CN111792842A

CN111792842A - 一种高压瓷质绝缘子釉料的制备方法

Info

Publication number: CN111792842A
Application number: CN202010702547.1A
Authority: CN
Inventors: 刘国华; 左芝枫; 左建国; 左知羽
Original assignee: Pingxiang Shuanghua Electric Porcelain Manufacturing Co ltd
Current assignee: Pingxiang Shuanghua Electric Porcelain Manufacturing Co ltd
Priority date: 2020-07-21
Filing date: 2020-07-21
Publication date: 2020-10-20

Abstract

本发明公开了一种高压瓷质绝缘子釉料的制备方法，先将煅烧铝矾土、石英粉、30‑60份长石、瓷粉、碳酸钙、钛白粉和腐植酸钠加入球磨机中喷雾球磨处理，得到干粉基料，在干粉基料中加入吴县青山白泥、东堡瓷泥和适量水在球磨中继续混合球磨，得到湿态基料，将湿态基料和液态有机硅树脂在球磨机中继续混合研磨，加入着色剂和适量水继续球磨混合得到釉料，本发明釉层表面层厚度均匀、表面光滑、具有光泽，且不积水，疏水性强；与坯体结合牢固，不会发生剥落或开裂现象；具有高的强度、耐酸碱性、耐磨性和绝缘性以及良好的化学稳定性和热稳定性。

Description

一种高压瓷质绝缘子釉料的制备方法

技术领域

本发明涉及是电力行业架空线路、电站电器使用的瓷质绝缘子，尤其是涉及高压瓷质绝缘子表面的釉料的制备方法。

背景技术

目前我国输变电架空线路，特别是高压线路中瓷绝缘子和电站电器用的各种瓷质绝缘子，包括变压器、电容器、互感器、支柱、穿墙套管、开关等瓷绝缘子，采用多种颜色制造，通常有棕色、白色，国外有天蓝色、灰色，不管用什么颜色釉料，它都是用基础釉料和着色剂及乳浊剂混合制成乳胶状的釉料施于瓷绝缘子外表面上并随瓷绝缘子高温烧结制成瓷绝缘子。瓷绝缘子釉层一般厚度为0.2-0.5毫米，且应具有以下性能：

1、釉层与瓷绝缘子坯体收缩性能一致，与坯体结合要牢固，不会发生剥落或开裂现象；

2、釉层表面层应均匀、光滑、具有光泽，且应不积水，疏水性要强；

3、应具有高的强度、耐酸碱性、耐磨性和绝缘性，

4、应具有好的化学稳定性和热稳定性。

目前，瓷质绝缘子釉料的制备，一是选取与制取瓷质绝缘子坯体原料相近的原料来作为釉料的基本原料，以确保釉层与坯体之间具有个相同或相近的收缩膨胀性，防止在高温烧结时釉层开裂和剥落，其主要原料有氧化铝、氧化硅（石英粉）、长石、滑石、高岭土、瓷粉、碳酸钙等，二是加入辅料，如高温乳浊剂、催化剂等；三是着色剂主要根据颜色不同来选取：如三氧化铁、氧化钴、氧化锰、氧化钛、氧化铜等。虽然现有瓷绝缘子釉料的制备按上述工艺操作，但现有技术中瓷绝缘子釉层还是存在一些问题：一是釉层抗压强度、抗弯强度和耐磨性不高；二是釉层与坯体的结合局部不牢固，釉层会产生局部开裂或剥落，三是疏水性还不够好、自洁防潮抗玷性能还不够高，在恶劣环境下，容易产生爬电和污闪现象，影响线路的正常运行。

发明内容

针对上述现有技术中瓷质绝缘子釉料层所存在的问题，本发明提供了一种与坯体结合完整牢固，釉层不会产生局部开裂或剥落，釉料层不仅强度高，耐磨性、耐腐蚀性好，而且疏水性好、自洁防潮抗玷性高，在恶劣环境下，不会产生爬电和污闪现象，确保输电线路能正常运行的高压瓷质绝缘子釉料的制备方法。

本发明所述高压瓷质绝缘子釉料的制备方法：

釉料的组成及制备方法步骤是（重量份）：

1、先将20-50份纳米级的煅烧铝矾土、40-100份纳米级的石英粉、30-60份长石、30-70份瓷粉、10-20份碳酸钙、20-60份钛白粉和15-50份腐植酸钠加入球磨机中喷雾球磨处理，而后过250-300目筛得到干粉基料；

