CN107500718B - 一种作为高档电瓷原料的球粘土及其生产方法 - Google Patents

一种作为高档电瓷原料的球粘土及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种作为高档电瓷原料的球粘土，所述球粘土包括重量百分比的以下组分：38‑72％次生粘土、3‑23％膨润土、0.01‑2.8％稀释剂、0.01‑2.1％絮凝剂和18‑35％水。本发明采用上述配方和生产方法，能很好地控制生产得到的球粘土的可塑性指数为25‑35％，总线性收缩率为10.5‑17％，结合强度大于2.6‑5MPa，并且生产的球粘土具有较小的干燥收缩和烧成收缩、良好的可塑性和很高的干燥强度，完全克服了过去因原料的总线性收缩率大、可塑性不足和干燥强度不够高导致的缺点，为电瓷制造业生产高档电瓷产品提供了良好的保障。

Description

一种作为高档电瓷原料的球粘土及其生产方法
技术领域
本发明涉及电力绝缘陶瓷技术领域，涉及一种球粘土，具体涉及一种作为高档电瓷原料的球粘土及其生产方法。
背景技术
电瓷是应用于电力系统中主要起支持和绝缘作用的部件，有时兼做其它电气部件的容器。因此，对其机械性能、电气性能、耐环境性能(冷热、抗污秽、老化等)有较高的要求。目前市场上用于电瓷产品的球粘土的主要矿物成分为高岭石，其有一定的可塑性和干燥强度。但如果用于生产高档电瓷产品时，所要求的原料的具有很高的可塑性、很高的干燥强度和较低的总线性收缩率，这些球粘土不能满足高档电瓷产品的要求。因为，如果采用的原料的可塑性和干燥强度不够高、收缩率大，在电瓷产品的成型、运输、干燥、切削加工等操作时，电瓷产品会由于可塑性和干燥强度不够高而出现变形、开裂等缺陷。
因此需要将球粘土的各原料的可塑性指数、总线性收缩率和结合强度控制在一个合适的范围，从而保证生产出的球粘土的可塑性指数、总线性收缩率和结合强度的参数满足各项指标，为生产出机械性能和电气性能优良的高档电瓷提供了一个良好的基础。
发明内容
本发明提供了一种作为高档电瓷原料的球粘土，该球粘土的可塑性指数为25-35％，总线性收缩率为10.5-17％，结合强度大于2.6-5MPa，具有良好的可塑性和干燥强度、较低的总线性收缩率。
本发明的另一个目的是提供一种作为高档电瓷原料的球粘土的生产方法。
本发明采用的技术方案是：一种作为高档电瓷原料的球粘土，所述球粘土包括重量百分比的以下组分：
优选的，所述作为高档电瓷原料的球粘土的可塑性指数为25-35％，总线性收缩率为 10.5-17％，结合强度大于2.6-5MPa。
优选的，所述次生粘土的可塑性指数为15-30％，总线性收缩率为3-15％，结合强度为 2-5MPa。次生粘土属于高岭石类矿物，其理论化学组成为Al2O3·2SiO2·2H2O，是由Al-(O,OH) 八面体与Si-O四面体按1:1形成的层状硅酸盐结构，层间(OH)-和O2-以氢键结合，结合力较弱、层状解理，层内离子极少发生置换，只有在边缘破裂处才会出现离子吸附，有一定可塑性，干燥后有一定强度。
优选的，膨润土的可塑性限度为20-40％，总线性收缩率为4-16％，结合强度为3-8MPa。膨润土为蒙脱石类矿物，又称为微晶高岭石或胶岭石，其理论化学组成为Al2O3·4SiO2·nH2O，是由Al-(O,OH)八面体与Si-O四面体按2:1形成的层状硅酸盐结构，层间结合力很弱，水和一些极性分子易进入层间，层间水的数量可变且随着外界湿度和温度变化，产生吸湿膨胀，可塑性极好，干燥后强度很高。
优选的，所述稀释剂是水玻璃、碳酸钠或三聚磷酸钠。添加入稀释剂能使次生粘土和膨润土充分分散在水介质中，形成良好的泥浆系统，使泥浆具有良好的输送性，同时也容易去除杂质。
优选的，所述絮凝剂是聚合氯化铝、硝酸或氯化镁。添加入絮凝剂能使次生粘土和膨润土凝聚，形成良好稳定、不分层的泥浆，也有利于提高后续泥浆的压滤效率。
