CN110194656A - 一种中高强度绝缘子材料配方及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种中高强度绝缘子材料配方，包括：半山泥12～18份，姜冲泥12～16份，长丰泥13～18份，默然塘泥12～17份，广东泥16～23份，福建泥3～9份，铝矾土4～8份，左云土5～11份，湖北泥3～10份。不需传统配方中的大量高可塑性高结合力的粘土或长石，坯件烧成温度降至1280℃～1320℃，节约能源；采用淋釉的方法，上釉快速无污染。本发明可在较高的钠离子含量(1～5％)的情况下，仍能保证高机械强度和抗击穿能力；相比于传统工艺，本发明的方法总成本节约45％左右，生产周期缩短20％左右，制得的绝缘子瓷质结构均匀，分散性很小，机械强度和电气强度高。

Description

一种中高强度绝缘子材料配方及其制备方法
技术领域
本发明涉及瓷绝缘子制备技术领域，尤其涉及一种中高强度绝缘子材料配方及其制备方法。
本发明所涉及的百分数均为质量分数。
背景技术
绝缘子是安装在不同电位的导体之间或导体与地电位构件之间的器件，能够耐受电压和机械应力作用。绝缘子是一种特殊的绝缘控件，在架空输电线路中起到两个基本作用：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之间有足够的距离和绝缘。绝缘子是为了增加爬电距离的，常用的有瓷绝缘子和玻璃钢绝缘子。
电瓷坯料是指黏土原料和熔剂性原料及其他原料(石英、高铝原料或其他矿物原料)按一定比例组成的混合物，经磨细和混合成为可供制坯用泥料，这种制坯用的泥料就简称为坯料。在确定各种原料比例时必须保证电瓷坯料能满足电瓷生产过程所要求的工艺性能和烧成后瓷质的物理性能要求。烧成前坯料的工艺性能只要取决于黏土原料的品质和用量，坯料的烧成工艺主要取决于熔剂原料。
现有中高强度材料配方采用“粘土-长石-石英或铝矾土”的材料配方体系 (李玉书吴落义李瑛《电瓷工艺与技术》化学工业出版社，2007年3月)，材料利用率低，成本高，资源消耗大。均需使用长石作为熔剂原料，因为长石属于瘠性原料的特点，在制造过程中，不利于其在泥料中均匀分布，从而导致材料的机、电、热性能得不到充分发挥；而且长石的加工较复杂，成本高。例如专利号为201810396674.6的“一种高强盘形绝缘子的制造方法”，通过结构形状的改进、原料选用、配方工艺调整，对伞裙面做一些处理，提高绝缘子本体的机械强度和各项电气性能。配方采用10～20wt％的长石、20～40wt％的粘土、10～15wt％的萍乡南坑瓷土(亦属粘土)，配方中使用了大量粘土。因为引入过多的瘠性原料，使得材料配方中必须采用高可塑性和高结合力的粘土，来保证泥料的工艺性能，从而提高了材料成本，占用了更多优质资源。有些原料需要淘洗才能满足工艺要求，提高了制造成本，还有潜在的污染环境的风险。
现有工艺大多采用喷釉的方法，很难将雾化的釉浆处理干净，存在环境污染严重的问题；釉面质量难以控制，容易产生花釉、析晶、釉面凹凸不平等缺陷，从而影响产品的电气性能。同时在喷釉阶段需要经过反复的加热烘干坯件与喷釉，每次加热烘干约需24h，生产周期较长，能耗高。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提出了一种中高强度绝缘子材料配方及其制备方法。
本发明目的的一方面，是提供一种中高强度绝缘子材料配方，包括如下成分(质量分数)：半山泥12～18份，姜冲泥12～16份，长丰泥13～18份，默然塘泥12～17份，广东泥16～23份，福建泥3～9份，铝矾土4～8份，左云土5～11份，湖北泥3～10份。
