CN108281217A - 一种氧化镁粉绝缘材料及其制备方法和一种柔性电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氧化镁粉绝缘材料,由包括以下重量份的原料制备得到:氧化镁粉100份、叶蜡石30~40份、滑石20~30份、高含氢硅油3~5份、铝酸酯偶联剂10~15份和溶剂油50~70份。以本发明提供的氧化镁粉绝缘材料为绝缘层制备柔性电缆,氧化镁粉作为基料,氧化镁的熔点是2800℃,其本身具有耐高温、高绝缘以及良好的导热性;叶蜡石与滑石能填补氧化镁颗粒之间堆积的缝隙,起到稳定结构的作用;高含氢硅油、铝酸酯偶联剂和溶剂油能够保证氧化镁粉与空气隔绝,使柔性电缆具有更好的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘材料技术领域,尤其涉及一种氧化镁粉绝缘材料及其制备方法和一种柔性电缆。
背景技术
柔性电缆是拖链运动系统中的电力传输材料,广泛用于航空航天、船舶、汽车、矿山等领域。
目前,大部分柔性电缆采用有机物作为绝缘层,制备有机物绝缘层的材料主要为有机物,但是,有机物在高温情况下易燃且会产生有毒物质。少部分柔性电缆采用无机矿物质云母带作为绝缘层,但是,在高温情况下云母会烧为灰烬,一旦碰触即破坏其绝缘结构,无法做到耐高温。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氧化镁粉绝缘材料及其制备方法和柔性电缆,将本发明提供的氧化镁粉绝缘材料作为柔性电缆的绝缘层,绝缘性能好且耐高温。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种氧化镁粉绝缘材料,由包括以下重量份的原料制备得到:
氧化镁粉100份;
叶蜡石30~40份;
滑石20~30份;
高含氢硅油3~5份;
铝酸酯偶联剂10~15份;
溶剂油50~70份。
优选的,所述氧化镁粉的粒度为100~500目。
优选的,所述氧化镁粉的制备方法,包括以下步骤:
将电熔氧化镁进行粉碎,得到100~500目的氧化镁颗粒;
将所述氧化镁颗粒在1000~1200℃下进行热处理30~50min,去除所得热处理物料中的磁性物质,得到氧化镁粉。
优选的,所述电熔氧化镁中氧化镁的含量≥96%。
优选的,所述叶蜡石中d≤0.002mm的超细叶蜡石粉的质量占所述叶蜡石总质量的86%±2%。
优选的,所述叶蜡石的制备方法,包括以下步骤:
将叶蜡石原料进行粉碎,得到d≤0.01mm的叶蜡石细粉;
将所述叶蜡石细粉在600~800℃下进行第一煅烧2~3h,得到第一煅烧物料;
将所述第一煅烧物料与水混合后进行湿磨,得到d≤0.002mm的超细研磨浆料;
将所述超细研磨浆料在7~20MPa的压力下进行喷雾干燥,得到干燥物料;
将所述干燥物料在600~800℃下进行第二煅烧45~60min,得到第二煅烧物料;
将所述第二煅烧物料进行表面防潮改性,得到叶蜡石。
优选的,所述滑石的粒度为500~2000目;酸不溶物的含量≥90.0%;以Fe2O3计,酸溶铁的含量≤0.20%;1000℃下的烧失量≤6.00%;磁铁吸出物的含量≤0.04%;水分的含量≤0.5%。
优选的,所述滑石的制备方法,包括以下步骤:
将滑石原料在200~300℃下进行干燥2~3h,得到干燥物料;
将所述干燥物料进行粉碎,得到粒度为500~2000目的滑石。
本发明提供了上述技术方案所述氧化镁粉绝缘材料的制备方法,包括以下步骤:
将氧化镁粉、叶蜡石、滑石、高含氢硅油、铝酸酯偶联剂和溶剂油混合,将所得混合物料在150~200℃下烘制1~3h,得到氧化镁粉绝缘材料。
本发明提供了一种柔性电缆,以上述技术方案所述氧化镁粉绝缘材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的氧化镁粉绝缘材料为绝缘层。