本发明还提供了作为高档电瓷原料的球粘土的生产方法，包括以下步骤：
1)分别测试次生粘土和膨润土的可塑性限度，总线性收缩率、结合强度，选取符合要求的次生粘土和膨润土；
2)将次生粘土投入1#化浆池中，按比例依次投入水和稀释剂，在1#化浆池化成浆料，将浆料输送到1#螺旋除沙机除去较粗的石英沙，再输送到1#刮沙机除去较细的石英沙，再输送到1#振动筛除去树皮、草根、云母或其它杂质，然后输送到1#斜池沉降0.5-60小时，再抽斜池上层浆料到1#中池，用1#搅拌机边搅拌边加入絮凝剂，使浆料充分絮凝降，絮凝后的浆料输送到1#成品池，得到纯次生粘土浆；
3)将膨润土投入球磨机中，按比例依次投入水和稀释剂，打开球磨机研磨，将研磨后的浆料输送到2#振动筛除去较粗杂质，再输送到2#斜池沉降0.5-60小时，再抽斜池上层浆料到 2#中池，用2#搅拌机边搅拌边加入絮凝剂，使浆料充分絮凝，絮凝后的浆料输送到2#成品池，得到纯膨润土浆；
4)将纯膨润土浆和纯次生粘土浆输送到3#成品池，用3#搅拌机搅拌混合均匀，再用柱塞泵输送到压滤机脱去部分水得到含水率为18-35％的球粘土产品。
优选的，在步骤1)中，符合要求的次生粘土的可塑性指数为15-30％，总线性收缩率为 3-15％，结合强度为2-5MPa；符合要求的膨润土的可塑性限度为20-40％，总线性收缩率为 4-16％，结合强度为3-8MPa。在生产作为高档电瓷原料的球粘土之前，采用JB/T5893.5规定的方法测试各原料的可塑性指数、总线性收缩率、结合强度，选取符合要求的次生粘土和膨润土。
优选的，在步骤2)中，将次生粘土化成干料百分含量为12-66％的浆料。
优选的，在步骤3)中，将膨润土、稀释剂和水在球磨机中研磨6-20小时，使浆料的325 目筛余率低于5％。
次生粘土有一定干燥强度和可塑性，干燥收缩和烧成收缩比膨润土小，但干燥强度和可塑性还不能满足高档电瓷的成型要求；而膨润土的干燥强度很高、可塑性极好，干燥收缩和烧成收缩较大。本发明充分利用这两种原料的优点，将这两种原料以科学配方和合理生产方法，综合了它们的优点，弥补了它们的缺点，从而生产出高质量的球粘土。
本发明生产的高档电瓷球粘土具有极高的干燥强度和可塑性，较小的干燥收缩和烧成收缩，完全克服了过去因原料的可塑性不足、干燥强度不够高和总线性收缩率太大等缺点而导致高档电瓷产品生产时变形、开裂的缺陷，为电瓷制造业生产高档电瓷产品提供了良好的原料基础，很好地保障了高档电瓷产品的质量。
本发明的有益效果是：本发明采用上述配方和生产方法，能很好地控制生产得到的球粘土的可塑性指数为25-35％，总线性收缩率为10.5-17％，结合强度大于2.6-5MPa，并且生产的球粘土具有较小的干燥收缩和烧成收缩、良好的可塑性和很高的干燥强度，完全克服了过去因原料的总线性收缩率大、可塑性不足和干燥强度不够高导致的缺点，为电瓷制造业生产高档电瓷产品提供了良好的保障。
具体实施方式
实施例1
一种作为高档电瓷原料的球粘土，所述球粘土包括重量百分比的以下组分：
其中各组分的可塑性指数、总线性收缩率和结合强度控制如下：所述次生粘土的可塑性指数为16％，总线性收缩率为3.8％，结合强度为2.1MPa；膨润土的可塑性指数为25％，总线性收缩率为4.6％，结合强度为3.7MPa。
作为高档电瓷原料的球粘土的生产方法，包括以下步骤：
1)分别测试次生粘土和膨润土的可塑性指数、总线性收缩率、结合强度，选取符合要求的次生粘土和膨润土；
2)将次生粘土投入1#化浆池中，按比例依次投入水和稀释剂，在1#化浆池化成干料百分含量为26％的浆料，将浆料输送到1#螺旋除沙机除去较粗的石英沙，再输送到1#刮沙机除去较细的石英沙，再输送到1#振动筛除去树皮、草根、云母或其它杂质，然后输送到1#斜池沉降60小时，再抽斜池上层浆料到1#中池，用1#搅拌机边搅拌边加入絮凝剂，使浆料充分絮凝，絮凝后的浆料输送到1#成品池，得到纯次生粘土浆；
