一种陶瓷助熔剂的制备方法及陶瓷助熔剂及其应用技术

本发明专利技术提供了一种陶瓷助熔剂的制备方法及陶瓷助熔剂及其应用，所述制备方法包括如下步骤：取可溶性金属盐配制成交换溶液，向所述交换溶液中加入分子筛并搅拌，抽滤，清洗和烘干，获得离子改性分子筛；将离子改性分子筛和表面活化处理剂分别加入到高混机中，进行表面活化处理，获得所述陶瓷助熔剂。所述陶瓷助熔剂如所述的陶瓷助熔剂的制备方法制备而成。所述陶瓷助熔剂的应用，将所述的陶瓷助熔剂添加到陶瓷化聚烯烃电缆料中，其中，所述陶瓷助熔剂占陶瓷化聚烯烃电缆料的质量分数为6％‑15％。本发明专利技术的制备方法工艺简单，生产成本低。将本发明专利技术的陶瓷助熔剂应用到陶瓷化聚烯烃电缆料中，在低温阶段起到助熔剂作用，高温阶段起到成瓷骨料作用。

Preparation of a Ceramic Flux Aid and Its Application

The invention provides a preparation method of ceramic flux and ceramic flux and its application. The preparation method comprises the following steps: preparing an exchange solution from soluble metal salt, adding molecular sieves to the exchange solution, stirring, filtering, cleaning and drying to obtain ion-modified molecular sieves, and adding ion-modified molecular sieves and surface activation treatment agents to high-mixing respectively. In the machine, the ceramic flux is obtained by surface activation treatment. The ceramic flux is prepared by the preparation method of the ceramic flux. The application of the ceramic flux adds the ceramic flux to the ceramized polyolefin cable material, in which the ceramic flux accounts for 6%-15% of the mass fraction of the ceramized polyolefin cable material. The preparation method of the invention has simple process and low production cost. The ceramic flux of the invention is applied to the ceramic polyolefin cable material, playing the role of flux in the low temperature stage and ceramic aggregate in the high temperature stage.

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷助熔剂的制备方法及陶瓷助熔剂及其应用
本专利技术涉及助熔剂
，尤其涉及一种陶瓷助熔剂的制备方法及陶瓷助熔剂及其应用。
技术介绍