本发明提供了一种氧化镁粉绝缘材料,由包括以下重量份的原料制备得到:氧化镁粉100份、叶蜡石30~40份、滑石20~30份、高含氢硅油3~5份、铝酸酯偶联剂10~15份和溶剂油50~70份。以本发明提供的氧化镁粉绝缘材料为绝缘层制备柔性电缆,氧化镁粉作为基料,氧化镁的熔点是2800℃,其本身具有耐高温、高绝缘以及良好的导热性;叶蜡石与滑石能填补氧化镁颗粒之间堆积的缝隙,起到稳定结构的作用;高含氢硅油、铝酸酯偶联剂和溶剂油能够保证氧化镁粉与空气隔绝,使柔性电缆具有更好的稳定性。实施例的实验结果表明,在1000V的条件下,以本发明提供的氧化镁粉绝缘材料为绝缘层制备的柔性电缆的泄漏值为1.5~2.0mA;在泄漏电流值为1.5mA的条件下,柔性电缆的击穿电压为1800V;在温度25℃、湿度50%RH、电压2500V的条件下,柔性电缆的绝缘在10000MΩ以上;在温度50℃、湿度90%RH、时间为72h、电压为2500V的条件下,柔性电缆的绝缘在1000MΩ以上;温度≥700℃时,柔性电缆仍然具有良好的绝缘性能,绝缘≥50MΩ,保证了在发生火灾时电力仍能正常供应;在火焰温度950~1000℃下燃烧3h,所述柔性电缆的泄漏电流为1mA,绝缘为10MΩ,能保持电路的完整性。
本发明提供了所述氧化镁粉绝缘材料的制备方法,操作简单、生产成本低。
具体实施方式
本发明提供了一种氧化镁粉绝缘材料,由包括以下重量份的原料制备得到:
氧化镁粉100份;
叶蜡石30~40份;
滑石20~30份;
高含氢硅油3~5份;
铝酸酯偶联剂10~15份;
溶剂油50~70份。
在本发明中,按重量份数计,制备所述氧化镁粉绝缘材料的原料包括氧化镁粉100份。在本发明中,所述氧化镁粉的粒度优选为100~500目,更优选为200~400目。
在本发明中,所述氧化镁粉的制备方法,优选包括以下步骤:
将电熔氧化镁进行粉碎,得到100~500目的氧化镁颗粒;
将所述氧化镁颗粒在1000~1200℃下进行热处理30~50min,去除所得热处理物料中的磁性物质,得到氧化镁粉。
本发明优选将电熔氧化镁进行粉碎,得到100~500目的氧化镁颗粒。在本发明中,所述电熔氧化镁中氧化镁的含量优选≥96%。在本发明中,所述电熔氧化镁优选是通过煅烧菱镁矿得到。在本发明中,所述煅烧的温度优选为2700~2900℃,更优选为2750~2850℃,最优选为2800℃,所述煅烧的时间优选为2~3h。本发明对于煅烧菱镁矿所采用的设备没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的设备即可。在本发明的实施例中,具体是将菱镁矿加入到高温煅烧炉中,将三根石墨电极柱放置在高温煅烧炉中,通过石墨电极将菱镁矿加热到2700~2900℃,保温2~3h,冷却后即得到电熔氧化镁。本发明对于所述粉碎没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的粉碎的技术方案即可。在本发明中,所述粉碎优选包括依次进行的第一粉碎和第二粉碎。在本发明中,所述第一粉碎优选是将电熔氧化镁粉碎至d≤50mm;所述第二粉碎优选是将经第一粉碎所得物料粉碎至100~500目。本发明对于所述粉碎所采用的设备没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的能够满足上述粒度要求的粉碎设备即可;在本发明的实施例中,具体采用颚式破碎机进行第一粉碎,采用立轴式破碎机进行第二粉碎。
得到氧化镁颗粒后,本发明优选将所述氧化镁颗粒在1000~1200℃下进行热处理30~50min,去除所得热处理物料中的磁性物质,得到氧化镁粉。在对所述氧化镁颗粒进行热处理前,本发明优选先除去所述氧化镁颗粒中经过破碎机产生的机械铁。本发明对于去除所述机械铁所采用的方式没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的去除机械铁的技术方案即可;在本发明的实施例中,具体是采用8000GS的电磁选机去除所述机械铁。在本发明中,所述热处理的温度优选为1000~1200℃,更优选为1050~1150℃,最优选为1100℃;所述热处理的时间优选为30~50min,更优选为35~45min,最优选为40min。