一种耐低温防污闪的瓷绝缘子及其制作工艺制造技术

本发明专利技术涉及绝缘子技术领域，提供了一种耐低温防污闪的瓷绝缘子及其制作工艺。本发明专利技术利用聚合物包覆改性纳米粒子、氨基酸离子液体成分的减水剂，二者协同作用，共同提高了瓷绝缘子的综合性能；通过将聚酯、改性纳米粒子与烯烃共聚得到分散均匀的聚合物包覆改性纳米粒子，将绝缘子原料分两次球磨，可提高绝缘子原料中有机物与无机物之间的结合性，提供球磨效率、改善球磨效果。本发明专利技术制得的瓷绝缘子具有良好的电气性能、机械性能、憎水性能和耐温性能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐低温防污闪的瓷绝缘子及其制作工艺
本专利技术涉及绝缘子
，尤其涉及一种耐低温防污闪的瓷绝缘子及其制作工艺。
技术介绍
瓷绝缘子为输电线路提供支撑和绝缘作用，因此无论在机械强度还是绝缘强度方面的要求都比较高，而且我国自然环境相对比较复杂，瓷绝缘子大多用于室外甚至野外环境，所以还要求瓷绝缘子产品能够适应复杂的环境条件。绝缘子产品的工作环境和工作条件极其苛刻，饱受冷热急变、酷热、严寒、高酸碱度、高污秽等因素的影响。绝缘子产品在运行过程中，不仅要承受正常运行条件下的工频电压，还要经得起恶劣天气情况下的雷电冲击产生的暂态过电压影响；不仅要承受导线的重量，还要经得起导线覆冰状态、风力作用下导线剧烈甩动等极端因素的考验，不仅要经受酷热，还要经受严寒。绝缘子产品会在长期工作电压和工作负荷作用下产生介质劣化现象，即绝缘子产品的性能随着使用时间的延长而降低，最后导致产品劣化。随着我国电力行业的发展，极寒冷地区对瓷绝缘子的需求也越来越大。用于极寒冷地区所用陶瓷绝缘子，需承受低温冰冻、雷电冲击、介质劣化等恶劣的工作环境，其必须具备良好的抗冻融性能，从而避免出现冻裂、老化、强度降低等问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少克服上述现有技术的缺点与不足其中之一，提供一种耐低温防污闪的瓷绝缘子及其制作工艺。本专利技术目的基于以下技术方案实现：本专利技术目的一个方面，提供了一种耐低温防污闪的瓷绝缘子，包括绝缘子本体和釉层，所述绝缘子本体包括以下重量份的原料：石英15～25份，姜冲泥15～25份，默然塘泥10～20份，左云土10～20份，硅灰石5～15份，湖北泥5～15份，聚合物包覆改性纳米粒子5～15份，氧化锆3～10份，硼酸3～10份，磷化硼1～5份，硅烷偶联剂1～5份，减水剂0.7～2份；所述釉层包括以下重量份的原料：石英12～20份，高岭土12～20份，氧化铝8～15份，硅酸锆5～10份，滑石粉5～10份，聚合物包覆改性纳米粒子2～8份，钛酸钡2～8份，氧化锌1～6份；所述聚合物包括聚酯和聚烯烃，所述聚烯烃的单体包括乙烯、丙烯、苯乙烯、氯乙烯中的一种或多种，所述改性纳米粒子的纳米粒子原料包括氧化石墨烯、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化镁、纳米氧化铝、纳米氧化锌、纳米水滑石、纳米氮化硅、纳米碳化硅、纳米氮化硼中的一种或多种；所述减水剂中含有氨基酸离子液体。传统的瓷绝缘子中使用长石作为原料之一，其属于脊性原料，不利于其在泥料中均匀分布，从而导致瓷绝缘子的机、电、热性能得不到充分发挥。本专利技术配方广泛采用大部分地区都有的普适性原料，适用范围广；原料种类多，减少单个原料质量波动带来的影响；配方中含有合适比例的二氧化硅和三氧化二铝，以及氧化钾，不需传统配方中的大量粘土或长石，制得的绝缘子材料绝缘性能、机械性能好。本专利技术的石英、姜冲泥、默然塘泥和左云土是绝缘子中形成玻璃网络的主要成分，有利于提高网络的致密程度和硬度。聚酯具有良好的成纤性、力学性能、耐磨性、抗蠕变性、低吸水性以及电绝缘性能，能够大幅提高绝缘子的机械性能。聚氯乙烯对光和热的稳定性较差，无固定熔点，具有较好的机械性能和优异的介电性能。聚苯乙烯电绝缘性能好，易着色，加工流动性好，刚性好及耐化学腐蚀性好等。普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆，冲击强度低，易出现应力开裂，耐热性差及不耐沸水等。