CN112851164B - 一种固化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种固化剂及其制备方法和应用。该固化剂，按照重量份数计算，包括以下组分：纳米氧化铝水合物20‑80份、纳米氧化钛水合物2‑15份、纳米氧化锡水合物2‑10份、纳米氧化硅水合物10‑30份和280‑300份水。该制备方法，包括：按照各组分配比，将纳米氧化铝水合物、纳米氧化钛水合物、纳米氧化锡水合物、纳米氧化锡和纳米氧化硅水合物分散于水中制得。另外，本发明还包括一种上述固化剂或者上述制备方法制备得到的固化剂在固化熔断器的石英砂中的应用。使用本发明提出的固化剂固化的熔断器在分断后，具有较高绝缘电阻，绝缘电阻大于5MΩ。

Description

一种固化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种固化剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着新能源汽车和轨道交通的飞速发展，熔断器作为电路保护的关键器件，也得到了快速发展。这种类型的熔断器一般由熔体、填充料和管体组成，其中填充料通常为石英砂。这些石英砂包围熔体，在过电流保护时，具有灭弧、冷却介质和分断熔体的能力。由于熔断器的工作环境通常存在各种各样的震动，为了提升熔断器的抗震能力，改善其保护电路的稳定性，需要对这些石英砂进行固化处理，形成“砂体”。目前，常用的固化剂为水玻璃，以及碱性硅溶胶。但是使用这些固化剂制备的熔断器，在分断后，普遍存在绝缘电阻偏低(小于1MΩ)的问题，而且碱性固化剂还对石英砂颗粒有腐蚀作用，这些都会对电路保护带来安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何提高绝缘电阻。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种固化剂及其制备方法和应用。
本发明提出一种固化剂，按照重量份数计算，包括以下组分：纳米氧化铝水合物20-80份、纳米氧化钛水合物2-15份、纳米氧化锡水合物2-10份、纳米氧化硅水合物10-30份和280-300份水。
优选地，所述纳米氧化铝水合物为70-80份，所述纳米氧化钛水合物为2-5份，所述纳米氧化锡水合物为2-5份，所述纳米氧化硅水合物为20-30份，所述水为290-300份。
更优选地，所述纳米氧化铝水合物为70份、所述纳米氧化钛水合物为5份、所述纳米氧化锡水合物为2份、所述纳米氧化硅水合物为15份和所述水为300份。
更优选地，所述纳米氧化铝水合物为80份、所述纳米氧化钛水合物为2份、所述纳米氧化锡水合物为2份、所述纳米氧化硅水合物为20份和所述水为300份。
本发明还提出一种上述固化剂的制备方法，按照各组分配比，将纳米氧化铝水合物、纳米氧化钛水合物、钠米氧化锡水合物、纳米氧化锡和纳米氧化硅水合物分散于水中制得。
另外，本发明还包括一种上述固化剂或者上述制备方法制备得到的固化剂在固化熔断器的石英砂中的应用。
进一步地，所述应用包括：将所述固化剂注入装有所述石英砂的熔断器腔体内，在80-170℃下固化。
进一步地，将所述固化剂注入装有所述石英砂的熔断器腔体内，在80-160℃下固化3-6小时，之后在160-170℃下固化42小时以上。
进一步地，所述固化剂与所述石英砂的体积用量比为3-4:10。
本发明与现有技术对比的有益效果包括：一方面，纳米材料能够有效地填充石英砂空隙，提高熔断器填充致密度，另一方面，以纳米氧化铝水合物为主要粘结剂，纳米氧化钛水合物、纳米氧化锡水合物和纳米氧化硅水合物为辅助粘结剂，形成网络状结构，能够有效地粘结石英砂，使其固化成“砂体”，使用该固化剂固化的石英砂在分断后，具有较高绝缘电阻，绝缘电阻大于5MΩ。
具体实施方式
本具体实施方式提出一种用于熔断器的固化剂，按照重量份数计算，包括以下组分：纳米氧化铝水合物20-80份、纳米氧化钛水合物2-15份、纳米氧化锡水合物2-10份、纳米氧化硅水合物10-30份和280-300份水。
在优选的实施例中，所述纳米氧化铝水合物为70-80份，所述纳米氧化钛水合物为2-5份，所述纳米氧化锡水合物为2-5份，所述纳米氧化硅水合物为20-30份，所述水为290-300份。
进一步地，所述固化剂，按照重量份数计算，更为优选的配方如下：所述纳米氧化铝水合物为70份、所述纳米氧化钛水合物为5份、所述纳米氧化锡水合物为2份、所述纳米氧化硅水合物为15份和所述水为300份；
或者，所述纳米氧化铝水合物为80份、所述纳米氧化钛水合物为2份、所述纳米氧化锡水合物为2份、所述纳米氧化硅水合物为20份和所述水为300份。
本具体实施方式还包括固化剂的制备方法，按照各组分配比，将纳米氧化铝水合物、纳米氧化钛水合物、钠米氧化锡水合物、纳米氧化锡和纳米氧化硅水合物分散于水中制得。
此外，本具体实施方式还包括上述固化剂或者制备方法制备得到的固化剂在固化熔断器的石英砂中的应用，包括：按照固化剂与石英砂的体积用量比3-4:10将所述固化剂注入装有所述石英砂的熔断器腔体内，在80-170℃下固化，进一步地，在80-160℃下固化3-6小时，之后在160-170℃下固化42小时以上。