本发明对于进行所述热处理所采用的设备没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的适用于进行热处理的设备即可;在本发明的实施例中,具体是采用高温回转炉进行所述热处理。在本发明中,所述热处理能够去除氧化镁中的杂质,稳定氧化镁的晶体结构。本发明对于去除所得热处理物料中的磁性物质所采用的方式没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的去除磁性物质的技术方案即可;在本发明的实施例中,具体是采用10000GS的电磁选机去除所述磁性物质。在本发明中,所述磁性物质优选包括四氧化三铁和氧化铁。
在本发明中,以所述氧化镁粉的重量份数为基准,制备所述氧化镁粉绝缘材料的原料包括叶蜡石30~40份,优选为32~38份,更优选为34~36份。在本发明中,所述叶蜡石中d≤0.002mm的超细叶蜡石粉的质量优选占所述叶蜡石总质量的86%±2%。
在本发明中,所述叶蜡石的制备方法,优选包括以下步骤:
将叶蜡石原料进行粉碎,得到d≤0.01mm的叶蜡石细粉;
将所述叶蜡石细粉在600~800℃下进行第一煅烧2~3h,得到第一煅烧物料;
将所述第一煅烧物料与水混合后进行湿磨,得到d≤0.002mm的超细研磨浆料;
将所述超细研磨浆料在7~20MPa的压力下进行喷雾干燥,得到干燥物料;
将所述干燥物料在600~800℃下进行第二煅烧45~60min,得到第二煅烧物料;
将所述第二煅烧物料进行表面防潮改性,得到叶蜡石。
本发明优选将叶蜡石原料进行粉碎,得到d≤0.01mm的叶蜡石细粉。本发明对于所述叶蜡石原料的来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中,所述粉碎优选包括依次进行的第一粉碎和第二粉碎。在本发明中,所述第一粉碎优选是将叶蜡石原料粉碎至d≤30mm;所述第二粉碎优选是将经第一粉碎所得物料粉碎至500~2000目。本发明对于所述粉碎所采用的设备没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的能够满足上述粒度要求的粉碎设备即可;在本发明的实施例中,具体采用颚式破碎机进行第一粉碎,采用超细自磨机进行第二粉碎。完成所述粉碎后,本发明优选将粉碎后的物料进行精细分级,得到d≤0.01mm的叶蜡石细粉。本发明对于所述精细分级的方法以及所采用的设备没有特殊的限定,能够得到使得到的叶蜡石细粉满足上述粒度要求即可。在本发明的实施例中,具体是采用GSDF型超细水力旋分机进行所述精细分级。
得到叶蜡石细粉后,本发明优选将所述叶蜡石细粉在600~800℃下进行第一煅烧2~3h,得到第一煅烧物料。在本发明中,所述第一煅烧的温度优选为600~800℃,更优选为650~750℃,最优选为700℃;所述第一煅烧的时间优选为2~3h,更优选为2.5h。本发明对于进行所述第一煅烧所采用的设备没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的适用于进行煅烧的设备即可;在本发明的实施例中,具体是采用隔焰式回转窑进行所述第一煅烧。在本发明中,所述第一煅烧能够去除所述叶蜡石细粉中的杂质,如四氧化三铁、氧化铁和水分。
得到第一煅烧物料后,本发明将所述第一煅烧物料与水混合后进行湿磨,得到d≤0.002mm的超细研磨浆料。在本发明中,所述第一煅烧物料与水的质量比优选为1:(1.8~2.2),更优选为1:2。本发明对于所述湿磨所采用的设备没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的能够满足上述粒度要求的湿磨设备即可;在本发明的实施例中,具体采用研磨剥片机进行所述湿磨。
得到超细研磨浆料后,本发明优选将所述超细研磨浆料在7~20MPa的压力下进行喷雾干燥,得到干燥物料。在本发明中,所述喷雾干燥的压力优选为7~20MPa,更优选为10~17MPa,最优选为12~15MPa。在本发明中,所述喷雾干燥的温度优选为250~350℃,更优选为300℃。在本发明中,在7~20MPa的压力下进行喷雾干燥能够将所述超细研磨浆料雾化成100~200目的雾状微粒,然后与热空气直接接触进行热交换,完成所述喷雾干燥。