配方广泛采用大部分地区都有的普适性原料，适用范围广；原料种类多，减少单个原料质量波动带来的影响；配方中含有合适比例的二氧化硅和三氧化二铝，以及氧化钾，不需传统配方中的大量粘土或长石，制得的绝缘子材料绝缘性能、机械性能好；配方中的钠离子含量较高(1～5％)，仍能得到机械强度高和抗击穿能力强的绝缘子，解决了传统绝缘子制备过程中钠离子含量高导致绝缘子破裂、长时间使用易击穿的问题(如专利号201610429680.8 的“高铝直流瓷绝缘子及其制备方法”中坯料化学成分中钠含量少于0.2％)。
进一步地，本发明的中高强度绝缘子材料配方，包括如下成分(质量分数)：半山泥12～16份，姜冲泥13～15份，长丰泥15～17份，默然塘泥13～15 份，广东泥19～22份，福建泥5～8份，铝矾土5～6份，左云土7～9份，湖北泥5～8份。
进一步地，本发明的中高强度绝缘子材料配方，还包括添加剂0.05～2.5 份，所述添加剂为草酸钠、磷酸钠、柠檬酸盐中的一种或多种。少量的添加剂在这里起到的作用如下：在球磨过程中起反絮凝作用，改善泥浆的悬浮性和流动性，得到更加均匀的泥浆；磷酸钠在高温下并不会参与任何反应，而且由于其熔点高，所以弥散在整个坯体内，在高温条件下，能够与烧结时形成的莫来石晶体紧密结合，大幅度提高整体性和强度，而且在高温下也可以作为类似成核剂的存在，使其中的氧化铝和二氧化硅能够更好的形成莫来石晶体。另外，绝缘子材料内部加入所述添加剂，会在断裂的时候增加偏转路径消耗更多的能量，提高材料的断裂韧性，从而提高材料的机电破坏负荷。
本发明目的的另一方面，是提供一种中高强度绝缘子材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、球磨：将权利要求1至3中任一项所述的各种原料按质量百分比混合，转入球磨机内，总原料：磨球：水按重量比1：0.8～1.5：0.8～1.5加水球磨8～15h；
S2、过筛、除铁：制得的泥浆过250目筛，筛余0.3％以内，过筛后的泥浆中10μm以下颗粒含量不小于50％，20μm以下颗粒含量不小于70％，然后去除含铁杂质，得到清洁的泥浆；
S3、压滤、陈腐：泥浆经过滤脱水得到泥饼，泥饼的水分含量为20～25％，再将泥饼放在密封室内静置陈腐10～15h；
S4、真空挤制：将陈腐后的泥饼放入真空练泥机中，经螺旋挤压，抽出空气得到长条状的泥段，再将泥段放在阴干平台阴干定型；
S5、产品成型、干燥：采用可塑成型法，将泥段塑造成所需形状的坯件，坯件成型水分含量为20±2.5％，坯件成型后送入烘房100℃以下干燥30～40h；
S6、上釉：对干燥后的坯件进行淋釉；
S7、烧成：将坯件放入窑炉，室温为初始温度，以5～25℃/h的速率升温至300℃，然后以50～100℃/h的速率升温至在970～1000℃下保温5～11h，然后在还原气氛下以15～45℃/h的速率升温至1280～1320℃保温2～4h，然后冷却至220℃以下；其中还原气氛是指窑炉中天然气不完全燃烧得到的一氧化碳和氢气；
S8、切割平整打磨，胶装，养护；
S9、成品经检验检查后合格品包装入库。
本发明的制备方法中，原料不需经过前处理，配料后直接球磨；采用淋釉的方法，上釉快速无污染，釉层均匀，得到的产品质量好。烧成时分三个阶段，300度以前是第一预热阶段，因为坯体要将剩余水份排出，太快会炸裂，因此升温速率要低；第二低温恒温阶段970～1000℃，碳酸盐、硫化物等杂质转变成氧化物，排出气体；同时该阶段出现液相，有利于氧化铝和二氧化硅形成一次莫来石晶体；第三高温恒温阶段，氧化铝部分形成刚玉晶体，另一部分与二氧化硅形成二次针状莫来石晶体，明显改善二次莫来石晶体的网状结构形成大骨架。刚玉晶体结构紧密，离子键强度高，在外电场作用下不会出现离子电离和松弛极化；并且提高了瓷绝缘子产品的弹性模量和断裂韧性，降低气孔率，同时，莫来石晶体形成过程中的体积膨胀效应，有效抑制裂纹扩展，增加产品的机电破坏负荷和击穿电压。左云土、福建泥和湖北泥的加入有助于形成更多的刚玉晶体和莫来石晶体，可显著提高绝缘子产品的机械强度和电气性能。升温至第三高温恒温阶段时，升温速率降低，原因是窑内温度越高，升温难度越大，二是在强还原阶段(还原的初始阶段)升温太快， CO和H2的浓度得不到保证。