2、在上述干粉基料中加入占干粉基料重量5-10%的吴县青山白泥、10-15%的东堡瓷泥和适量水在球磨中继续混合球磨，得到湿态基料，所述吴县青山白泥产于苏州吴县青山镇，它的主要化学成份Al₂O₃含量为12.6-20.65wt%、SiO₂含量为58.6-75.65wt%、K₂O含量为3.56-8.65wt%，具有韧性好，高温粘性高、分散性强的特点，所述东堡瓷泥产于湖南省醴陵市东堡乡土埠村，它的主要化学成份Al₂O₃含量为28.6-50.62wt%、SiO₂含量为39.6-60.15wt%、K₂O含量为3.56-8.65wt%，具有高温可塑性好，耐火度高，耐磨性好的特点；

3、将湿态基料和占湿态基料重量0.5-2%的液态有机硅树脂在球磨机中继续混合研磨1-2小时后，加入着色剂继续球磨混合30-60分钟，再加入水进行混合搅拌1-2小时得到釉料，

4、抽取上述釉料，用涂4杯30-40秒的方法检测釉料粘度合格后，再进行瓷质绝缘子上釉。

本发明通过上述方法制成的釉料：一是在釉料基料中，除采用常规的原料外，还加入了韧性好，高温粘性高、分散性强且氧化钾含量高的吴县青山白泥和具有高温可塑性好，耐火度高，耐磨性好且氧化钾含量较高的东堡瓷泥，提高了基料的高温粘度分散性，不仅提高了基料的强度、耐磨性、特别是抗弯强度，且使基料具有与瓷绝缘子坯料相近的收缩膨胀性，在高温烧制中使釉料层与坯体之间结合更完整和牢固，釉料层不会开裂和剥落；二是基料中的碳酸钙与长石中的氧化钾和氧化钠能在基料晶界面上形成高度分散的石灰碱釉弥散点，石灰碱釉具有高温粘度大，不易流釉的特点，它能使釉料中的空气不能浮出釉面而在釉料中形成小气泡，使釉料中能残留一定数量的石英颗粒而形成大量的钙长石析晶，通过析晶能使进入釉层的光线发生折射，使釉层变得乳浊而不透明，产生一种湿润如玉的视觉效果，不仅能提高釉层的化学稳定性和热稳定性，而且能提高釉层表面光滑并具有光泽，提高釉层表面的疏水性；三是通过加入液态有机硅树脂，能在釉料表面富集形成憎水层，起到疏水和自洁的作用，提高釉料层的疏水性；再是通过加入钛白粉和腐植酸钠，不仅能增加釉料的稀释、增强、吸附和粘结作用，而且能提高釉料层的强度、耐腐蚀性和耐磨性。

本发明所述长石中Al₂O₃含量为18.4-24.14wt%、SiO₂含量为61.6-68.15wt%、K₂O含量为10.9-16.25wt%，Na₂O含量为6.45-10.74wt%，还有少量氧化钙0.5%、氧化镁0.3-0.5%和氧化铁1.45%、烧失量（IL，%）7.8。

本发明所述吴县青山白泥产于苏州吴县青山镇，它的主要化学成份Al₂O₃含量为12.6-20.65wt%、SiO₂含量为58.6-75.65wt%、K₂O含量为3.56-8.65wt%，氧化钙0.43%、氧化镁0.3-0.5%和氧化铁1.26%、烧失量（IL，%）8.2，它具有韧性好，高温粘性高、分散性强的特点。

本发明所述东堡瓷泥产于湖南省醴陵市东堡乡土埠村，具有高温可塑性好，耐火度高，耐磨性好的特点，Al₂O₃含量为28.6-50.62wt%、SiO₂含量为39.6-60.15wt%、K₂O含量为3.56-8.65wt%。

本发明所述煅烧纳米铝矾土、纳米石英粉、瓷粉均可从市场上选用购买。

本发明中加入的长石作为熔剂，既降低了釉料的熔化温度和高温粘度，又扩大了釉料的熔融温度，提高釉料表面张力，避免釉料表面产生针孔。

本发明还可在基料中加入甲基纤维素，能有效地确保烧结下的流动性，使釉料能均匀地分散于瓷质绝缘子表面，确保釉料层均匀、平整和成膜性好。

本发明基料中还可加入耐高温乳浊剂，所述高温乳浊剂为硅酸锆或氧化锆。

具体实施方式

本发明所述釉料与现有技术相比具有以下特点：

1、釉层与瓷质绝缘子坯体收缩性能一致，与坯体结合牢固，不会发生剥落或开裂现象；

2、釉层表面层均匀、光滑、具有光泽，且不积水，疏水性好（与水接触角90-120°）；

3、具有高的强度、耐酸碱性、耐磨性和绝缘性，

4、具有好的化学稳定性和热稳定性。

实施例一，一种高压瓷质绝缘子釉料的制备方法步骤是：

1、先将30份纳米级的煅烧铝矾土、50份纳米级的石英粉、40份长石、50份瓷粉、20份碳酸钙、30份钛白粉和20份腐植酸钠加入球磨机中喷雾球磨20-30时，而后过300目筛得到干粉基料；

