CN112646393A - 一种防潮电工级氧化镁粉及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防潮电工级氧化镁粉及其制备方法和应用，防潮电工级氧化镁粉，包括重量份数如下的各组分：8‑9份电熔镁砂粉，1‑15份刚玉，0.5‑1份硅酸铝镁化合物；占以上三种组分总重量0.3‑0.5％wt的甲基硅树脂和3‑5％wt的硅铝混合物；还提供了上述防潮电工级氧化镁粉的制备方法及应用。本发明配方科学、合理，具有优良的理化性能，将所得电工级氧化镁粉作为高功率速热式电热元件等电热元件的填充料，可以充分改善传统有机防潮处理电工级氧化镁粉由于有机防潮处理剂在较高表面负荷的电热元件加热过程中，由于有机防潮处理产生大量气体，造成加热管迅速鼓胀与炸管现象。

Description

一种防潮电工级氧化镁粉及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及电工级氧化镁领域，具体涉及一种防潮电工级氧化镁粉及其制备方法和应用。
背景技术
电工级氧化镁是一种重要的绝缘耐高温填充材料，其具有优越的绝缘性能和高导热性，被广泛应用在各种电加热元件中。传统有机防潮处理防潮电工级氧化镁制作高功率速热式电热元件时，由于受高温影响会产生大量气体，可能引起电热元件产生胀管甚至爆管现象，造成很大的安全隐患。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研究设计一种防潮电工级氧化镁粉及其制备方法和应用，来解决传统有机防潮处理防潮电工级氧化镁易导致高功率速热式电热元件胀管、炸管的缺点。本发明采用的技术手段如下：
一种防潮电工级氧化镁粉，包括重量份数如下的各组分：
电熔镁砂粉 8-9份；
刚玉 1-15份；
硅酸铝镁化合物 0.5-1份；
占以上三种组分总重量0.3-0.5％wt的甲基硅树脂和3-5％wt的硅铝混合物。
优选地，包括重量份数如下的各组分：
电熔镁砂粉 8.5-9份；
刚玉 1-15份；
硅酸铝镁化合物 0.6-0.8份；
占以上三种组分总重量0.3-0.5％wt的甲基硅树脂和3-5％wt的硅铝混合物。
优选地，所述硅酸铝镁化合物包括重量份数如下的各组分：二氧化硅48-56份，氧化镁30-36份，氧化铝5-10份和氧化铁3-5份。
优选地，所述电熔镁砂粉为40-325目颗粒料。
优选地，所述刚玉和硅酸铝镁化合物为小于80目粉体。
优选地，所述硅铝混合物包括重量比为1：2的二氧化硅和三氧化二铝，二氧化硅粒径为1-50微米，三氧化二铝粒径为50-100微米。
一种上述防潮电工级氧化镁粉的制备方法，包括以下步骤：
S1、按对应重量份数称取电熔镁砂粉、刚玉和硅酸铝镁化合物，混合得到混合料；
S2、把步骤S1得到的混合料置于密封搅拌器(自动密封搅拌器)中，采用雾状喷雾器将占混合料总重量0.3-0.5％wt的甲基硅树脂喷涂均匀包裹在混合料表面，出料；
S3、将步骤S2得到的物料冷却，添加占混合料总重量3-5％wt的硅铝混合物，搅拌均匀；
S4、将步骤S3得到的物料置于350-380℃下热处理，保温90-120分钟；
S5、将步骤S4得到的物料冷却至30-100℃，过40-50目筛网，得到防潮电工级氧化镁粉。
优选地，步骤S1中，混合时间为20-60分钟，优选为20分钟。
优选地，步骤S2中，自动密封搅拌器为5吨级自动混料器，能实现连续化生产，实现工业化。