配方中添加剂的加入量很小，分解产生的气体很少，且产生的气体绝大部分为水和一氧化碳，分子的体积很小，不会形成大孔隙，在第一预热阶段后期开始分解，草酸钠缓慢分解生成碳酸钠和一氧化碳，柠檬酸盐缓慢分解生成碳酸盐、水和二氧化碳，此时孔隙率极低；升温过程中草酸钠、柠檬酸盐迅速分解，第二低温恒温阶段碳酸盐分解生成氧化物和二氧化碳；第三高温恒温阶段，刚玉晶体的形成过程中可填充添加剂分解产生的气孔，同时，莫来石晶体形成过程中的体积膨胀效应，协同降低气孔率；另外，磷酸钠作为成核剂增强二次莫来石晶体的形成，进一步提高绝缘子材料的机电性能。采用程序升温的方法，合适的升温速率可以在兼顾产品质量的同时缩短生产时间。产品烧成后不需冷却至室温，在较高的温度下进行后续操作，不会影响产品性能，也提高了生产效率。
进一步地，步骤S1球磨后的泥浆水分含量55-68％。
进一步地，步骤S2中过筛后的泥浆中10μm以下颗粒含量不小于60％， 20μm以下颗粒含量不小于80％，优选的颗粒粒度组成可降低烧成过程温度、减少烧成时间，也有利于产品烧成成型。
进一步地，步骤S2中除铁方法为：使用磁选机在磁场强度为8000～10000 高斯的磁场中去铁。
进一步地，步骤S6中淋釉时间为5～12s；和/或淋釉的釉层厚度为0.27～0.35 mm。
进一步地，步骤S8中胶装所用胶合剂成分为：硅酸盐水泥30～40％，微硅粉2～6份，铝酸盐水泥2～6份，石英砂40～50份，水5～12份，聚羧酸减水剂0.1～1份，缓凝剂0.08～0.2份，早强剂0.05～0.1份，增稠剂0.1～0.25份。本发明的胶合剂稠度适中，便于胶装，机械性能良好，极大地降低了绝缘子后续养护时间，仅需1天左右，提高了生产效率。
聚羧酸减水剂安全性高、环保，可以有效减少胶合剂浆料和釉料中水的比例，有效提高胶合剂和釉层的强度，同时减少由于多余水分蒸发而造成的毛细孔隙，材料结构更致密。
缓凝剂为葡萄糖酸钠、柠檬酸和柠檬酸钠，延长水泥的水化硬化时间，使胶合剂能在较长时间内保持塑性。早强剂可促进胶合剂终凝后的强度发展，使之具有超高早期强度，实现绝缘子胶装后短时间内即可进行半负荷实验。
增稠剂选用羟甲基纤维素纳、硅凝胶或海藻酸钠，增稠剂一方面可以增强胶合剂的内聚力，提高胶合剂与产品之间的粘接强度；另一方面可以提高胶合剂的保水性、降低水敏性，使胶合剂的稠度调整更好操作。
进一步地，按本发明的制备方法得到的悬式绝缘子，机械强度≥95kN，击穿电压>130kV。
本发明取得的有益效果如下：
1、配方中不含瘠性原料长石，不需要高可塑性和高结合力的粘土改善工艺性能；采用的是常见的储量大的普通原料，配方的普适性强，相对于原有的配方，原料成本可以降低38％左右(原配方的原料成本约650元/吨，本发明的原料成本约400元/吨)，左云土、福建泥和湖北泥的加入有助于形成更多的刚玉晶体和莫来石晶体，可显著提高绝缘子产品的机械强度和电气性能。本发明的配方所制得绝缘子产品的各项性能指标均高于原有配方得到的产品。
2、配方中含有所述比例的二氧化硅和氧化铝，烧结后生成莫来石，提高瓷的机械强度和冷热性能，二氧化硅能降低坯体的干燥和烧成收缩，减少弯曲变形，并能起到瓷坯的骨架作用和提高瓷坯的机械强度；氧化铝能使瓷坯显著地提高机械强度；氧化钾能降低烧结温度，填充瓷坯间隙，增加瓷的致密性，提高瓷坯的机械强度和电气性能；因此本配方配合所述制备方法使得绝缘子瓷体的憎水性能、抗污性能、绝缘性能和机械性能都有显著提高。
3、烧成时分两段恒温，第一阶段低温过程出现液相，利于出现一次莫来石晶体；第二阶段高温过程，氧化铝部分形成刚玉晶体，另一部分与氧化硅形成莫来石晶体，降低气孔率，提高材料机械强度。
4、本发明的制备方法中，原料不需经过前处理，配料后直接球磨；采用淋釉的方法，上釉快速无污染，釉层均匀，提高了上釉效率，解决了因釉面质量问题影响产品电气性能的问题，得到的产品质量好。