得到干燥物料后,本发明优选将所述干燥物料在600~800℃下进行第二煅烧45~60min,得到第二煅烧物料。在本发明中,所述第二煅烧的温度优选为600~800℃,更优选为650~750℃,最优选为700℃;所述第二煅烧的时间优选为45~60min,更优选为50~55min。本发明对于进行所述第二煅烧所采用的设备没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的适用于进行煅烧的设备即可;在本发明的实施例中,具体是采用隔焰式回转窑进行所述第二煅烧。在本发明中,所述第二煅烧能够去除叶蜡石的层间水。
得到第二煅烧物料后,本发明优选将所述第二煅烧物料进行表面防潮改性,得到叶蜡石。在本发明中,所述表面防潮改性所用的防潮改性试剂优选包括溶剂油和高含氢硅油;所述第二煅烧物料与溶剂油、高含氢硅油的质量比优选为100:(55~65):(3.5~4.5),更优选为100:60:4。在本发明中,所述高含氢硅油中的含氢量优选为1.0~1.8%;在本发明的实施例中,具体采用KH1107高含氢硅油。本发明对于所述溶剂油没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的溶剂油即可;在本发明的实施例中,具体采用120号溶剂油。本发明对于进行所述表面防潮改性所采用的设备没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的用于进行表面改性的设备即可;在本发明的实施例中,具体采用连续表面改性机进行所述表面防潮改性。
在本发明中,以所述氧化镁粉的重量份数为基准,制备所述氧化镁粉绝缘材料的原料包括滑石20~30份,优选为22~28份,更优选为24~26份。在本发明中,所述滑石优选具有以下指标:粒度为500~2000目;酸不溶物的含量≥90.0%;以Fe2O3计,酸溶铁的含量≤0.20%;1000℃下的烧失量≤6.00%;磁铁吸出物的含量≤0.04%;水分的含量≤0.5%。
在本发明中,所述滑石的制备方法,优选包括以下步骤:
将滑石原料在200~300℃下进行干燥2~3h,得到干燥物料;
将所述干燥物料进行粉碎,得到粒度为500~2000目的滑石。
本发明优选将滑石原料在200~300℃下进行干燥2~3h,得到干燥物料。本发明在进行所述干燥前,优选将所述滑石原料先进行粉碎;在本发明的实施例中,具体是采用锤式破碎机将所述滑石原料粉碎至d≤30mm,然后进行干燥。在本发明中,所述干燥的温度优选为200~300℃,更优选为230~270℃;所述干燥的时间优选为2~3h,更优选为2.5h。本发明对于所述干燥所采用的设备没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的干燥设备即可;在本发明的实施例中,具体采用立式干燥机进行所述干燥。
得到干燥物料后,本发明优选将所述干燥物料进行粉碎,得到粒度为500~2000目的滑石。在本发明中,所述粉碎优选包括依次进行的第一粉碎和第二粉碎。在本发明中,所述第一粉碎优选是将干燥物料粉碎至d≤1mm;所述第二粉碎优选是将经第一粉碎所得物料粉碎至500~2000目。本发明对于所述粉碎所采用的设备没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的能够满足上述粒度要求的粉碎设备即可;在本发明的实施例中,具体采用锤式破碎机进行第一粉碎,采用气流磨进行第二粉碎。
在本发明中,以所述氧化镁粉的重量份数为基准,制备所述氧化镁粉绝缘材料的原料包括高含氢硅油3~5份,优选为3.5~4.5份,更优选为4份。在本发明中,所述高含氢硅油中的含氢量优选为1.0~1.8%。在本发明的实施例中,具体采用KH1107高含氢硅油。
