CN108046590B - 一种高强度有色玻璃绝缘子材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度有色玻璃绝缘子材料，属于玻璃绝缘子领域，主要包括如下质量百分数的成分：钾长石15％～18％、氧化钠5％～6％、氧化锂2％～5％、氧化锶1.5％～3％、氮化硼纳米管0.1％～0.5％、着色剂不超过0.5％、还原剂0.15％～0.22％、粘结剂0.05％～0.2％、调节剂0.05％～0.15％、余量为含杂质的硅材料；所述含杂质的硅材料为硅藻土或沉淀白炭黑。本发明公开的高强度有色玻璃绝缘子材料，配方设计合理、机械强度高、体积电阻率高以及介电损耗低。

Description

一种高强度有色玻璃绝缘子材料
技术领域
本发明涉及玻璃绝缘子领域，更具体的，涉及一种高强度有色玻璃绝缘子材料。
背景技术
绝缘子是一种主要用于支承架空输电线路导线并使之绝缘的器件。输电线路用玻璃绝缘子，应当具有机械强度高、绝缘性能优良、热稳定性号的特性绝缘子玻璃的化学成分是决定玻璃件性能的关键。目前绝缘子中玻璃成分有两大类：低碱(碱含量不超过2％)玻璃和高碱(碱含量12％以上)玻璃。高碱玻璃熔融温度低、膨胀系数大、易于工业化生产，因而得到广泛的应用。但是现有的高碱玻璃因配方设计不合理、机械强度低、体积电阻率低以及介电损耗高，难以满足高压绝缘子的特性要求。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明公开了一种配方设计合理、机械强度高、体积电阻率高以及介电损耗低的高强度有色玻璃绝缘子材料。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种高强度有色玻璃绝缘子材料，包括如下质量百分数的成分：钾长石15％～18％、氧化钠5％～6％、氧化锂2％～5％、氧化锶1.5％～3％、氮化硼纳米管0.1％～0.5％、着色剂不超过0.5％、还原剂0.15％～0.22％、粘结剂0.05％～0.2％、调节剂0.05％～0.15％、余量为含杂质的硅材料；所述含杂质的硅材料为硅藻土或沉淀白炭黑。
在本发明较佳的技术方案中，包括如下质量百分数的成分：钾长石15％、氧化钠6％、氧化锂2％、氧化锶3％、氮化硼纳米管0.1％、着色剂0.5％、还原剂0.15％、粘结剂0.2％、调节剂0.05％以及硅藻土73％。
在本发明较佳的技术方案中，包括如下质量百分数的成分：钾长石18％、氧化钠5％、氧化锂5％、氧化锶1.5％、氮化硼纳米管0.5％、着色剂0.3％、还原剂0.22％、粘结剂0.05％、调节剂0.15％以及沉淀白炭黑69.28％。
在本发明较佳的技术方案中，包括如下质量百分数的成分：钾长石16％、氧化钠5.5％、氧化锂4％、氧化锶2％、氮化硼纳米管0.3％、着色剂0.1％、还原剂0.19％、粘结剂0.1％、调节剂0.1％以及硅藻土71.71％。
在本发明较佳的技术方案中，所述含杂质的硅材料中二氧化硅的百分含量不低于80％。
在本发明较佳的技术方案中，所述钾长石中，各主要成分的质量百分数为：氧化钾10％～12％、氧化钙10％～15％、氧化钠3％～5％、二氧化硅65％～75％，余量为H、Fe、Mg、P的氧化物。
在本发明较佳的技术方案中，所述着色剂为氧化铁、氧化铬、氧化铜、氧化亚铁、金属硒、氧化亚钴、三氧化二钴、四氧化三钴、氧化镍、氧化亚铜、硫化镉以及二氧化锰中的至少一种。
在本发明较佳的技术方案中，所述还原剂为碳粉、硅粉以及芒硝中的任一种。
在本发明较佳的技术方案中，所述粘结剂为羧甲基纤维素或者羧甲基纤维素钠。
在本发明较佳的技术方案中，所述调节剂为氧化锡、氧化铅以及氧化锌中的一种。
本发明的有益效果为：
本发明提供的高强度有色玻璃绝缘子材料，配方设计合理、机械强度高、体积电阻率高以及介电损耗低，具体体现在相对于对比实施例，弹性模量至少可提升41GPa，弯曲强度至少可提升43MPa，20℃体积电阻率至少增加3.92*1013Ω˙m，100℃时的体积电阻率至少增加4.99*1011Ω˙m，100℃介电损耗最少可提升1.4％。
具体实施方式
下面结合具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1本发明提供的高强度有色玻璃绝缘子材料，包括如下质量百分数的成分：钾长石(主要成分氧化钾12％、氧化钙15％、氧化钠5％、二氧化硅65％，余量为H、Fe、Mg、P的氧化物)15％、氧化钠6％、氧化锂2％、氧化锶3％、氮化硼纳米管0.1％、着色剂(氧化铁)0.5％、还原剂(碳粉)0.15％、粘结剂(羧甲基纤维素)0.2％、调节剂(氧化锡)0.05％以及硅藻土(实测二氧化硅的质量百分数85％)73％。
实施例2本发明提供的高强度有色玻璃绝缘子材料，包括如下质量百分数的成分：钾长石(主要成分氧化钾10％、氧化钙10％、氧化钠3％、二氧化硅75％，余量为H、Fe、Mg、P的氧化物)18％、氧化钠5％、氧化锂5％、氧化锶1.5％、氮化硼纳米管0.5％、着色剂(氧化铁和二氧化锰)0.3％、还原剂(硅粉)0.22％、粘结剂(羧甲基纤维素钠)0.05％、调节剂(氧化铅)0.15％以及沉淀白炭黑(实测二氧化硅的质量百分数86％)69.28％。