5、烧成温度从1350℃降低到1320℃以下，可节约燃气消耗约10％；烧成完成后只需冷却到220℃以下，缩短了生产时间，同时不会对后续操作产生影响。
6、配方中加入少量添加剂，为绝缘子材料提供碳源。第一阶段低温过程添加剂分解提供碳源；第二阶段高温过程，碳可作为成核剂增强莫来石晶体的形成。碳有三个方面的作用：作为类似成核剂的存在，使其中的氧化铝和氧化硅能够更好的形成莫来石晶体；还能够与烧结时形成的莫来石晶体紧密结合，大幅度提高整体性和强度；另外，绝缘子材料内部加入碳，会在断裂的时候增加偏转路径消耗更多的能量，从而提高材料的断裂韧性。
7、本发明可在较高的钠离子含量(1～5％)的情况下，仍能保证高机械强度和抗击穿能力，瓷质结构均匀，分散性很小，解决了传统绝缘子制备过程中钠离子含量高导致绝缘子破裂、长时间使用易击穿的问题，可用于电力行业和铁路行业。
8、对比传统工艺所制作的同类型绝缘子，本发明的方法总成本节约45％左右，生产周期缩短20％左右。
具体实施方式
下面对本发明的实施例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。
本发明涉及的含量均为质量百分比，所用葡萄糖、蔗糖、柠檬酸为市售工业葡萄糖，价格低廉，来源广泛，不会增加材料成本；所用球磨机、磁选机、真空炼泥机均为市售产品。采用萍乡市中南电瓷厂开发的瓷绝缘子自动上釉装置(CN201711309620.3)进行淋釉。
草酸钠(工业一级)：购买自江阴汉斯化工有限公司；
磷酸钠(工业级)：购买自江阴汉斯化工有限公司；
柠檬酸盐(99％)：购买自江阴汉斯化工有限公司；
本发明配方中其余各原料的化学成分含量、产地信息等如表1、表2所示：
表1
表2
伊利石是常见的一种黏土矿物﹐常是形成其他黏土矿物的中间过渡性矿物，无膨胀性和可塑性。
实施例1：
本实施例的中高强度绝缘子材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按原料配方：半山泥12份，姜冲泥16份，长丰泥15份，默然塘泥 12份，广东泥19份，福建泥5份，铝矾土5份，左云土10份，湖北泥6份配料混合，然后转入球磨机内按总原料：磨球：水＝1：0.85：0.8(重量比) 加水球磨15h，得到水分含量56％的泥浆；
S2、将步骤S1制得的泥浆过250目筛，筛余0.3％以内，过筛后的泥浆中10μm以下颗粒含量为55％，20μm以下颗粒含量为70％，然后用磁选机在磁场强度为8000高斯的磁场中去除含铁杂质，得到清洁的泥浆；
S3、所得泥浆经过滤脱水得到泥饼，泥饼的水分控制在25±0.2％，再将泥饼放在湿度为80％的密封室内静置陈腐15h；
S4、真空挤制：将陈腐后的泥饼放入卧式真空压练泥机中，经螺旋挤压，抽出空气得到长条状的泥段，再将泥段放在阴干平台阴干定型；
S5、产品成型、干燥：采用可塑成型法，将泥段塑造成所需形状的坯件，坯件成型水分含量为22±0.2％，坯件成型后送入95℃烘房干燥30h；
S6、上釉：对成型后的坯件淋釉10s，淋釉后坯件上的釉层厚度约为0.32 mm；
S7、烧成：将坯件放入窑炉，室温为初始温度，以5℃/h的速率升温至 300℃，然后以100℃/h的速率升温至在1000℃下保温5h，然后在还原气氛下以20℃/h的速率升温至1290℃保温4h，然后自然冷却至220℃；
S8、切割平整打磨，胶装，养护；
S9、成品经检验检查后合格品包装入库。
实施例2：
本实施例的中高强度绝缘子材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按原料配方：半山泥15.2份，姜冲泥12.5份，长丰泥15.3份，默然塘泥13份，广东泥21.5份，福建泥5份，铝矾土5.5份，左云土7份，湖北泥5份配料混合，然后转入球磨机内按总原料：磨球：水＝1：1.2：1.5(重量比)加水球磨8h，得到水分含量65％的泥浆；
