一种具有高分断能力的灭弧材料制造技术

本申请涉及一种具有高分断能力的灭弧材料，包括以下主组分：SiO2≥99.6wt%，金属氧化物≤0.2 wt%，烧失量≤0.2 wt%；所述主组分的颗粒度配比为：30～40目占1

【技术实现步骤摘要】
一种具有高分断能力的灭弧材料


[0001]本申请涉及熔断器的
，尤其是涉及一种灭弧材料。

技术介绍

[0002]熔断器是一种电流保护器，当电流超过规定值时，熔断器以自身产生的热量使熔体熔断，从而断开电路。熔断器广泛用于高低压配电系统、控制系统以及用电设备中。在电路中的熔断器熔断时，刚断开的熔断体之间会产生电弧。
[0003]熔断器主要由熔体、熔管和灭弧材料等部分组成。现有低压熔断器在高电压和高分断能力下，通常采用石英砂作为主要的灭弧材料，主要是因为石英砂具有较高的导热性和绝缘的性能。
[0004]但是石英砂作为熔断器的主要灭弧材料存在一些问题，如石英砂的表面粗糙，颗粒填充密度的均匀度难以控制，进而影响熔断器的分断能力。

技术实现思路

[0005]为了提高熔断器的分断能力，本申请提供一种具有高分断能力的灭弧材料。
[0006]本申请提供的一种具有高分断能力的灭弧材料采用如下的技术方案：一种具有高分断能力的灭弧材料，包括以下主组分：SiO2≥99.6wt%，金属氧化物≤0.2wt%，烧失量≤0.2wt%；所述主组分的颗粒度配比为：30～40目占1
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15wt%；40～50目占50
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70wt%；50～80目占10
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35wt%；80～100目占5
‑
15wt%；100～120目≤3wt%。
[0007]通过采用上述技术方案，灭弧材料中SiO2的颗粒度配比均衡，相对较大的颗粒与相对较小的颗粒均匀分散在一起时，填充的空间致密度较佳，当熔断体熔断时，熔断体与灭弧材料的接触面积较大，吸收金属游离质点的量更多，从而降低或限制金属液态桥的产生，有利于提高熔断器的分断能力，相比于以往的灭弧材料来说，分断能力明显提升。其中，烧失量是指灭弧材料在高温条件下灼烧足够长的时间后失去的质量占原始样品质量的百分比。
[0008]可选的，所述主组分的颗粒度配比为：30～40目占5
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11wt%；40～50目占55
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65wt%；50～80目占15
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30wt%；80～100目占5
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15wt%；100～120目≤3wt%。
[0009]通过采用上述技术方案，通过对灭弧材料的颗粒度配比进行优选，得到灭弧材料的最佳颗粒度配比，使得灭弧材料在填充中空间致密度更佳，从而提高熔断器的分断能力更高。
[0010]可选的，所述金属氧化物包括Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO和TiO2。
[0011]通过采用上述技术方案，灭弧材料中金属氧化物作为杂质，会影响灭弧材料的分断能力，本申请灭弧材料中Al2O3、MgO、CaO和TiO2的质量分数之和不大于0.2%，即金属氧化物的含量很少，所以灭弧材料的纯度高，从而使得熔断器的分断能力高。
[0012]可选的，所述金属氧化物中Fe2O3的质量分数≤0.01%。
[0013]通过采用上述技术方案，铁离子能促进电弧扩大，灭弧材料中Fe2O3的质量分数不
大于0.01%，大大降低铁离子对电弧扩大的影响。
[0014]可选的，所述主组分经过以下表面处理：将主组分浸入甘油中，在80
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90℃的温度下加热并搅拌1
‑
1.5h，然后过滤得到沉淀并烘干。
[0015]通过采用上述技术方案，主组分浸入甘油中，经过烘干后甘油能负载于SiO2的表面，使得SiO2表面光滑、均匀，当熔体熔断产生电弧时，电弧通道的等离子体可通过空隙向四周均匀传导，电弧与灭弧材料可以充分接触，有利于灭弧。
[0016]可选的，还包括尿素，所述主组分与尿素的质量比为18
‑
20:1。
[0017]通过采用上述技术方案，在电弧作用下，尿素容易分解产生气体，气体会增加熔断器中熔断管内的压力，使得电弧可被快速熄灭，提高灭弧材料的灭弧能力。此外，甘油会与尿素和主组分共同作用，提高尿素与主组分之间的界面结合能力。
[0018]可选的，所述尿素表面经过包覆处理，得到硅橡胶包覆尿素，过程如下：S1：将十二烷基苯磺酸钠溶于水配制成1
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2wt%的十二烷基苯磺酸钠溶液；S2：按重量份，将1
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2份尿素加入到10