3)将膨润土投入球磨机中，按比例依次投入水和稀释剂，打开球磨机研磨8小时，使浆料的325目筛余率低于5％，将研磨后的浆料输送到2#振动筛除去较粗杂质，再输送到2#斜池沉降3小时，再抽斜池上层浆料到2#中池，用2#搅拌机边搅拌边加入絮凝剂，使浆料充分絮凝，絮凝后的浆料输送到2#成品池，得到纯膨润土浆；
4)将纯膨润土浆和纯次生粘土浆输送到3#成品池，用3#搅拌机搅拌混合均匀，再用柱塞泵输送到压滤机脱去部分水得到含水率为22％的球粘土产品。
实施例2
一种作为高档电瓷原料的球粘土，所述球粘土包括重量百分比的以下组分：
其中各组分的可塑性指数、总线性收缩率和结合强度控制如下：所述次生粘土的可塑性指数为21％，总线性收缩率为5.9％，结合强度为2.8MPa；膨润土的可塑性指数为29％，总线性收缩率为6.2％，结合强度为4.6MPa。
作为高档电瓷原料的球粘土的生产方法，包括以下步骤：
1)分别测试次生粘土和膨润土的可塑性指数、总线性收缩率、结合强度，选取符合要求的次生粘土和膨润土；
2)将次生粘土投入1#化浆池中，按比例依次投入水和稀释剂，在1#化浆池化成干料百分含量为33％的浆料，将浆料输送到1#螺旋除沙机除去较粗的石英沙，再输送到1#刮沙机除去较细的石英沙，再输送到1#振动筛除去树皮、草根、云母或其它杂质，然后输送到1#斜池沉降48小时，再抽斜池上层浆料到1#中池，用1#搅拌机边搅拌边加入絮凝剂，使浆料充分絮凝，絮凝后的浆料输送到1#成品池，得到纯次生粘土浆；
3)将膨润土投入球磨机中，按比例依次投入水和稀释剂，打开球磨机研磨18小时，使浆料的325目筛余率低于5％，将研磨后的浆料输送到2#振动筛除去较粗杂质，再输送到2# 斜池沉降19小时，再抽斜池上层浆料到2#中池，用2#搅拌机边搅拌边加入絮凝剂，使浆料充分絮凝，絮凝后的浆料输送到2#成品池，得到纯膨润土浆；
4)将纯膨润土浆和纯次生粘土浆输送到3#成品池，用3#搅拌机搅拌混合均匀，再用柱塞泵输送到压滤机脱去部分水得到含水率为25.5％的球粘土产品。
实施例3
一种作为高档电瓷原料的球粘土，所述球粘土包括重量百分比的以下组分：
其中各组分的可塑性指数、总线性收缩率和结合强度控制如下：所述次生粘土的可塑性指数为26％，总线性收缩率为8.4％，结合强度为4.3MPa；膨润土的可塑性指数为33％，总线性收缩率为9.9％，结合强度为5.8MPa。
作为高档电瓷原料的球粘土的生产方法，包括以下步骤：
1)分别测试次生粘土和膨润土的可塑性指数、总线性收缩率、结合强度，选取符合要求的次生粘土和膨润土；
2)将次生粘土投入1#化浆池中，按比例依次投入水和稀释剂，在1#化浆池化成干料百分含量为43％的浆料，将浆料输送到1#螺旋除沙机除去较粗的石英沙，再输送到1#刮沙机除去较细的石英沙，再输送到1#振动筛除去树皮、草根、云母或其它杂质，然后输送到1#斜池沉降17小时，再抽斜池上层浆料到1#中池，用1#搅拌机边搅拌边加入絮凝剂，使浆料充分絮凝，絮凝后的浆料输送到1#成品池，得到纯次生粘土浆；
3)将膨润土投入球磨机中，按比例依次投入水和稀释剂，打开球磨机研磨20小时，使浆料的325目筛余率低于5％，将研磨后的浆料输送到2#振动筛除去较粗杂质，再输送到2# 斜池沉降36小时，再抽斜池上层浆料到2#中池，用2#搅拌机边搅拌边加入絮凝剂，使浆料充分絮凝，絮凝后的浆料输送到2#成品池，得到纯膨润土浆；
4)将纯膨润土浆和纯次生粘土浆输送到3#成品池，用3#搅拌机搅拌混合均匀，再用柱塞泵输送到压滤机脱去部分水得到含水率为28.8％的球粘土产品。
实施例4
一种作为高档电瓷原料的球粘土，所述球粘土包括重量百分比的以下组分：