在本发明中,以所述氧化镁粉的重量份数为基准,制备所述氧化镁粉绝缘材料的原料包括铝酸酯偶联剂10~15份,优选为11~14份,更优选为12~13份。在本发明中,所述铝酸酯偶联剂的活化度优选≥96%,挥发分的含量优选≤1%。本发明对于所述铝酸酯偶联剂的来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的能够满足上述指标要求的铝酸酯偶联剂市售商品即可。在本发明中,以所述氧化镁粉的重量份数为基准,制备所述氧化镁粉绝缘材料的原料包括溶剂油50~70份,优选为55~65份,更优选为58~62份。本发明对于所述溶剂油没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的溶剂油即可。在本发明的实施例中,具体采用120号溶剂油。
本发明提供了上述技术方案所述氧化镁粉绝缘材料的制备方法,包括以下步骤:
将氧化镁粉、叶蜡石、滑石、高含氢硅油、铝酸酯偶联剂和溶剂油混合,将所得混合物料在150~200℃下烘制1~3h,得到氧化镁粉绝缘材料。
本发明对于将所述氧化镁粉、叶蜡石、滑石、高含氢硅油、铝酸酯偶联剂和溶剂油混合时的加料顺序没有特殊的限定,采用任意加料顺序均可。本发明优选将所述氧化镁粉、叶蜡石和滑石混合,得到第一混合物料;将所述高含氢硅油、铝酸酯偶联剂和溶剂油混合,得到第二混合物料;然后将所述第一混合物料与所述第二混合物料混合,得到混合物料。本发明对于上述各物料的混合没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的能够将各物料混合均匀的技术方案即可。在本发明中,所述烘制的温度为150~200℃,优选为160~180℃;所述烘制的时间为1~3h,更优选为1.5~2.5h。本发明对于进行所述烘制所采用的设备没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的能够用于烘制的设备即可;在本发明的实施例中,具体采用低温回转炉进行所述烘制。在本发明中,所述烘制有利于除去所述混合物料中的水分,加速其固化。
本发明提供了一种柔性电缆,所述柔性电缆以上述技术方案所述氧化镁粉绝缘材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的氧化镁粉绝缘材料为绝缘层。在本发明中,所述柔性电缆的制备方法优选包括以下步骤:
在锡铜导体的表面包裹橡胶护套,得到导线;
在导线之间填充氧化镁粉绝缘材料,然后在所得线材的表面包裹无纺玻璃纤维膜,得到电缆线;
将所述电缆线在150~200℃下烘干1~2h,得到定型电缆;
在所述定型电缆的表面包裹橡胶护套,得到柔性电缆。
本发明优选在锡铜导体的表面包裹橡胶护套,得到导线。本发明对于所述锡铜导体和橡胶护套没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中,所述锡铜导体表面包裹的橡胶护套是作为内护套层。本发明对于所述包裹没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的包裹的技术方案即可。
得到混合物料和导线后,本发明优选在3~4条所述导线之间填充氧化镁粉绝缘材料,然后在所得线材的表面包裹无纺玻璃纤维膜,得到电缆线。本发明对于所述无纺玻璃纤维膜没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中,所述无纺玻璃纤维膜是作为隔氧层。本发明对于所述填充和包裹没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的填充和包裹的技术方案即可。
得到电缆线后,本发明优选将所述电缆线在150~200℃下烘干1~2h,得到定型电缆。在本发明中,所述烘干的温度优选为150~200℃,更优选为170~180℃;所述烘干的时间优选为1~2h,更优选为1.5h。本发明对于所述烘干所采用的设备没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的烘干设备即可;在本发明的实施例中,具体采用隧道炉进行所述烘干。
