一种新型压敏电阻片高阻层浆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型压敏电阻片高阻层浆料及其制备方法，高阻层浆料主要由下述质量百分比的原料组成：氧化锑5‑10%、氧化硅8‑12%、氧化铋7‑10%、氧化锌70‑75%，其制备方法采用称重、煅烧、球磨、验证等步骤，制备出的压敏电阻片高阻层浆料，流动性良好，粘稠度适中，粒度控制在0.5~1.2μm之间，粒径更低，在涂布工序便于滚涂操作，涂布后的压敏电阻片阀片侧面光滑，表面均匀，一致性好；同时按上述工艺生产出的压敏电阻片的2ms方波及抗4/10μs大电流冲击能力有明显提高，同时降低了8/20μs残压水平。

A new type of high resistance layer for varistor and its preparation method

The invention discloses a new type of varistor high resistance layer slurry and a preparation method thereof. The high resistance layer slurry is mainly composed of the following raw materials: antimony oxide 5_10%, silicon oxide 8_12%, bismuth oxide 7_10%, zinc oxide 70_75%. The preparation method adopts weighing, calcination, ball milling, verification and other steps to prepare the slurry. The paste of high resistance layer of varistor sheet has good fluidity, moderate viscosity, particle size between 0.5 and 1.2 micron, lower particle size, easy roll-coating operation in the coating process, smooth side of the valve sheet, uniform surface, good consistency; at the same time, the 2ms square wave of the varistor sheet produced by the above process and the impedance of 4. The impact capacity of /10 s is increased significantly, and the residual pressure level of 8/20 s is reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种新型压敏电阻片高阻层浆料及其制备方法
本专利技术属于高压电工压敏陶瓷材料
，尤其是涉及避雷器压敏电阻的高阻层浆料制造，具体涉及一种新型压敏电阻片高阻层浆料及其制备方法。
技术介绍
压敏电阻片是电网保护设备避雷器的重要工作部件，由于其具有非线性伏安特性，在过电压时呈现低电阻，在正常工频电压下呈现高电阻，从而限制避雷器端子间的电压，进而保护了电网设备的正常运行。为防止压敏电阻片在过电压大电流下发生闪络，其侧面应附有一层性能良好的高阻层，压敏电阻片侧面高阻绝缘层是制造压敏电阻片的重要组部分，是研制、生产高性能压敏电阻片的关键之一，根据以往对高阻层的技术要求，既希望高阻涂层与坯体相互作用，形成良好的中间层，又希望具有烧结致密的表面特性和不损害压敏电阻片的电气性能的特点。现有技术中，高阻层附着在压敏电阻片坯体侧面，在高温烧成过程中，与坯体反应、相互渗透，因此高阻层涂布料要尽量使用与压敏电阻片坯体材料相同的原材料，这样可保证二者之间的膨胀系数相适应。随着电力系统GIS的广泛使用，罐式避雷器的发展方向趋于小型化，为了提高产品的市场竞争力，原有规格的压敏电阻片已经不能满足，这就要求同规格的压敏电阻片应具有更大的2ms方波容量和更高的4/10μs大电流耐受能力，因此生产与之配套的压敏电阻片高阻层浆料就不得不寻求新的技术方案。