其中各组分的可塑性指数、总线性收缩率和结合强度控制如下：所述次生粘土的可塑性指数29％，总线性收缩率为12.3％，结合强度为4.9MPa；膨润土的可塑性指数为38％，总线性收缩率为14.8％，结合强度为7.7MPa。
作为高档电瓷原料的球粘土的生产方法，包括以下步骤：
1)分别测试次生粘土和膨润土的可塑性指数、总线性收缩率、结合强度，选取符合要求的次生粘土和膨润土；
2)将次生粘土投入1#化浆池中，按比例依次投入水和稀释剂，在1#化浆池化成干料百分含量为50％的浆料，将浆料输送到1#螺旋除沙机除去较粗的石英沙，再输送到1#刮沙机除去较细的石英沙，再输送到1#振动筛除去树皮、草根、云母或其它杂质，然后输送到1#斜池沉降17小时，再抽斜池上层浆料到1#中池，用1#搅拌机边搅拌边加入絮凝剂，使浆料充分絮凝，絮凝后的浆料输送到1#成品池，得到纯次生粘土浆；
3)将膨润土投入球磨机中，按比例依次投入水和稀释剂，打开球磨机研磨16小时，使浆料的325目筛余率低于5％，将研磨后的浆料输送到2#振动筛除去较粗杂质，再输送到2# 斜池沉降58小时，再抽斜池上层浆料到2#中池，用2#搅拌机边搅拌边加入絮凝剂，使浆料充分絮凝，絮凝后的浆料输送到2#成品池，得到纯膨润土浆；
4)将纯膨润土浆和纯次生粘土浆输送到3#成品池，用3#搅拌机搅拌混合均匀，再用柱塞泵输送到压滤机脱去部分水得到含水率为33.5％的球粘土产品。
将实施例1-4生产的球粘土进行检测，所得结果如下表1所示。
表1实施例1-4生产的球粘土的性能检测结果
由上可知，本发明生产的高档电瓷原料的球粘土的各项性能均能满足指标的各项要求，其具有优异的性能。

Claims (5)

1.一种作为高档电瓷原料的球粘土，其特征在于，所述球粘土由重量百分比的以下组分组成：
所述次生粘土的可塑性指数为15-30％，总线性收缩率为3-15％，结合强度为2-5MPa；
膨润土的可塑性指数为20-40％，总线性收缩率为4-16％，结合强度为3-8MPa；
所述球粘土的可塑性指数为25-35％，总线性收缩率为10.5-17％，结合强度为3.3-4.9MPa；
作为高档电瓷原料的球粘土的生产方法，包括以下步骤：
1)分别测试次生粘土和膨润土的可塑性限度、总线性收缩率、结合强度，选取符合要求的次生粘土和膨润土；
2)将次生粘土投入1#化浆池中，按比例依次投入水和稀释剂，在1#化浆池化成浆料，将浆料输送到1#螺旋除沙机除去较粗的石英沙，再输送到1#刮沙机除去较细的石英沙，再输送到1#振动筛除去树皮、草根、云母或其它杂质，然后输送到1#斜池沉降0.5-60小时，再抽斜池上层浆料到1#中池，用1#搅拌机边搅拌边加入絮凝剂，使浆料充分絮凝，絮凝后的浆料输送到1#成品池，得到纯次生粘土浆；
3)将膨润土投入球磨机中，按比例依次投入水和稀释剂，打开球磨机研磨，将研磨后的浆料输送到2#振动筛除去较粗杂质，再输送到2#斜池沉降0.5-60小时，再抽斜池上层浆料到2#中池，用2#搅拌机边搅拌边加入絮凝剂，使浆料充分絮凝，絮凝后的浆料输送到2#成品池，得到纯膨润土浆；
4)将纯膨润土浆和纯次生粘土浆输送到3#成品池，用3#搅拌机搅拌混合均匀，再用柱塞泵输送到压滤机脱去部分水得到球粘土产品。
2.根据权利要求1所述的作为高档电瓷原料的球粘土，其特征在于，所述稀释剂是水玻璃、碳酸钠或三聚磷酸钠。
3.根据权利要求1所述的作为高档电瓷原料的球粘土，其特征在于，所述絮凝剂是聚合氯化铝、硝酸或氯化镁。
4.根据权利要求1所述的作为高档电瓷原料的球粘土，其特征在于，在步骤2)中，将次生粘土化成干料百分含量为12-66％的浆料。
5.根据权利要求1所述的作为高档电瓷原料的球粘土，其特征在于，在步骤3)中，将膨润土、稀释剂和水在球磨机中研磨6-20小时，使浆料的325目筛余率低于5％。
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