S2、将步骤S1制得的泥浆过250目筛，筛余0.1％以内，过筛后的泥浆中10μm以下颗粒含量为65％，20μm以下颗粒含量为85％，然后在磁场强度为10000高斯的磁场中去除含铁杂质，得到清洁的泥浆；
S3、所得泥浆经过滤脱水得到泥饼，泥饼的水分控制在20±0.5％，再将泥饼放在湿度为90％的密封室内静置陈腐10.5h；
S4、真空挤制：将陈腐后的泥饼放入卧式真空压练泥机中，经螺旋挤压，抽出空气得到长条状的泥段，再将泥段放在阴干平台阴干定型；
S5、产品成型、干燥：采用可塑成型法，将泥段塑造成所需形状的坯件，坯件成型水分含量为20.5±0.2％，坯件成型后送入80℃烘房干燥36h；
S6、上釉：对成型后的坯件淋釉6s，淋釉后坯件上的釉层厚度约为0.29mm；
S7、烧成：将坯件放入窑炉，室温为初始温度，以15℃/h的速率升温至 300℃，然后以80℃/h的速率升温至在970℃下保温10h，然后在还原气氛下以30℃/h的速率升温至1305℃保温3h，然后自然冷却至80±2℃；
S8、产品表面切割打磨平整，胶装，养护；其中，胶装所用胶合剂成分为：硅酸盐水泥33份，微硅粉5.5份，铝酸盐水泥6份，石英砂46份，水8 份，聚羧酸减水剂1份，葡萄糖酸钠0.06份，柠檬酸0.06份，柠檬酸钠0.08 份，早强剂0.1份，羟甲基纤维素纳0.2份；
S9、成品经检验检查后合格品包装入库。
实施例3：
本实施例的中高强度绝缘子材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按原料配方：半山泥12份，姜冲泥13份，长丰泥15.5份，默然塘泥13.5份，广东泥20份，福建泥6份，铝矾土5份，左云土9份，湖北泥6 份配料混合，然后转入球磨机内按总原料：磨球：水＝1：1.5：1.5(重量比) 加水球磨8h，得到水分含量66％的泥浆；
S2、将步骤S1制得的泥浆过250目筛，筛余0.2％以内，过筛后的泥浆中10μm以下颗粒含量为60％，20μm以下颗粒含量为80％，然后在磁场强度为95000高斯的磁场中去除含铁杂质，得到清洁的泥浆；
S3、所得泥浆经过滤脱水得到泥饼，泥饼的水分控制在23±0.2％，再将泥饼放在湿度为85％的密封室内静置陈腐12h；
S4、真空挤制：将陈腐后的泥饼放入卧式真空压练泥机中，经螺旋挤压，抽出空气得到长条状的泥段，再将泥段放在阴干平台阴干定型；
S5、产品成型、干燥：采用可塑成型法，将泥段塑造成所需形状的坯件，坯件成型水分含量为21±0.5％，坯件成型后送入70℃烘房干燥40h；
S6、上釉：对成型后的坯件淋釉12s，淋釉后坯件上的釉层厚度约为0.35 mm；
S7、烧成：将坯件放入窑炉，室温为初始温度，以20℃/h的速率升温至 300℃，然后以80℃/h的速率升温至在985℃下保温8h，然后在还原气氛下以40℃/h的速率升温至1285℃保温3h，然后自然冷却至120±2℃；
S8、产品表面切割打磨平整，胶装，养护；其中，胶装所用胶合剂成分为：硅酸盐水泥30份，微硅粉2.8份，铝酸盐水泥5.5份，石英砂48.5份，水12份，聚羧酸减水剂0.8份，葡萄糖酸钠0.03份，柠檬酸0.03份，柠檬酸钠0.04份，早强剂0.08份，海藻酸钠0.22份；
S9、成品经检验检查后合格品包装入库。
实施例4：
本实施例的中高强度绝缘子材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按原料配方：半山泥12.25份，姜冲泥14份，长丰泥15.5份，默然塘泥12份，广东泥18份，福建泥6份，铝矾土5份，左云土8份，湖北泥8 份，草酸钠0.25份，磷酸钠0.5份，柠檬酸钠0.5份配料混合，然后转入球磨机内按总原料：磨球：水＝1：1：1.2(重量比)加水球磨8h，得到水分含量 62％的泥浆；