下面具体描述本发明的优选实施例阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
本实施例提出一种固化剂，按照重量分数计算，包括纳米氧化铝水合物70份、纳米氧化钛水合物5份、纳米氧化锡水合物2份、纳米氧化硅水合物15份和300份水。
本实施例还包括将固化剂对产品熔断器JDA07-200A进行石英砂固化，石英砂的用量为50ml，固化剂的用量为20ml；
进一步地，将所述固化剂注入装有所述石英砂的熔断器腔体内，在90℃下固化5小时，之后在160℃下固化45小时。
实施例2
本实施例提出一种固化剂，按照重量分数计算，包括纳米氧化铝水合物80份、纳米氧化钛水合物2份、纳米氧化锡水合物2份、纳米氧化硅水合物20份和300份水。
本实施例还包括将固化剂对产品熔断器JDA07-200A进行石英砂固化，石英砂的用量为50ml，固化剂的用量为15ml；
进一步地，将所述固化剂注入装有所述石英砂的熔断器腔体内，在80℃下固化6小时，之后在160℃下固化42小时。
实施例3
本实施例提出一种固化剂，按照重量分数计算，包括纳米氧化铝水合物20份、纳米氧化钛水合物15份、纳米氧化锡水合物8份、纳米氧化硅水合物10份和280份水。
本实施例还包括将固化剂对产品熔断器JDA07-200A进行石英砂固化，石英砂的用量为50ml，固化剂的用量为15ml；
进一步地，将所述固化剂注入装有所述石英砂的熔断器腔体内，在100℃下固化4小时，之后在170℃下固化44小时。
实施例4
本实施例提出一种固化剂，按照重量分数计算，包括纳米氧化铝水合物50份、纳米氧化钛水合物10份、纳米氧化锡水合物5份、纳米氧化硅水合物30份和290份水。
本实施例还包括将固化剂对产品熔断器JDA07-200A进行石英砂固化，石英砂的用量为50ml，固化剂的用量为20ml；
进一步地，将所述固化剂注入装有所述石英砂的熔断器腔体内，在100℃下固化4小时，之后在170℃下固化44小时。
钾钠铁含量和绝缘电阻测定
固化石英砂中钾钠铁含量测试，结果如表1所示。需要说明的是，钾钠铁含量通过原子吸收光谱进行测试。
表1固化石英砂中钾钠铁含量测试结果
K(ppm) Na(ppm) Fe(ppm)
实施例1 36 90 77
实施例2 25 95 76
实施例3 28 92 78
实施例4 32 96 80
从表1可以看出，四个实施例的固化石英砂样品中K、Na、Fe含量均低于100ppm。
对实施例1-4固化后的熔断器进行分断绝缘电阻测试，结果如表2所示。
表2对熔断器进行分断测试
20KA分断绝缘电阻(MΩ)
实施例1 37.7
实施例2 37.5
实施例3 36.8
实施例4 35.2
对熔断器进行分断测试，实施例1-4固化后的熔断器的分断绝缘电阻均大于5MΩ，从表2得知，20KA(20千安培电流)分断后，实施例1-4固化后的熔断器绝缘电阻大于35MΩ，远高于使用水玻璃固化剂的分断绝缘电阻。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种固化剂在固化熔断器的石英砂中的应用，其特征在于，按照重量份数计算，固化剂包括以下组分：纳米氧化铝水合物20-80份、纳米氧化钛水合物2-15份、纳米氧化锡水合物2-10份、纳米氧化硅水合物10-30份和280-300份水。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述纳米氧化铝水合物为70-80份，所述纳米氧化钛水合物为2-5份，所述纳米氧化锡水合物为2-5份，所述纳米氧化硅水合物为20-30份，所述水为290-300份。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述纳米氧化铝水合物为70份、所述纳米氧化钛水合物为5份、所述纳米氧化锡水合物为2份、所述纳米氧化硅水合物为15份和所述水为300份。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述纳米氧化铝水合物为80份、所述纳米氧化钛水合物为2份、所述纳米氧化锡水合物为2份、所述纳米氧化硅水合物为20份和所述水为300份。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，固化剂的制备方法包括按照各组分配比，将纳米氧化铝水合物、纳米氧化钛水合物、钠米氧化锡水合物、纳米氧化锡和纳米氧化硅水合物分散于水中制得。
6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，包括：将所述固化剂注入装有所述石英砂的熔断器腔体内，在80-170oC下固化。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，将所述固化剂注入装有所述石英砂的熔断器腔体内，在80-160oC下固化3-6小时，之后在160-170oC下固化42小时以上。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述固化剂与所述石英砂的体积用量比为3-4:10。
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