聚乙烯和聚丙烯材料具有优良的介电性能，体积电阻可达1015～1020Ω·m，具有良好机械性能。其中，聚丙烯的拉伸强度比高密度聚乙烯更高，聚乙烯的耐寒性能优异，冷脆温度为-70℃，而聚丙烯耐低温冲击较差。经过改性处理之后的纳米粒子，表面亲油性增强，可以与聚烯烃材料中的其它有机成分有效结合，从而提升材料的致密程度。改性纳米粒子的加入，在聚烯烃材料内产生了更多的陷阱，这些陷阱在电极-电介质的界面附近捕获注入电荷，降低了局部电场，同时阻碍载流子的移动，从而使电阻率增大。乙烯、丙烯、氯乙烯和苯乙烯共聚，可以结合多种聚烯烃的优点，且在其中加入聚酯和改性纳米粒子，增强绝缘子材料的电气性能、机械性能、耐低温性能和耐酸碱性能。硼酸可以改善绝缘子的耐热性能，提高机械强度，缩短熔融时间；同时作为助熔剂，促进石英、姜冲泥、默然塘泥和左云土等熔融形成玻璃网络，降低了单位绝缘子制品的热损耗。硼酸分解产生的氧化硼在熔融过程中不产生气体，缩小绝缘子烧结过程中的气孔，增强绝缘子的机械弯曲强度；还可有效的减少坯体收缩率，能够降低瓷绝缘子的吸湿膨胀，防止陶瓷坯体的后期干裂，而且具有较高的机械强度和较低的介电损失，还可加快烧结过程的成熟速度，大大降低了单位绝缘子制品的热损耗。硅灰石具有良好的绝缘性，同时具有良好的介电性能和较高的耐热、耐化学腐蚀、耐候性能，尺寸稳定良好，有玻璃和珍珠光泽，低吸水率和吸油值，力学性能及电性能优良以及具有一定补强作用，可作为瓷绝缘子的增强填料。加入硅灰石可以有效的减少坯体收缩率，而且能够降低坯体的吸湿膨胀，防止陶瓷坯体的后期干裂等；含硅灰石的坯体还具有较高的机械强度和较低的介电损失。引入硅灰石的坯体，在烧结过程中成熟速度加快，大大降低了单位制品的热损耗，缩短烧成周期，具有节能降耗的效果。优选地，所述氨基酸离子液体的阴离子包括甘氨酸、丝氨酸、脯氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸、精氨酸中的一种或多种，阳离子包括咪唑类、季铵类、季磷类中的一种或多种。优选地，所述聚合物包覆改性纳米粒子复合物中聚酯的含量为5～30wt％，改性纳米粒子的含量为1～18wt％，纳米粒子的粒径为50～800nm。优选地，所述改性纳米粒子的改性处理剂包括硬脂酸盐、碳酸钙晶须、三羟甲基丙烷和硅烷偶联剂，所述硬脂酸盐包括硬脂酸钠、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或多种，所述硅烷偶联剂包括十二烷基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、硫基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或多种。优选地，所述减水剂包括以下重量份的原料：氨基酸离子液体5～20份，多甲叉磷酸盐5～20份，聚磷酸盐5～20份，有机酸盐5～20份，硅酸钠或偏硅酸钠5～20份，碳酸钠1～5份。优选地，所述多甲叉磷酸盐包括氨基三甲叉膦酸盐、乙二胺四甲叉膦酸盐、二乙烯三胺五甲叉膦酸盐、N-2羟乙基-N-二甲叉膦酸盐、乙氧乙基二胺四甲叉膦酸盐、1,3-二胺-2-丙醇四甲叉膦酸盐、(2-羟基)乙氧基乙基胺二甲叉膦酸盐、哌嗪二甲叉膦酸盐、胺乙基哌嗪三甲叉膦酸盐、甘氨酸二甲叉膦酸盐、羟甲基甘氨酸二甲叉膦酸盐、谷氨酸二甲叉膦酸盐、甲酰氨基一甲叉膦酸盐、乙酰氨基一甲叉膦酸盐或脲基四甲叉膦酸盐中的一种或多种。优选地，所述有机酸盐包括柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、乳酸钠、醋酸钠、柠檬酸钾、葡萄糖酸钾、乳酸钾、醋酸钾、柠檬酸钙、葡萄糖酸钙、乳酸钙、醋酸钙、氨基酸螯合钙、L-苏糖酸钙中的一种或多种，所述聚磷酸盐包括钠盐或钾盐。