S2、将步骤S1制得的泥浆过250目筛，筛余0.15％以内，过筛后的泥浆中10μm以下颗粒含量为70％，20μm以下颗粒含量为90％，然后在磁场强度为9000高斯的磁场中去除含铁杂质，得到清洁的泥浆；
S3、所得泥浆经过滤脱水得到泥饼，泥饼的水分控制在21±0.2％左右，再将泥饼放在湿度为85％的密封室内静置陈腐15h；
S4、真空挤制：将陈腐后的泥饼放入卧式真空压练泥机中，经螺旋挤压，抽出空气得到长条状的泥段，再将泥段放在阴干平台阴干定型；
S5、产品成型、干燥：采用可塑成型法，将泥段塑造成所需形状的坯件，坯件成型水分含量为21±1％，坯件成型后送入90℃烘房干燥35h；
S6、上釉：对成型后的坯件淋釉10s，淋釉后坯件上的釉层厚度约为0.33 mm；
S7、烧成：将坯件放入窑炉，室温为初始温度，以10℃/h的速率升温至300℃，然后以90℃/h的速率升温至在980℃下保温10h，然后在还原气氛下以20℃/h的速率升温至1310℃保温2.5h，然后自然冷却至180±2℃；
S8、产品表面切割打磨平整，胶装，养护；其中，胶装所用胶合剂成分为：硅酸盐水泥40份，微硅粉4.2份，铝酸盐水泥3.3份，石英砂45份，水 6.5份，聚羧酸减水剂0.25份，葡萄糖酸钠0.05份，柠檬酸0.1份，柠檬酸钠 0.03份，早强剂0.075份，硅凝胶0.18份；
S9、成品经检验检查后合格品包装入库。
实施例5：
本实施例的中高强度绝缘子材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按原料配方：半山泥15份，姜冲泥13.2份，长丰泥14份，默然塘泥12.5份，广东泥21.5份，福建泥5.5份，铝矾土5.05份，左云土7.5份，湖北泥5.2份，磷酸钠0.55份配料混合，然后转入球磨机内按总原料：磨球：水＝1：1.5：1.2(重量比)加水球磨8h，得到水分含量60％的泥浆；
S2、将步骤S1制得的泥浆过250目筛，筛余0.2％以内，过筛后的泥浆中10μm以下颗粒含量为65％，20μm以下颗粒含量为90％，然后在磁场强度为9000高斯的磁场中去除含铁杂质，得到清洁的泥浆；
S3、所得泥浆经过滤脱水得到泥饼，泥饼的水分控制在23±0.5％左右，再将泥饼放在湿度为75％的密封室内静置陈腐10h；
S4、真空挤制：将陈腐后的泥饼放入卧式真空压练泥机中，经螺旋挤压，抽出空气得到长条状的泥段，再将泥段放在阴干平台阴干定型；
S5、产品成型、干燥：采用可塑成型法，将泥段塑造成所需形状的坯件，坯件成型水分含量为20±1％，坯件成型后送入85℃烘房干燥36h；
S6、上釉：对成型后的坯件淋釉5s，淋釉后坯件上的釉层厚度约为0.28mm；
S7、烧成：将坯件放入窑炉，室温为初始温度，以25℃/h的速率升温至 300℃，然后以70℃/h的速率升温至在990℃下保温8h，然后在还原气氛下以15℃/h的速率升温至1300℃保温3.5h，然后自然冷却至200±2℃；
S8、产品表面切割打磨平整，胶装，养护；其中，胶装所用胶合剂成分为：硅酸盐水泥35份，微硅粉4.5份，铝酸盐水泥4.5份，石英砂44.8份，水10份，聚羧酸减水剂0.81份，葡萄糖酸钠0.05份，柠檬酸0.05份，柠檬酸钠0.05份，早强剂0.09份，海藻酸钠0.15份；
S9、成品经检验检查后合格品包装入库。
实施例6：
本实施例的中高强度绝缘子材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按原料配方：半山泥12.2份，姜冲泥13份，长丰泥15.1份，默然塘泥13份，广东泥19.2份，福建泥5.3份，铝矾土5.4份，左云土8份，湖北泥7份，柠檬酸钠1.2份，磷酸钠0.6份配料混合，然后转入球磨机内按总原料：磨球：水＝1：1：1(重量比)加水球磨12h，得到水分含量58％的泥浆；
S2、将步骤S1制得的泥浆过250目筛，筛余0.1％以内，过筛后的泥浆中10μm以下颗粒含量为65％，20μm以下颗粒含量为80％，然后在磁场强度为8500高斯的磁场中去除含铁杂质，得到清洁的泥浆；