在陶瓷化聚合物的制备过程中通常要加入低熔点玻璃粉作为助熔剂，如申请号为201510024429.9的中国专利，起到降低成瓷温度的作用。玻璃粉的初始熔化温度可以降低到300-500℃，在烧结过程中可以将陶瓷骨料颗粒粘接到一起，达到降低烧结温度，增加强度的目的。但是，玻璃粉在高温煅烧阶段将不利于成瓷体的形状保持，不利于由其制备的陶瓷化聚合物电缆护套在火灾发生时长时间保护电能和信号的传输，不利于火灾救援。除此之外，造价高昂也限制了其在陶瓷化聚合物中的大规模应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种同时在低温阶段起到助熔剂作用，高温阶段起到成瓷骨料作用的陶瓷助熔剂的制备方法。本专利技术提供了一种陶瓷助熔剂的制备方法，包括如下步骤：步骤S1、取可溶性金属盐配制成交换溶液，向所述交换溶液中加入分子筛并搅拌，抽滤，清洗和烘干，获得离子改性分子筛；步骤S2、将离子改性分子筛和表面活化处理剂分别加入到高混机中，进行表面活化处理，获得所述陶瓷助熔剂。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：可选地，所述交换溶液中包括碱金属离子或稀土金属离子。可选地，所述碱金属离子为锂离子或钠离子，所述稀土金属离子为镧离子或钇离子。可选地，所述步骤S1中，所述交换溶液的浓度为1-6mol/L；所述分子筛包括：天然丝光沸石分子筛、4A分子筛和Y型分子筛中的任意一种；其中，所述交换溶液的离子交换度为70％-90％。可选地，所述搅拌的温度为25-80℃，所述搅拌的时间为1-8h。可选地，所述步骤S2中，所述活化处理的温度为60-130℃，所述活化处理的时间为3-45min。可选地，所述步骤S2中，按重量份计，所述离子改性分子筛为95-97重量份，所述表面活化处理剂为3-5重量份。可选地，所述表面活化处理剂包括：高分子偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂和稀土偶联剂中的任意一种；或所述表面活化处理剂包括：钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂和稀土偶联剂中的任意一种与高分子偶联剂所形成的混合物，其中，按重量份数计，高分子偶联剂为0.5-2.0重量份。本专利技术还提供了一种陶瓷助熔剂，如所述的陶瓷助熔剂的制备方法制备而成。本专利技术还提供了一种陶瓷助熔剂的应用，将所述的陶瓷助熔剂添加到陶瓷化聚烯烃电缆料中，其中，所述陶瓷助熔剂占陶瓷化聚烯烃电缆料的质量分数为6％-15％。本专利技术的有益效果：本专利技术的陶瓷助熔剂的制备方法，分子筛与交换溶液通过离子交换改性后得到的离子改性分子筛，再加入表面活化处理剂进行表面活化处理，即可获得陶瓷助熔剂。本专利技术的制备方法工艺简单，生产成本低。将本专利技术的陶瓷助熔剂应用到陶瓷化聚烯烃电缆料中，在低温阶段起到助熔剂作用，成瓷温度可降低至550-650℃，高温阶段起到成瓷骨料作用，解决了陶瓷化聚合物低温阶段难以迅速成瓷，高温阶段成瓷体难以形状保持的难题。具体实施方式以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术实施例提供了一种陶瓷助熔剂的制备方法，包括如下步骤：步骤S1、取可溶性金属盐配制成浓度为1-6mol/L的交换溶液，向所述交换溶液中加入分子筛并搅拌，抽滤，清洗和烘干，获得离子改性分子筛，其中，所述搅拌的温度为25-80℃，所述搅拌的时间为1-8h；步骤S2、将离子改性分子筛和表面活化处理剂分别加入到高混机中，进行表面活化处理，获得所述陶瓷助熔剂，其中，所述活化处理的温度为60-130℃，所述活化处理的时间为3-45min。本专利技术的陶瓷助熔剂的制备方法，分子筛与交换溶液通过离子交换改性后得到的离子改性分子筛，再加入表面活化处理剂进行表面活化处理，即可获得陶瓷助熔剂。本专利技术的制备方法工艺简单，生产成本低。分子筛是指具有均匀微孔，主要由硅、铝、氧及其他一些金属阳离子构成的晶态硅铝酸盐。分子筛具有空旷的骨架结构，骨架结构中有许多孔径均一的孔道，孔道中具有金属阳离子。当分子筛与交换溶液相接触时，交换溶液中的金属阳离子可进入沸石的孔道中，而沸石中的原有的金属阳离子则被交换下来进入溶液中，其离子交换过程可通过下面通式表示：式中，Z-为分子筛的阴离子骨架，A+为交换前分子筛中含有的金属阳离子，B+为交换溶液中的金属阳离子。其中，所述交换溶液的离子交换度为70％-90％。所述交换溶液的离子交换度是指，交换到溶液中的分子筛阳离子A+占交换前阳离子A+的质量百分数。其中，所述交换溶液中包括碱金属离子或稀土金属离子。上述碱金属离子可以来源于任意一种无机盐；上述稀土金属离子可以来源于任意一种可溶性无机盐或非水溶性无机盐与酸反应后形成的可溶性无机盐。具体地，所述碱金属离子为锂离子或钠离子，所述稀土金属离子为镧离子或钇离子。离子改性分子筛的孔道中的金属阳离子在高温环境中首先形成低共熔点的物质，起到粘接剂的作用，使其在较低温度下成为陶瓷体。