现有氧化锌压敏电阻片在制造工艺过程中的涂布工序中所运用到的高阻层浆料均含有促进高阻层渗透的少量锂离子，但由于锂离子的含量很少容易造成高阻层一致性差，虽对电阻片2ms方波性能有所提升，但也降低了电阻片4/10μs大电流的耐受能力，同时也使得8/20μs雷电波残压有明显上升，不利于氧化锌压敏电阻片的保护特性和安全运行。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点，本专利技术提出的一种新型压敏电阻片高阻层浆料及其制备方法，在满足电阻片2ms方波性能的基础上，也提高其抗大电流冲击能力，同时降低残压水平。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种新型压敏电阻片高阻层浆料，主要由下述质量百分比的原料组成：氧化锑5-10%、氧化硅8-12%、氧化铋7-10%、氧化锌70-75%，所述氧化锑的主组分≥99.80%、水分≤0.5%、粒径0.8~1.3D50/μm、筛余物0.1%（325目），所述氧化硅的主组分≥99.00%、水分≤6%（灼烧）、粒径5.0~8.0D50/μm、筛余物0.1%（200目），所述氧化铋的主组分≥99.00%、水分≤0.3%、粒径3.0~6.0D50/μm、筛余物0.1%（200目），所述氧化锌的主组分≥99.70%、水分≤0.3%、粒径0.42~0.55D50/μm、筛余物0.1%（325目），所述原料中按比例加入结合剂溶液。进一步的，所述氧化锑的规格为纳米级，所述氧化硅规格为压敏专用，所述氧化铋规格为压敏专用，所述氧化锌规格为优级纯。进一步的，所述原料与结合剂溶液的质量百分比为115.96%，所述结合剂溶液包括乙基纤维素和乙醇，所述乙基纤维素规格是分析纯，所述乙醇规格是工业优级。进一步的，所述乙基纤维素和乙醇的质量百分比为9.3%，乙醇密度0.789g/ml。进一步的，所述原料各组分的质量百分比为：氧化锑8.6%、氧化硅10.4%、氧化铋9.7%、氧化锌71.3%。一种新型压敏电阻片高阻层浆料的制备方法，包括如下步骤：（1）称重：按预先确定的配方重量称量各种材料；（2）煅烧：将配置好的氧化物粉料，按比例配置即：氧化锑5-10%、氧化硅8-12%、氧化铋7-10%、氧化锌70-75%倒入混料机中，混合均匀后投入高温隧道窑进行煅烧，煅烧的温区1、温区2、温区3、温区4、温区5、温区6、温区7、温区8、温区9、温区10、温区11、温区12、温区13、温区14、温区15对应的温度控制分别为180±10℃、261±20℃、330±20℃、398±20℃、472±20℃、546±20℃、650±20℃、730±25℃、810±25℃、810±25℃、810±25℃、810±25℃、750±25℃、690±25℃、620±35℃，每个温区保温1小时；（3）球磨：将煅烧后的粉料冷却至室温后，粉碎过筛后按比例添加结合剂溶液，即将乙基纤维素、乙醇，缓慢加入小型高速搅拌球磨机中；在小型高速搅拌球磨机中搅拌180min后停止搅拌，测量料浆，直至料浆粒径在0.5~1.2μm范围内，粘度在40-50Pa·s之间；否则延长球磨时间。（4）验证：按上述步骤进行操作制备好后的，运用于压敏电阻片的涂布工艺，最后来验证其电气性能。进一步的，所述步骤（3）中，球磨时间控制在180min以上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：按照本专利技术提供的组分含量配方，得到的高阻层浆料流动性良好，粘稠度适中，粒度控制在0.5~1.2μm之间，粒径更低，在涂布工序便于滚涂操作，涂布后的压敏电阻片阀片侧面光滑，表面均匀，一致性好；同时按上述工艺生产出的压敏电阻片的2ms方波及抗4/10μs大电流冲击能力有明显提高，同时降低了8/20μs残压水平。