本专利技术目的另一个方面，提供了一种耐低温防污闪的瓷绝缘子的制作工艺，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐低温防污闪的瓷绝缘子，其特征在于，包括绝缘子本体和釉层，所述绝缘子本体包括以下重量份的原料：石英15～25份，姜冲泥15～25份，默然塘泥10～20份，左云土10～20份，硅灰石5～15份，湖北泥5～15份，聚合物包覆改性纳米粒子5～15份，氧化锆3～10份，硼酸3～10份，磷化硼1～5份，硅烷偶联剂1～5份，减水剂0.7～2份；所述釉层包括以下重量份的原料：石英12～20份，高岭土12～20份，氧化铝8～15份，硅酸锆5～10份，滑石粉5～10份，聚合物包覆改性纳米粒子2～8份，钛酸钡2～8份，氧化锌1～6份；所述聚合物包括聚酯和聚烯烃，所述聚烯烃的单体包括乙烯、丙烯、苯乙烯、氯乙烯中的一种或多种，所述改性纳米粒子的纳米粒子原料包括氧化石墨烯、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化镁、纳米氧化铝、纳米氧化锌、纳米水滑石、纳米氮化硅、纳米碳化硅、纳米氮化硼中的一种或多种；所述减水剂中含有氨基酸离子液体。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐低温防污闪的瓷绝缘子，其特征在于，包括绝缘子本体和釉层，所述绝缘子本体包括以下重量份的原料：石英15～25份，姜冲泥15～25份，默然塘泥10～20份，左云土10～20份，硅灰石5～15份，湖北泥5～15份，聚合物包覆改性纳米粒子5～15份，氧化锆3～10份，硼酸3～10份，磷化硼1～5份，硅烷偶联剂1～5份，减水剂0.7～2份；所述釉层包括以下重量份的原料：石英12～20份，高岭土12～20份，氧化铝8～15份，硅酸锆5～10份，滑石粉5～10份，聚合物包覆改性纳米粒子2～8份，钛酸钡2～8份，氧化锌1～6份；所述聚合物包括聚酯和聚烯烃，所述聚烯烃的单体包括乙烯、丙烯、苯乙烯、氯乙烯中的一种或多种，所述改性纳米粒子的纳米粒子原料包括氧化石墨烯、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化镁、纳米氧化铝、纳米氧化锌、纳米水滑石、纳米氮化硅、纳米碳化硅、纳米氮化硼中的一种或多种；所述减水剂中含有氨基酸离子液体。


2.根据权利要求1所述的一种耐低温防污闪的瓷绝缘子，其特征在于，所述氨基酸离子液体的阴离子包括甘氨酸、丝氨酸、脯氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸、精氨酸中的一种或多种，阳离子包括咪唑类、季铵类、季磷类中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的一种耐低温防污闪的瓷绝缘子，其特征在于，所述聚合物包覆改性纳米粒子复合物中聚酯的含量为5～30wt％，改性纳米粒子的含量为1～18wt％，纳米粒子的粒径为50～800nm。


4.根据权利要求1所述的一种耐低温防污闪的瓷绝缘子，其特征在于，所述改性纳米粒子的改性处理剂包括硬脂酸盐、碳酸钙晶须、三羟甲基丙烷和硅烷偶联剂，所述硬脂酸盐包括硬脂酸钠、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或多种，所述硅烷偶联剂包括十二烷基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、硫基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的一种耐低温防污闪的瓷绝缘子，其特征在于，所述减水剂包括以下重量份的原料：氨基酸离子液体5～20份，多甲叉磷酸盐5～20份，聚磷酸盐5～20份，有机酸盐5～20份，硅酸钠或偏硅酸钠5～20份，碳酸钠1～5份。


6.根据权利要求5所述的一种耐低温防污闪的瓷绝缘子，其特征在于，所述多甲叉磷酸盐包括氨基三甲叉膦酸盐、乙二胺四甲叉膦...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟礼，
申请(专利权)人：江西新龙电瓷电器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36