优选地，步骤S2中，雾状喷雾器是将甲基硅树脂通过高压喷雾的方式，均匀的包裹在步骤S1所得混合料表面。
优选地，步骤S3中，搅拌时间为20-60分钟，优选为20分钟。
优选地，步骤S4中，使用高温恒温隧道炉热处理，高温恒温隧道炉为高精度恒温炉，能实现连续化生产，实现工业化。
一种防潮电工级氧化镁粉在速热式电热元件领域的应用，将防潮电工级氧化镁粉直接填充在速热式电热元件中。
与现有技术比较，本发明所述的一种防潮电工级氧化镁粉及其制备方法和应用的有益效果为：
本发明采用电熔镁砂粉、刚玉和硅酸铝镁化合物为原料，经过充分混合；添加甲基硅树脂，混合得到防潮氧化镁粉；添加微米级氧化硅-铝混合物混合均匀得到高流动性氧化镁粉；经热处理，过筛最终得到一种制作高功率速热式电热元件的防潮电工级氧化镁粉。与现有普通有机防潮处理防潮电工级氧化镁相比较，本发明制备得到的一种制作高功率速热式电热元件的防潮电工级氧化镁粉制作工艺简单、易行，防潮电工级氧化镁粉配方科学、合理，具有优良的理化性能，将此工艺生产出来的电工级氧化镁粉作为高功率速热式电热元件等电热元件的填充料，可以充分改善传统有机防潮处理电工级氧化镁粉由于有机防潮处理剂在较高表面负荷的电热元件加热过程中，有机防潮处理会产生大量气体，可能造成加热管迅速鼓胀，甚至出现炸管现象。
附图说明
图1是本发明制作高功率速热式电热元件的防潮电工级氧化镁粉的制备方法示意图。
具体实施方式
实施例1：
一种制作高功率速热式电热元件的防潮电工级氧化镁粉，包括重量配比如下的各组分：
电熔镁砂粉 9份；
刚玉 1.5份；
硅酸铝镁化合物 1份；
占总重量0.3％wt的甲基硅树脂和占总重量3％wt的微米级氧化硅-铝混合物；
所述硅酸铝镁化合物包括重量配比如下的各元素：二氧化硅48-56份，氧化镁30-36份，氧化铝5-10份，氧化铁3-5份。
本实施例公开上述制作高功率速热式电热元件的防潮电工级氧化镁粉的制备方法如图1所示，包括以下步骤：
1)称取重量比为9：1.5：1的电熔镁砂粉、刚玉和硅酸铝镁化合物，混合得到混合料；
2)把步骤1)得到的混合料置于自动密封搅拌器中，采用雾状喷雾器将占总重量0.3％wt的甲基硅树脂喷涂均匀包裹在混合料表面，出料；
3)将步骤2)得到的物料冷却至30-100℃，添加3％wt的微米级氧化硅-铝混合物，搅拌均匀；
4)将步骤3)得到的物料置于350℃的高温恒温隧道炉热处理，保温90分钟；
5)将步骤4)得到的物料冷却至30-100℃，过50目筛网，筛下物即为一种制作高功率速热式电热元件的防潮电工级氧化镁粉。
实施例2：
本实施例公开一种制作高功率速热式电热元件的防潮电工级氧化镁粉，包括重量配比如下的各组分：
电熔镁砂粉 9份；
刚玉 1份；
硅酸铝镁化合物 0.8份；
占总重量0.4％wt的甲基硅树脂和占总重量4％wt的微米级氧化硅-铝混合物；
所述硅酸铝镁化合物包括重量配比如下的各元素：二氧化硅48-56份，氧化镁30-36份，氧化铝5-10份，氧化铁3-5份。
本实施例公开了上述制作高功率速热式电热元件的防潮电工级氧化镁粉的制备方法如图1所示，包括以下步骤：
1)称取重量比为9：1：0.8的电熔镁砂粉、刚玉和硅酸铝镁化合物，混合得到混合料；
2)把步骤1)得到的混合料置于自动密封搅拌器中，采用雾状喷雾器将占总重量0.4％wt的甲基硅树脂喷涂均匀包裹在混合料表面，出料；
3)将步骤2)得到的物料冷却至30-100℃，添加4％wt的微米级氧化硅-铝混合物，搅拌均匀；