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的技术方案进行详细的描述：实施例1：一种新型压敏电阻片高阻层浆料，主要由下述质量百分比的原料组成：氧化锑10%、氧化硅12%、氧化铋9%、氧化锌66%，所述氧化锑的主组分≥99.80%、水分≤0.5%、粒径0.8~1.3D50/μm、筛余物0.1%（325目），所述氧化硅的主组分≥99.00%、水分≤6%（灼烧）、粒径5.0~8.0D50/μm、筛余物0.1%（200目），所述氧化铋的主组分≥99.00%、水分≤0.3%、粒径3.0~6.0D50/μm、筛余物0.1%（200目），所述氧化锌的主组分≥99.70%、水分≤0.3%、粒径0.42~0.55D50/μm、筛余物0.1%（325目）；所述氧化锑的规格为纳米级，所述氧化硅规格为压敏专用，所述氧化铋规格为压敏专用，所述氧化锌规格为优级纯；所述原料与结合剂溶液的质量百分比为115.96%，所述结合剂溶液包括乙基纤维素和乙醇，所述乙基纤维素规格是分析纯，所述乙醇规格是工业优级，所述乙基纤维素和乙醇的质量百分比为9.3%。一种新型压敏电阻片高阻层浆料的制备方法，包括如下步骤：（1）称重：按预先确定的配方重量称量各种材料；（2）煅烧：将配置好的氧化物粉料，按比例配置即：氧化锑10%、氧化硅12%、氧化铋9%、氧化锌66%，倒入混料机中，混合均匀后投入高温隧道窑进行煅烧，煅烧的温区1、温区2、温区3、温区4、温区5、温区6、温区7、温区8、温区9、温区10、温区11、温区12、温区13、温区14、温区15对应的温度控制分别为180±10℃、261±20℃、330±20℃、398±20℃、472±20℃、546±20℃、650±20℃、730±25℃、810±25℃、810±25℃、810±25℃、810±25℃、750±25℃、690±25℃、620±35℃，每个温区保温1小时；（3）球磨：将煅烧后的3000g粉料冷却至室温后，粉碎过筛后按比例添加结合剂溶液，即将乙基纤维素220g、乙醇3000ml(折算质量为2367g,密度0.789g/ml,温度20℃），缓慢加入小型高速搅拌球磨机中；在小型高速搅拌球磨机中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型压敏电阻片高阻层浆料，其特征在于，主要由下述质量百分比的原料组成：氧化锑5‑10%、氧化硅8‑12%、氧化铋7‑10%、氧化锌70‑75%，所述氧化锑的主组分≥99.80%、水分≤0.5%、粒径0.8~1.3 D50/μm、筛余物0.1%（325目），所述氧化硅的主组分≥99.00%、水分≤6%（灼烧）、粒径5.0~8.0 D50/μm、筛余物0.1%（200目），所述氧化铋的主组分≥99.00%、水分≤0.3%、粒径3.0~6.0 D50/μm、筛余物0.1%（200目），所述氧化锌的主组分≥99.70%、水分≤0.3%、粒径0.42~0.55 D50/μm、筛余物0.1%（325目），所述原料中按比例加入结合剂溶液。

【技术特征摘要】
1.一种新型压敏电阻片高阻层浆料，其特征在于，主要由下述质量百分比的原料组成：氧化锑5-10%、氧化硅8-12%、氧化铋7-10%、氧化锌70-75%，所述氧化锑的主组分≥99.80%、水分≤0.5%、粒径0.8~1.3D50/μm、筛余物0.1%（325目），所述氧化硅的主组分≥99.00%、水分≤6%（灼烧）、粒径5.0~8.0D50/μm、筛余物0.1%（200目），所述氧化铋的主组分≥99.00%、水分≤0.3%、粒径3.0~6.0D50/μm、筛余物0.1%（200目），所述氧化锌的主组分≥99.70%、水分≤0.3%、粒径0.42~0.55D50/μm、筛余物0.1%（325目），所述原料中按比例加入结合剂溶液。2.根据权利要求1所述的一种新型压敏电阻片高阻层浆料，其特征在于，所述氧化锑的规格为纳米级，所述氧化硅规格为压敏专用，所述氧化铋规格为压敏专用，所述氧化锌规格为优级纯。3.根据权利要求1所述的一种新型压敏电阻片高阻层浆料，其特征在于，所述原料与结合剂溶液的质量百分比为115.96%，所述结合剂溶液包括乙基纤维素和乙醇，所述乙基纤维素规格是分析纯，所述乙醇规格是工业优级。4.根据权利要求3所述的一种新型压敏电阻片高阻层浆料，其特征在于，所述乙基纤维素和乙醇的质量百分比为9.3%，所述乙醇密度0.789g/ml。5.根据权利要求1所述的一种新型压敏电阻片高阻层浆料，其特征在于，所述原料各组分的质量百分比为：氧化锑8...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建，韦国松，李江，陈成刚，张铮，杨天宝，
申请(专利权)人：南阳中祥电力电子有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41