得到定型电缆后,本发明优选在所述定型电缆的表面包裹橡胶护套,得到柔性电缆。本发明对于所述橡胶护套没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中,所述定型电缆表面包裹的橡胶护套是作为外护套层。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
(1)将菱镁矿加入到高温煅烧炉中,将三根石墨电极柱放置在高温煅烧炉中,通过石墨电极将菱镁矿加热到2800℃,保温2h,冷却后得到氧化镁含量≥96%的电熔氧化镁,将所述电熔氧化镁经过颚式破碎机粉碎至d≤50mm,然后经过立轴式破碎机粉碎至100~500目,将得到的氧化镁颗粒经过8000GS的电磁选机去除破碎机产生的机械铁;在高温回转炉中于1050℃下热处理35min,经过10000GS电磁选机去除所得热处理物料中的磁性物质,得到氧化镁粉;
(2)将叶蜡石原料经过颚式破碎机破碎至d≤30mm,然后经过超细自磨机粉碎至500~2000目,用气流分级机对粉碎后的物料进行精细分级,得到d≤0.01mm的叶蜡石细粉;在隔焰式回转窑中于650℃下煅烧3h,将所得煅烧物料与水(煅烧物料与水的质量比为1:2)混合后经过研磨剥片机进行湿磨,得到d≤0.002mm的超细研磨浆料;将所述超细研磨浆料在13.2MPa的压力、300℃下进行喷雾干燥,将所得干燥物料在隔焰式回转窑中于600℃下煅烧45min,将所得煅烧物料经过连续表面改性机进行表面防潮改性(所用防潮改性试剂为120号溶剂油和KH1107高含氢硅油;所述煅烧物料与120号溶剂油和KH1107高含氢硅油的质量比为100:60:4),得到叶蜡石,所述叶蜡石中d≤0.002mm的超细叶蜡石粉的质量优选占所述叶蜡石总质量的86%±2%;
(3)将滑石原料经过锤式破碎机粉粹至d≤30mm,在立式干燥机中于250℃下干燥2h,将所得干燥物料经过锤式破碎机粉粹至d≤1mm,然后经过气流磨粉碎至500~2000目,得到滑石,所述滑石具有以下指标:粒度为500~2000目;酸不溶物的含量≥90.0%;以Fe2O3计,酸溶铁的含量≤0.20%;1000℃下的烧失量≤6.00%;磁铁吸出物的含量≤0.04%;水分的含量≤0.5%;
(4)以所述氧化镁粉的重量份数为基准,将氧化镁粉100份、叶蜡石30份和滑石20份混合均匀,得到第一混合物料;将KH1107高含氢硅油3份、铝酸酯偶联剂10份和120号溶剂油50份混合均匀,得到第二混合物料;将所述第一混合物料和第二混合物料混合均匀,在低温回转炉中于175℃下烘制1.5h,得到氧化镁粉绝缘材料;
(5)在锡铜导体的表面包裹橡胶护套,得到导线;在3条所述导线之间填充所述氧化镁粉绝缘材料,然后在所得线材的表面包裹无纺玻璃纤维膜,得到电缆线;将所述电缆线在隧道炉中于150℃下烘干1h,得到定型电缆;在所述定型电缆的表面包裹橡胶护套,得到柔性电缆。
实施例2
(1)将菱镁矿加入到高温煅烧炉中,将三根石墨电极柱放置在高温煅烧炉中,通过石墨电极将菱镁矿加热到2700℃,保温3h,冷却后得到氧化镁含量≥96%的电熔氧化镁,将所述电熔氧化镁经过颚式破碎机粉碎至d≤50mm,然后经过立轴式破碎机粉碎至100~500目,将得到的氧化镁颗粒经过8000GS的电磁选机去除破碎机产生的机械铁;在高温回转炉中于1100℃下热处理40min,经过10000GS电磁选机去除所得热处理物料中的磁性物质,得到氧化镁粉;
(2)将叶蜡石原料经过颚式破碎机破碎至d≤30mm,然后经过超细自磨机粉碎至500~2000目,用气流分级机对粉碎后的物料进行精细分级,得到d≤0.01mm的叶蜡石细粉;在隔焰式回转窑中于700℃下煅烧2.5h,将所得煅烧物料与水(煅烧物料与水的质量比为1:2)混合后经过研磨剥片机进行湿磨,得到d≤0.002mm的超细研磨浆料;将所述超细研磨浆料在15MPa的压力、250℃下进行喷雾干燥,将所得干燥物料在隔焰式回转窑中于650℃下煅烧50min,将所得煅烧物料经过连续表面改性机进行表面防潮改性(所用防潮改性试剂为120号溶剂油和KH1107高含氢硅油;所述煅烧物料与120号溶剂油和KH1107高含氢硅油的质量比为100:55:3.5),得到叶蜡石,所述叶蜡石中d≤0.002mm的超细叶蜡石粉的质量优选占所述叶蜡石总质量的86%±2%;