实施例3本发明提供的高强度有色玻璃绝缘子材料，包括如下质量百分数的成分：钾长石(主要成分氧化钾11％、氧化钙12％、氧化钠4％、二氧化硅70％，余量为H、Fe、Mg、P的氧化物)16％、氧化钠5.5％、氧化锂4％、氧化锶2％、氮化硼纳米管0.3％、着色剂(由氧化铬、氧化亚钴以及氧化镍构成的混合着色剂)0.1％、还原剂(芒硝)0.19％、粘结剂(羧甲基纤维素钠)0.1％、调节剂(氧化锌)0.1％以及硅藻土(实测二氧化硅的质量百分数85％)71.71％。
实施例4本发明提供的高强度有色玻璃绝缘子材料，包括如下质量百分数的成分：钾长石(主要成分氧化钾12％、氧化钙15％、氧化钠5％、二氧化硅65％，余量为H、Fe、Mg、P的氧化物)15％、氧化钠6％、氧化锂2％、氧化锶3％、氮化硼纳米管0.1％、着色剂(氧化钴)0.001％、还原剂(碳粉)0.15％、粘结剂(羧甲基纤维素)0.2％、调节剂(氧化锡)0.05％以及硅藻土(实测二氧化硅的质量百分数85％)73.5％。
实施例5本发明提供的高强度有色玻璃绝缘子材料，包括如下质量百分数的成分：钾长石(主要成分氧化钾12％、氧化钙15％、氧化钠5％、二氧化硅65％，余量为H、Fe、Mg、P的氧化物)15％、氧化钠6％、氧化锂2％、氧化锶3％、氮化硼纳米管0.1％、着色剂(氧化铬和氧化铜)0.08％、还原剂(碳粉)0.15％、粘结剂(羧甲基纤维素)0.2％、调节剂(氧化锡)0.05％以及硅藻土(实测二氧化硅的质量百分数85％)73.42％。
实施例6本发明提供的高强度有色玻璃绝缘子材料，包括如下质量百分数的成分：钾长石(主要成分氧化钾12％、氧化钙15％、氧化钠5％、二氧化硅65％，余量为H、Fe、Mg、P的氧化物)15％、氧化钠6％、氧化锂2％、氧化锶3％、氮化硼纳米管0.1％、着色剂(金属硒和硫化镉)0.2％、还原剂(碳粉)0.15％、粘结剂(羧甲基纤维素)0.2％、调节剂(氧化锡)0.05％以及硅藻土(实测二氧化硅的质量百分数85％)73.3％。
对比实施例：
本发明提供的高强度有色玻璃绝缘子材料，包括如下质量百分数的成分：氧化钠6％、氧化锂2％、氧化锶3％、着色剂(氧化铁)0.5％、还原剂(碳粉)0.15％、粘结剂(羧甲基纤维素)0.2％、调节剂(氧化锡)0.05％以及硅藻土(实测二氧化硅的质量百分数85％)88.1％。
分别按照实施例1至实施例6以及对比实施例中的成分进行配料，并均经过加分散剂、球磨、熔融、压制成型以及上釉等步骤得到成品并测试其弹性模量、弯曲强度、20℃和100℃时的体积电阻率以及100℃介电损耗等性能，具体数据如下表：
Figure BDA0001506775170000051
注：以上弹性模量和弯曲强度的测试方法使用JB 5890进行测试，20℃和100℃时的体积电阻率的测试方法采用GB/T 1410-2006进行测试，100℃介电损耗的测试方法均采用GB/T 1409-2006进行测试。
从表中可以看出，利用本发明中的配方制备出来的绝缘子材料相对于对比实施例有更优异的性能，弹性模量至少可提升41GPa，弯曲强度至少可提升43MPa，20℃体积电阻率至少增加3.92*1013Ω˙m，100℃时的体积电阻率至少增加1.99*1011Ω˙m，100℃介电损耗最少可提升1.4％，而玻璃的颜色可以根据着色剂的种类以及各组分的配比进行调整。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种高强度有色玻璃绝缘子材料，其特征在于：包括如下质量百分数的成分：钾长石18％、氧化钠5％、氧化锂5％、氧化锶1.5％、氮化硼纳米管0.5％、着色剂0.3％、还原剂0.22％、粘结剂0.05％、调节剂0.15％以及沉淀白炭黑69.28％，其中，所述钾长石中，各主要成分的质量百分数为：氧化钾10％～12％、氧化钙10％～15％、氧化钠3％～5％、二氧化硅65％～75％，余量为H、Fe、Mg、P的氧化物。
2.根据权利要求1所述的高强度有色玻璃绝缘子材料，其特征在于：
所述着色剂为氧化铁、氧化铬、氧化铜、氧化亚铁、金属硒、氧化亚钴、三氧化二钴、四氧化三钴、氧化镍、氧化亚铜、硫化镉以及二氧化锰中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的高强度有色玻璃绝缘子材料，其特征在于：
所述还原剂为碳粉、硅粉以及芒硝中的任一种。
4.根据权利要求1所述的高强度有色玻璃绝缘子材料，其特征在于：
所述粘结剂为羧甲基纤维素或者羧甲基纤维素钠。
5.根据权利要求1所述的高强度有色玻璃绝缘子材料，其特征在于：
所述调节剂为氧化锡、氧化铅以及氧化锌中的一种。
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