随着温度的升高，这种低共熔点的物质生成量有限，不会大量生成。此时，离子改性分子筛则发生反应生成陶瓷体，尽可能维持陶瓷体的形状而不是成为“流体”，从而保证陶瓷体形状的维持。其中，所述步骤S2中，按重量份计，所述离子改性分子筛为95-97重量份，所述表面活化处理剂为3-5重量份。其中，所述分子筛包括：天然丝光沸石分子筛、4A分子筛和Y型分子筛中的任意一种。丝光沸石分子筛，又称发光沸石。由于硅铝比高，五元环多，故耐酸性及热稳定性特别高。在丝光沸石分子筛的晶体中形成很多的直筒形的孔隙，其中直径最大的就是由十二元环组成的直筒形孔隙，这就是丝光沸石分子筛的主孔道，其截面呈椭圆形。实际上，直筒形孔隙是有一定程度的扭转的，各层并不是正对着相重叠在一起的，而是相互间有一定的位移。丝光沸石分子筛的主孔道之间也有小孔道相互沟通的，但由于这些小孔道孔径很小，一般分子不易进去，只能在主孔道出入。4A分子筛是一种人工合成的、具有微孔型立方晶格的硅铝酸盐。依据其晶体内部孔穴的大小而吸附或排斥不同物质的分子，因而被称为“分子筛”。分子直径小于4A分子筛晶体孔穴直径的物质可以进入分子筛晶体，从而被吸附，否则，被排斥。4A分子筛属于分子筛的一种，其结构与NaCl的很相似，属于立方晶系。由于4A分子筛的有效孔径为0.4nm，故称为4A分子筛，其空间网络结构由硅氧四面体单元[SiO4]和铝氧四面体[AlO4]单元交错排列而成。Y型分子筛是以八面体削角笼(β笼)为结构单元，在三维空间按金刚石晶体排列方式形成的一种含有Si、Al、Na、O的沸石晶体结构。Y型分子筛具有孔径为0.73nm的三维孔道，有利于大分子在分子筛孔道内的扩散并在酸性中心上进行反应。其中，所述表面活化处理剂包括：高分子偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂和稀土偶联剂中的任意一种。或者，所述表面活化处理剂包括：钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂和稀土偶联剂中的任意一种与高分子偶联剂所形成的混合物，其中，按重量份数计，高分子偶联剂为0.5-2.0重量份。表面活化处理剂是一类具有两不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷助熔剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、取可溶性金属盐配制成交换溶液，向所述交换溶液中加入分子筛并搅拌，抽滤，清洗和烘干，获得离子改性分子筛；步骤S2、将离子改性分子筛和表面活化处理剂分别加入到高混机中，进行表面活化处理，获得所述陶瓷助熔剂。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷助熔剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、取可溶性金属盐配制成交换溶液，向所述交换溶液中加入分子筛并搅拌，抽滤，清洗和烘干，获得离子改性分子筛；步骤S2、将离子改性分子筛和表面活化处理剂分别加入到高混机中，进行表面活化处理，获得所述陶瓷助熔剂。2.根据权利要求1所述的陶瓷助熔剂的制备方法，其特征在于，所述交换溶液中包括碱金属离子或稀土金属离子。3.根据权利要求2所述的陶瓷助熔剂的制备方法，其特征在于，所述碱金属离子为锂离子或钠离子，所述稀土金属离子为镧离子或钇离子。4.根据权利要求1所述的陶瓷助熔剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述交换溶液的浓度为1-6mol/L；所述分子筛包括：天然丝光沸石分子筛、4A分子筛和Y型分子筛中的任意一种；其中，所述交换溶液的离子交换度为70％-90％。5.根据权利要求1所述的陶瓷助熔剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述搅拌的温度为25-80℃，所述搅拌的时间为1-8h。6.根据权利要求1所述的陶瓷助熔剂的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙江波，解朝晖，解洪俊，
申请(专利权)人：江苏宝源高新电工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32