4)将步骤3)得到的物料置于360℃的高温恒温隧道炉热处理，保温100分钟；
5)将步骤4)得到的物料冷却至30-100℃，过50目筛网，筛下物即为一种制作高功率速热式电热元件的防潮电工级氧化镁粉。
实施例3：
本实施例公开一种制作高功率速热式电热元件的防潮电工级氧化镁粉，包括重量配比如下的各组分：
电熔镁砂粉 9份；
刚玉 5份；
硅酸铝镁化合物 1份；
占总重量0.5％wt的甲基硅树脂和占总重量5％wt的微米级氧化硅-铝混合物；
所述硅酸铝镁化合物包括重量配比如下的各元素：二氧化硅48-56份，氧化镁30-36份，氧化铝5-10份，氧化铁3-5份。
本实施例公开了上述制作高功率速热式电热元件的防潮电工级氧化镁粉的制备方法如图1所示，包括以下步骤：
1)称取重量比为9：5：1的电熔镁砂粉、刚玉和硅酸铝镁化合物，混合得到混合料；
2)把步骤1)得到的混合料置于自动密封搅拌器中，采用雾状喷雾器将占总重量0.5％wt的甲基硅树脂喷涂均匀包裹在混合料表面，出料；
3)将步骤2)得到的物料冷却至30-100℃，添加5％wt的微米级氧化硅-铝混合物，搅拌均匀；
4)将步骤3)得到的物料置于380℃的高温恒温隧道炉热处理，保温120分钟；
5)将步骤4)得到的物料冷却至30-100℃，过50目筛网，筛下物即为一种制作高功率速热式电热元件的防潮电工级氧化镁粉。
实施例4：
本实施例公开一种制作高功率速热式电热元件的防潮电工级氧化镁粉，包括重量配比如下的各组分：
电熔镁砂粉 8份；
刚玉 3份；
硅酸铝镁化合物 1份；
占总重量0.5％wt的甲基硅树脂和占总重量5％wt的微米级氧化硅-铝混合物；
所述硅酸铝镁化合物包括重量配比如下的各元素：刚玉48-56份，氧化镁30-36份，氧化铝5-10份，氧化铁3-5份。
本实施例公开上述制作高功率速热式电热元件的防潮电工级氧化镁粉的制备方法如图1所示，包括以下步骤：
1)称取重量比为8：3：1的电熔镁砂粉、刚玉和硅酸铝镁化合物，混合得到混合料；
2)把步骤1)得到的混合料置于自动密封搅拌器中，采用雾状喷雾器将占总重量0.5％wt的甲基硅树脂喷涂均匀包裹在混合料表面，出料；
3)将步骤2)得到的物料冷却至30-100℃，添加5％wt的微米级氧化硅-铝混合物，搅拌均匀；
4)将步骤3)得到的物料置于380℃的高温恒温隧道炉热处理，保温100分钟；
5)将步骤4)得到的物料冷却至30-100℃，过50目筛网，筛下物即为一种制作高功率速热式电热元件的防潮电工级氧化镁粉。
将实施例1-4得到的制作高功率速热式电热元件的防潮电工级氧化镁粉与普通防潮电工级氧化镁相比，其性能检测数据如表1-3所示：
表1、电气性能测试：
类型 泄露电流(mA) 防潮绝缘(MΩ)
实施例1 0.12 ＞1600
实施例2 0.1 ＞1800
实施例3 0.08 ＞2000
实施例4 0.07 ＞2000
普通防潮电工级氧化镁 0.2 ＞1000
表2、热态性能测试：
类型 热态绝缘(MΩ) 热态耐压(V)
实施例1 5 2100
实施例2 8 2250
实施例3 10 2400
实施例4 15 2500
普通防潮电工级氧化镁 3 1900
表3、抗膨胀压力和导热系数测试：
类型 膨胀压力(atm) 导热系数(W/m·k)
实施例1 ≈2 42
实施例2 ≈2.5 40
实施例3 ≈3 38
实施例4 ≈3 36
普通防潮电工级氧化镁 ≈9 28