2、在上述干粉基料中加入干粉基料重量5%的吴县青山白泥、10%的东堡瓷泥和适量水（使湿态基料具有一定韧性时的水量）在球磨中继续混合球磨，得到湿态基料，

3、将湿态基料和占湿态基料重量1.5%的液态有机硅树脂（疏水剂）在球磨机中继续混合研磨1-2小时，现加入占湿态基料重量8%的着色剂继续球磨混合30-60分钟，再加入水进行混合搅拌1-2小时得到釉料，

4、抽取上述釉料，按（涂4杯30-40秒）检测釉料粘度合格后，进行瓷绝缘子上釉。

将釉料分别施在瓷质绝缘子坯体表面上，经1200-1300℃温度烧制成瓷质绝缘子。

用实施例一的釉料与现有釉料施于同一种规格瓷质绝缘子表面，釉层厚度0.2-0.5毫米，各自随机抽取30只进行比较，其瓷质绝缘子性能如下表所示：

釉料种类抗压强度弯曲强度针孔开裂剥落表层硬度疏水性

本发明釉料平均175.5 平均106.5 无无无 6-8级好

现有釉料平均157.4 平均88.7 5 2 1 4-6级较好

上述列表中强度单位为（MPa）,硬度单位为（莫氏）。

实施例二，一种高压瓷质绝缘子釉料的制备方法步骤是：

1、先将50份纳米级的煅烧铝矾土、80份纳米级的石英粉、30份长石、40份瓷粉、10份碳酸钙、40份钛白粉和30份腐植酸钠加入球磨机中喷雾（水雾）球磨20-30时，而后过250目筛得到干粉基料；

2、在上述干粉基料中加入占干粉基料重量8%的吴县青山白泥、12%的东堡瓷泥和适量水（使湿态基料具有一定韧性时的水量）在球磨中继续混合球磨，得到湿态基料，

3、将湿态基料和占湿态基料重量1%的液态有机硅树脂（疏水剂）在球磨机中继续混合研磨1-2小时，现分别加入占湿态基料重量10%的着色剂和0.5%的氧化锆（高温乳浊剂）继续球磨混合30-60分钟，再加入水进行混合搅拌1-2小时得到釉料，

4、抽取上述釉料，检测釉料粘度（涂4杯30-40秒）合格后，进行瓷质绝缘子上釉。

用实施例二的釉料与现有釉料施于同一种规格瓷质绝缘子表面，釉层厚度0.3-0.5毫米，各自随机抽取30只进行比较，其瓷质绝缘子性能如下表所示：

釉料种类抗压强度弯曲强度针孔开裂剥落表层硬度疏水性

本发明釉料平均172.5 平均104.5 无无无 6-8级好

现有釉料平均156.7 平均82.5 6 3 2 4-6级较好

表中强度单位为（MPa）,硬度单位为（莫氏）。

Claims

1.一种高压瓷质绝缘子釉料的制备方法：其特征在于：所述高压瓷质绝缘子釉料的制备方法步骤是：

a、先将20-50份纳米级的煅烧铝矾土、40-100份纳米级的石英粉、30-60份长石、30-70份瓷粉、10-20份碳酸钙、20-60份钛白粉和15-50份腐植酸钠加入球磨机中喷雾球磨处理，而后过250-300目筛得到干粉基料；

b、在上述干粉基料中加入占干粉基料重量5-10%的吴县青山白泥、10-15%的东堡瓷泥和适量水在球磨中继续混合球磨，得到湿态基料，所述吴县青山白泥产于苏州吴县青山镇，它的主要化学成份Al₂O₃含量为12.6-20.65wt%、SiO₂含量为58.6-75.65wt%、K₂O含量为3.56-8.65wt%，具有韧性好，高温粘性高、分散性强的特点，所述东堡瓷泥产于湖南省醴陵市东堡乡土埠村，它的主要化学成份Al₂O₃含量为28.6-50.62wt%、SiO₂含量为39.6-60.15wt%、K₂O含量为3.56-8.65wt%；具有高温可塑性好，耐火度高，耐磨性好的特点，

c、将湿态基料和占湿态基料重量0.5-2%的液态有机硅树脂在球磨机中继续混合研磨1-2小时后，加入着色剂继续球磨混合30-60分钟，再加入水进行混合搅拌1-2小时得到釉料，

d、抽取上述釉料，按涂4杯30-40秒方法检测釉料粘度，合格后，进行瓷质绝缘子上釉。

2.根据权利要求1所述的一种高压瓷质绝缘子釉料的制备方法：其特征在于：所述湿态基料中加入占湿态基料重量0.5%的氧化锆。