(3)将滑石原料经过锤式破碎机粉粹至d≤30mm,在立式干燥机中于200℃下干燥2.5h,将所得干燥物料经过锤式破碎机粉粹至d≤1mm,然后经过气流磨粉碎至500~2000目,得到滑石,所述滑石具有以下指标:粒度为500~2000目;酸不溶物的含量≥90.0%;以Fe2O3计,酸溶铁的含量≤0.20%;1000℃下的烧失量≤6.00%;磁铁吸出物的含量≤0.04%;水分的含量≤0.5%;
(4)以所述氧化镁粉的重量份数为基准,将氧化镁粉100份、叶蜡石35份和滑石25份混合均匀,得到第一混合物料;将KH1107高含氢硅油4份、铝酸酯偶联剂10份和120号溶剂油55份混合均匀,得到第二混合物料;将所述第一混合物料和第二混合物料混合均匀,在低温回转炉中于170℃下烘制2h,得到氧化镁粉绝缘材料;
(5)在锡铜导体的表面包裹橡胶护套,得到导线;在4条所述导线之间填充所述氧化镁粉绝缘材料,然后在所得线材的表面包裹无纺玻璃纤维膜,得到电缆线;将所述电缆线在隧道炉中于170℃下烘干1.5h,得到定型电缆;在所述定型电缆的表面包裹橡胶护套,得到柔性电缆。
实施例3
(1)将菱镁矿加入到高温煅烧炉中,将三根石墨电极柱放置在高温煅烧炉中,通过石墨电极将菱镁矿加热到2900℃,保温2.5h,冷却后得到氧化镁含量≥96%的电熔氧化镁,将所述电熔氧化镁经过颚式破碎机粉碎至d≤50mm,然后经过立轴式破碎机粉碎至100~500目,将得到的氧化镁颗粒经过8000GS的电磁选机去除破碎机产生的机械铁;在高温回转炉中于1150℃下热处理30min,经过10000GS电磁选机去除所得热处理物料中的磁性物质,得到氧化镁粉;
(2)将叶蜡石原料经过颚式破碎机破碎至d≤30mm,然后经过超细自磨机粉碎至500~2000目,用气流分级机对粉碎后的物料进行精细分级,得到d≤0.01mm的叶蜡石细粉;在隔焰式回转窑中于750℃下煅烧2h,将所得煅烧物料与水(煅烧物料与水的质量比为1:2)混合后经过研磨剥片机进行湿磨,得到d≤0.002mm的超细研磨浆料;将所述超细研磨浆料在17MPa的压力、350℃下进行喷雾干燥,将所得干燥物料在隔焰式回转窑中于750℃下煅烧50min,将所得煅烧物料经过连续表面改性机进行表面防潮改性(所用防潮改性试剂为120号溶剂油和KH1107高含氢硅油;所述煅烧物料与120号溶剂油和KH1107高含氢硅油的质量比为100:65:4.5),得到叶蜡石,所述叶蜡石中d≤0.002mm的超细叶蜡石粉的质量优选占所述叶蜡石总质量的86%±2%;
(3)将滑石原料经过锤式破碎机粉粹至d≤30mm,在立式干燥机中于270℃下干燥2h,将所得干燥物料经过锤式破碎机粉粹至d≤1mm,然后经过气流磨粉碎至500~2000目,得到滑石,所述滑石具有以下指标:粒度为500~2000目;酸不溶物的含量≥90.0%;以Fe2O3计,酸溶铁的含量≤0.20%;1000℃下的烧失量≤6.00%;磁铁吸出物的含量≤0.04%;水分的含量≤0.5%;
(4)以所述氧化镁粉的重量份数为基准,将氧化镁粉100份、叶蜡石33份和滑石26份混合均匀,得到第一混合物料;将KH1107高含氢硅油3.5份、铝酸酯偶联剂12份和120号溶剂油60份混合均匀,得到第二混合物料;将所述第一混合物料和第二混合物料混合均匀,在低温回转炉中于200℃下烘制1.5h,得到氧化镁粉绝缘材料。
(5)在锡铜导体的表面包裹橡胶护套,得到导线;在3条所述导线之间填充所述氧化镁粉绝缘材料,然后在所得线材的表面包裹无纺玻璃纤维膜,得到电缆线;将所述电缆线在隧道炉中于200℃下烘干1h,得到定型电缆;在所述定型电缆的表面包裹橡胶护套,得到柔性电缆。
实施例4