S3、所得泥浆经过滤脱水得到泥饼，泥饼的水分控制在22±0.5％左右，再将泥饼放在湿度为85％的密封室内静置陈腐15h；
S4、真空挤制：将陈腐后的泥饼放入卧式真空压练泥机中，经螺旋挤压，抽出空气得到长条状的泥段，再将泥段放在阴干平台阴干定型；
S5、产品成型、干燥：采用可塑成型法，将泥段塑造成所需形状的坯件，坯件成型水分含量为21±0.5％，坯件成型后送入65℃烘房干燥40h；
S6、上釉：对成型后的坯件淋釉8s，淋釉后坯件上的釉层厚度约为0.31mm；
S7、烧成：将坯件放入窑炉，室温为初始温度，以15℃/h的速率升温至 300℃，然后以60℃/h的速率升温至在975℃下保温10h，然后在还原气氛下以35℃/h的速率升温至1320℃保温2h，然后自然冷却至100±2℃；
S8、产品表面切割打磨平整，胶装，养护；其中，胶装所用胶合剂成分为：硅酸盐水泥40份，微硅粉3.2份，铝酸盐水泥4.2份，石英砂42.4份，水9份，聚羧酸减水剂0.85份，葡萄糖酸钠0.05份，柠檬酸0.05份，柠檬酸钠0.03份，早强剂0.07份，羟甲基纤维素纳0.15份；
S9、成品经检验检查后合格品包装入库。
对比例1(原配方工艺)：
一种中高强度绝缘子材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按原料配方：姜冲泥10.8份，长丰泥12.5份，广东泥11.5份，铝矾土13.2份，长石18.5份，球粘土33.5份配料混合，然后转入球磨机内按总原料：磨球：水＝1：1：1(重量比)加水球磨12h，得到水分含量58％的泥浆；
S2、将步骤S1制得的泥浆过250目筛，筛余0.1％以内，过筛后的泥浆中10μm以下颗粒含量为65％，20μm以下颗粒含量为80％，然后在磁场强度为8500高斯的磁场中去除含铁杂质，得到清洁的泥浆；
S3、所得泥浆经过滤脱水得到泥饼，泥饼的水分控制在22±0.2％左右，再将泥饼放在湿度为85％的密封室内静置陈腐15h；
S4、真空挤制：将陈腐后的泥饼放入卧式真空练泥机中，经螺旋挤压，抽出空气得到长条状的泥段，再将泥段放在阴干平台阴干定型；
S5、产品成型、干燥：采用可塑成型法，将泥段塑造成所需形状的坯件，坯件成型水分含量为21±0.5％；将成型后的坯件放入干燥室干燥至水分0.05％以下；
S6、上釉：对干燥后的坯件喷釉，喷釉后坯件上的釉层厚度约为0.31mm；
S7、烧成：将坯件放入窑炉，室温为初始温度，以15℃/h的速率升温至 300℃，然后以35℃/h的速率升温至1320℃保温15h，然后自然冷却至室温；
S8、产品表面切割打磨平整，胶装，养护；
S9、成品经检验检查后合格品包装入库。
对比例2：
配方中去除湖北泥，其余原料成分按比例增加，其他实验步骤同实施例3。
对比例3：
配方中去除湖北泥和龙云土，其余原料成分按比例增加，其他实验步骤同实施例3。
对比例4：
配方中去除龙云土、福建泥和湖北泥，其余原料成分按比例增加，其他实验步骤同实施例3。
对实施例1～6与对比例1～3制备得到的绝缘子进行检测，结果如下：釉面光洁、无外观质量缺陷，经孔隙性试验后无渗透现象，按照GB/T 772和 GB/T 1001.1的相关标准进行绝缘子外观、尺寸、机械性能和电气性能等各项性能进行检测，均符合相关标准的要求。实施例1～6与对比例1～3所得绝缘子产品的各项性能指标如表3。
表3