由于防潮氧化镁粉使用了适量的有机硅树脂做有机防潮处理处理，高温下有机硅会发生分解生成气体形成压力。有机硅树脂的分解反应比较复杂，在300℃时在密闭环境中有机硅(硅油)完全分解理论上可形成约50～60倍体积膨胀。如表3，在700℃形成的压力为：以普通防潮电工级氧化镁为例，其使用硅油重量约为0.09克，密度约0.9g/cm3，体积为0.1cm3，可生成(700+273+300)×60×0.1/(1.5×(273+300))≈9(atm)。实施例1-4中的硅油重量为0.3-0.5g，同样条件下膨胀压力明显低于普通防潮电工级氧化镁，更适用于高功率速热式电热元件。
注：泄漏电流测试仪器为：PA30型数字泄漏电流测试仪，测试管表负荷为10w/cm2。
注：防潮绝缘测试仪器为：HIOKI SM8215型数据兆欧表，测试管电压1000V。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种防潮电工级氧化镁粉，其特征在于：包括重量份数如下的各组分：
电熔镁砂粉 8-9份；
刚玉 1-15份；
硅酸铝镁化合物 0.5-1份；
占以上三种组分总重量0.3-0.5％wt的甲基硅树脂和3-5％wt的硅铝混合物。
2.根据权利要求1所述的一种防潮电工级氧化镁粉，其特征在于：包括重量份数如下的各组分：
电熔镁砂粉 8.5-9份；
刚玉 1-15份；
硅酸铝镁化合物 0.6-0.8份；
占以上三种组分总重量0.3-0.5％wt的甲基硅树脂和3-5％wt的硅铝混合物。
3.根据权利要求1或2所述的一种防潮电工级氧化镁粉，其特征在于：所述硅酸铝镁化合物包括重量份数如下的各组分：二氧化硅48-56份，氧化镁30-36份，氧化铝5-10份和氧化铁3-5份。
4.根据权利要求1或2所述的一种防潮电工级氧化镁粉，其特征在于：所述电熔镁砂粉为40-325目颗粒料。
5.根据权利要求1或2所述的一种防潮电工级氧化镁粉，其特征在于：所述刚玉和硅酸铝镁化合物为小于80目粉体。
6.根据权利要求1或2所述的一种防潮电工级氧化镁粉，其特征在于：所述硅铝混合物包括重量比为1：2的二氧化硅和三氧化二铝，二氧化硅粒径为1-50微米，三氧化二铝粒径为50-100微米。
7.一种权利要求1-6中任意一项所述防潮电工级氧化镁粉的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、按对应重量份数称取电熔镁砂粉、刚玉和硅酸铝镁化合物，混合得到混合料；
S2、将占混合料总重量0.3-0.5％wt的甲基硅树脂喷涂均匀包裹在混合料表面，出料；
S3、将步骤S2得到的物料冷却，添加占混合料总重量3-5％wt的硅铝混合物，搅拌均匀；
S4、将步骤S3得到的物料置于350-380℃下热处理，保温90-120分钟；
S5、将步骤S4得到的物料冷却至30-100℃，过40-50目筛网，得到防潮电工级氧化镁粉。
8.根据权利要求7所述的防潮电工级氧化镁粉的制备方法，其特征在于，步骤S1中，混合时间为20-60分钟。
9.根据权利要求7所述的防潮电工级氧化镁粉的制备方法，其特征在于，步骤S3中，搅拌时间为20-60分钟。
10.一种防潮电工级氧化镁粉在速热式电热元件领域的应用，其特征在于：将防潮电工级氧化镁粉填充在速热式电热元件中。
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