剂、减水剂，备用；
（2）将取钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、玻璃纤维、微集料分别置于粉碎机中粉碎成粉末，过100～200目；
（3）将钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、微集料和纳米氧化锌混合均匀，加入分散剂和减水剂置于高速分散机中以2500r/min的速度分散25分钟，得分散物料；
（4）将步骤（3）得到的分散物料置于球磨机中球磨成泥浆，然后放入湿度为83%的真空陈腐室中陈腐5天，加入玻璃纤维，搅拌均匀，得混合泥坯；
（5）将泥坯在窑中素烧至1040℃，冷却，再用水切割方式将素烧后的坯体加工成所需形状，将加工过的坯体再在窑中烧至1300℃，冷却后即得所述陶瓷绝缘子。
其中，所述步骤（4）中真空陈腐室的真空度为22pa。
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 (9)

1.一种陶瓷绝缘子，其特征在于，包括如下重量份的原料：钾长石8～17份、高岭土15～30份、云母粉13～18份、玻璃粉7～12份、碳化硅6～11份、凹凸棒粘土9～18份、氧化锆4～6份、玻璃纤维3～8份、微集料10～20份、纳米氧化锌1～2份、分散剂0.5～0.9份、减水剂0.8～1.3份。
2.根据权利要求1所述的陶瓷绝缘子，其特征在于，包括如下重量份的原料：钾长石10～15份、高岭土19～23份、云母粉14～16份、玻璃粉9～11份、碳化硅8～11份、凹凸棒粘土12～16份、氧化锆4.3～5.6份、玻璃纤维4～7份、微集料12～19份、纳米氧化锌1.1～1.6份、分散剂0.6～0.8份、减水剂0.9～1.2份。
3.根据权利要求1所述的陶瓷绝缘子，其特征在于，包括如下重量份的原料：钾长石13份、高岭土21份、云母粉15份、玻璃粉10份、碳化硅9份、凹凸棒粘土14份、氧化锆5.3份、玻璃纤维5份、微集料18份、纳米氧化锌1.2份、分散剂0.7份、减水剂1.1份。
4.根据权利要求1所述的陶瓷绝缘子，其特征在于，所述微集料为硅粉、粉煤灰和矿渣中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的陶瓷绝缘子，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸类减水剂。
6.根据权利要求1所述的陶瓷绝缘子，其特征在于，所述钾长石为低钠钾长石，钠含量小于2.5%。
7.根据权利要求1所述的陶瓷绝缘子，其特征在于，所述分散剂为三聚磷酸钠。
8.一种制备权利要求1～7任一项所述陶瓷绝缘子的方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按上述配方称取钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、玻璃纤维、微集料、纳米氧化锌、分散剂、减水剂，备用；
（2）将取钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、玻璃纤维、微集料分别置于粉碎机中粉碎成粉末，过100～200目；
（3）将钾长石、高岭土、云母粉、玻璃粉、碳化硅、凹凸棒粘土、氧化锆、微集料和纳米氧化锌混合均匀，加入分散剂和减水剂置于高速分散机中以2000～3000r/min的速度分散20～30分钟，得分散物料；
（4）将步骤（3）得到的分散物料置于球磨机中球磨成泥浆，然后放入湿度为75%～90%的真空陈腐室中陈腐3～8天，加入玻璃纤维，搅拌均匀，得混合泥坯；
（5）将泥坯在窑中素烧至1000℃～1080℃，冷却，再用水切割方式将素烧后的坯体加工成所需形状，将加工过的坯体再在窑中烧至1250℃～1350℃，冷却后即得所述陶瓷绝缘子。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中真空陈腐室的真空度为5～40pa。
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