‑
20份S1制得的十二烷基苯磺酸钠溶液中，搅拌使其混合均匀，得到混合溶液；S3：将硅橡胶溶于环己烷中，得到40
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50wt%的硅橡胶/环己烷溶液，然后将2
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4份S2制得的混合溶液滴入6
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8份硅橡胶/环己烷溶液中，静置2
‑
3h，接着溶液分液去上层液，最后过滤得到硅橡胶包覆尿素颗粒并烘干。
[0019]通过采用上述技术方案，首先将尿素分散中十二烷基苯环酸钠溶液中，然后将其慢慢滴入硅橡胶/环己烷溶液中，十二烷基苯磺酸钠中的疏水基团会进入到硅橡胶中，同时带动尿素进入硅橡胶溶液中，由于尿素不溶于硅橡胶/环己烷溶液中，则尿素表面容易包覆一层十二烷基苯磺酸钠，十二烷基苯磺酸钠外侧连接有硅橡胶，从而形成硅橡胶包覆尿素颗粒。尿素具有一定的吸水性能，在尿素表面包覆一层疏水性的硅橡胶，硅橡胶表面存在疏水基团，从而保护尿素不易吸水，提高尿素的使用寿命和稳定性。同时硅橡胶相比于普通橡胶的强度低，有利于尿素分解产生的气体散发出去。
[0020]可选的，所述硅橡胶包覆尿素经过如下处理：将硅橡胶包覆尿素颗粒加入1
‑
2wt% HF溶液中，浸泡3
‑
5min后过滤，得到表面刻蚀的硅橡胶包覆尿素。
[0021]通过采用上述技术方案，硅橡胶包覆尿素表面经过HF刻蚀后，硅橡胶的表面会产生孔洞或者深浅不一的坑，孔洞或坑的存在减少硅橡胶包覆界面强度，有利于尿素分解产生的气体散发出去，有利于提高熔断器的分断能力。
[0022]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.本申请灭弧材料中SiO2的颗粒度配均衡，相对较大的颗粒与相对较小的颗粒均匀分散在一起时，填充的空间致密度较佳，当熔断体熔断时，熔断体与灭弧材料的接触面积较大，吸收金属游离质点的量更多，从而降低或限制金属液态桥的产生，有利于提高熔断器的分断能力；2.铁离子能促进电弧的扩大，灭弧材料中Fe2O3的质量分数不大于0.01%，大大降低了铁离子对电弧扩大的影响；3.尿素在电弧的作用下，会分解产生大量的气体，使得管内压力迅速增加，从而使得电弧迅速熄灭，进一步提高灭弧材料的灭弧能力。
具体实施方式
[0023]以下结合实施例对本申请作进一步详细说明，予以特别说明的是：以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
[0024]本申请实施例采用如下原料：硅橡胶的型号为704硅橡胶，购买自惠州市达泽希新材料有限公司。
[0025]制备例1：硅橡胶包覆尿素的制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高分断能力的灭弧材料，其特征在于：包括以下主组分：SiO2≥99.6wt%，金属氧化物≤0.2wt%，烧失量≤0.2wt%；所述主组分的颗粒度配比为：30～40目占1
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15wt%；40～50目占50
‑
70wt%；50～80目占10
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35wt%；80～100目占5
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15wt%；100～120目≤3wt%。2.根据权利要求1所述的一种具有高分断能力的灭弧材料，其特征在于：所述主组分的颗粒度配比为：30～40目占5
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11wt%；40～50目占55
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65wt%；50～80目占15
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30wt%；80～100目占5
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15wt%；100～120目≤3wt%。3.根据权利要求1所述的一种具有高分断能力的灭弧材料，其特征在于：所述金属氧化物包括Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO和TiO2。4.根据权利要求3所述的一种具有高分断能力的灭弧材料，其特征在于：所述金属氧化物中Fe2O3的质量分数≤0.01%。5.根据权利要求1所述的一种具有高分断能力的灭弧材料，其特征在于：所述主组分经过以下表面处理：将主组分浸入甘油中，在80
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90℃的温...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄旭雄，李全安，
申请(专利权)人：三实电器有限公司，
类型：发明
国别省市：