以实施例1制备的氧化镁粉绝缘材料和云母材料为绝缘层制成柔性电缆,分别记为柔性电缆I和柔性电缆II,各截取1000mm进行性能测试:
在1000V的条件下,用击穿电压测试仪测试柔性电缆的泄漏值;结果显示,柔性电缆I的泄漏值为1.5~2.0mA,柔性电缆II的泄漏值为0.8~1.0mA。这是由于氧化镁的熔点是2800℃,其本身具有耐高温、高绝缘以及良好的导热性,氧化镁表面包裹有高含氢硅油、铝酸酯偶联剂和溶剂油,与空气隔绝,所以氧化镁粉绝缘材料制成的柔性电缆具有更好的稳定性。
在泄漏电流值为1.5mA的条件下,用击穿电压测试仪测试柔性电缆的击穿电压;结果显示,柔性电缆I的击穿电压为1800V,柔性电缆II的击穿电压为1000V。
在温度25℃、湿度50%RH、电压2500V的条件下,柔性电缆I的绝缘在10000MΩ以上;在温度50℃、湿度90%RH、时间为72h、电压为2500V的条件下,柔性电缆I的绝缘在1000MΩ以上。
柔性电缆I在温度≥700℃时,仍然具有良好的绝缘性能,绝缘≥50MΩ,保证了在发生火灾时电力仍能正常供应;在火焰温度950~1000℃下燃烧3h,柔性电缆I的泄漏电流为1mA,绝缘为10MΩ,能保持电路的完整性。
由以上实施例可知,以本发明提供的氧化镁粉绝缘材料为绝缘层制备柔性电缆,所述柔性电缆绝缘性能和防潮性能好、耐高温且稳定性好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种氧化镁粉绝缘材料,由包括以下重量份的原料制备得到:
氧化镁粉 100份;
叶蜡石 30~40份;
滑石 20~30份;
高含氢硅油 3~5份;
铝酸酯偶联剂 10~15份;
溶剂油 50~70份。
2.根据权利要求1所述的氧化镁粉绝缘材料,其特征在于,所述氧化镁粉的粒度为100~500目。
3.根据权利要求1或2所述的氧化镁粉绝缘材料,其特征在于,所述氧化镁粉的制备方法,包括以下步骤:
将电熔氧化镁进行粉碎,得到100~500目的氧化镁颗粒;
将所述氧化镁颗粒在1000~1200℃下进行热处理30~50min,去除所得热处理物料中的磁性物质,得到氧化镁粉。
4.根据权利要求3所述的氧化镁粉绝缘材料,其特征在于,所述电熔氧化镁中氧化镁的含量≥96%。
5.根据权利要求1所述的氧化镁粉绝缘材料,其特征在于,所述叶蜡石中d≤0.002mm的超细叶蜡石粉的质量占所述叶蜡石总质量的86%±2%。
6.根据权利要求1或5所述的氧化镁粉绝缘材料,其特征在于,所述叶蜡石的制备方法,包括以下步骤:
将叶蜡石原料进行粉碎,得到d≤0.01mm的叶蜡石细粉;
将所述叶蜡石细粉在600~800℃下进行第一煅烧2~3h,得到第一煅烧物料;
将所述第一煅烧物料与水混合后进行湿磨,得到d≤0.002mm的超细研磨浆料;
将所述超细研磨浆料在7~20MPa的压力下进行喷雾干燥,得到干燥物料;
将所述干燥物料在600~800℃下进行第二煅烧45~60min,得到第二煅烧物料;
将所述第二煅烧物料进行表面防潮改性,得到叶蜡石。
7.根据权利要求1所述的氧化镁粉绝缘材料,其特征在于,所述滑石的粒度为500~2000目;酸不溶物的含量≥90.0%;以Fe2O3计,酸溶铁的含量≤0.20%;1000℃下的烧失量≤6.00%;磁铁吸出物的含量≤0.04%;水分的含量≤0.5%。
8.根据权利要求1或7所述的氧化镁粉绝缘材料,其特征在于,所述滑石的制备方法,包括以下步骤:
将滑石原料在200~300℃下进行干燥2~3h,得到干燥物料;
将所述干燥物料进行粉碎,得到粒度为500~2000目的滑石。
9.权利要求1~8任一项所述氧化镁粉绝缘材料的制备方法,包括以下步骤:
将氧化镁粉、叶蜡石、滑石、高含氢硅油、铝酸酯偶联剂和溶剂油混合,将所得混合物料在150~200℃下烘制1~3h,得到氧化镁粉绝缘材料。
10.一种柔性电缆,其特征在于,以权利要求1~8任一项所述氧化镁粉绝缘材料或权利要求9所述制备方法制备得到的氧化镁粉绝缘材料为绝缘层。
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