由表中数据可以得出，本发明的配方及工艺制备的绝缘子，机械性能和电气性能均高于原配方工艺制作的同类型绝缘子。配方不使用湖北泥(属伊利石)(对比例2)、不使用湖北泥和龙云土(对比例3)、不使用龙云土和湖北泥(对比例4)，产品的机电破坏负荷和击穿电压均有很大的下降，说明龙云土、福建泥、湖北泥的加入可增强产品机械强度和抗击穿能力；实施例 4～6中配方加入草酸钠、磷酸钠和柠檬酸盐添加剂，烧成完成后产品无孔隙，产品外观和产品性能良好，产品的机械强度和抗击穿能力得到增强；另外本发明的总成本可节约45％左右，生产周期缩短20％左右。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种中高强度绝缘子材料配方，其特征在于，包括如下成分：半山泥12～18份，姜冲泥12～16份，长丰泥13～18份，默然塘泥12～17份，广东泥16～23份，福建泥3～9份，铝矾土4～8份，左云土5～11份，湖北泥3～10份。
2.如权利要求1所述的中高强度绝缘子材料配方，其特征在于，包括如下成分(质量分数)：半山泥12～16份，姜冲泥13～15份，长丰泥15～17份，默然塘泥13～15份，广东泥19～22份，福建泥5～8份，铝矾土5～6份，左云土7～9份，湖北泥5～8份。
3.如权利要求1所述的中高强度绝缘子材料配方，其特征在于，还包括添加剂0.05～2.5份，所述添加剂为草酸钠、磷酸钠、柠檬酸盐中的一种或多种。
4.一种中高强度绝缘子材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、球磨：将权利要求1至3中任一项所述的各种原料按质量百分比混合，转入球磨机内，总原料：磨球：水按重量比1：0.8～1.5：0.8～1.5加水球磨8～15h；
S2、过筛、除铁：步骤S1制得的泥浆过250目筛，筛余0.3％以内，过筛后的泥浆中10μm以下颗粒含量不小于50％，20μm以下颗粒含量不小于70％，然后去除含铁杂质，得到清洁的泥浆；
S3、压滤、陈腐：泥浆经过滤脱水得到泥饼，泥饼的水分含量为20～25％，再将泥饼放在密封室内静置陈腐10～15h；
S4、真空挤制：将陈腐后的泥饼放入真空练泥机中，经螺旋挤压，抽出空气得到长条状的泥段，再将泥段放在阴干平台阴干定型；
S5、产品成型、干燥：采用可塑成型法，将泥段塑造成所需形状的坯件，坯件成型水分含量为20±2.5％，坯件成型后送入烘房100℃以下干燥30～40h；
S6、上釉：对干燥后的坯件进行淋釉；
S7、烧成：将坯件放入窑炉，室温为初始温度，以5～25℃/h的速率升温至300℃，然后以50～100℃/h的速率升温至在970～1000℃下保温5～11h，然后在还原气氛下以15～45℃/h的速率升温至1280～1320℃保温2～4h，然后冷却至220℃以下；
S8、切割平整打磨，胶装，养护；
S9、成品经检验检查后合格品包装入库。
5.如权利要求4所述的中高强度绝缘子材料的制备方法，其特征在于，步骤S1球磨后的泥浆水分含量55-68％。
6.如权利要求4所述的中高强度绝缘子材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中过筛后的泥浆中10μm以下颗粒含量不小于60％，20μm以下颗粒含量不小于80％。
7.如权利要求4所述的中高强度绝缘子材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中除铁方法为：在磁场强度为8000～10000高斯的磁场中去铁。
8.如权利要求4所述的中高强度绝缘子材料的制备方法，其特征在于，步骤S6中淋釉时间为5～12s；和/或淋釉的釉层厚度为0.27～0.35mm。
9.如权利要求4至8中任一项所述的中高强度绝缘子材料的制备方法，其特征在于，步骤S8中胶装所用胶合剂成分为：硅酸盐水泥30～40份，微硅粉2～6份，铝酸盐水泥2～6份，石英砂40～50份，水5～12份，聚羧酸减水剂0.1～1份，缓凝剂0.08～0.2份，早强剂0.05～0.1份，增稠剂0.1～0.25份。
10.按权利要求9所述的制备方法得到的中高强度绝缘子材料，其特征在于，所制得悬式绝缘子的机械强度≥95kN，击穿电压>130kV。
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