專利名稱：一種耐大電流沖擊的無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絕緣涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐大電流沖擊的無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絕緣涂層的制備方法，具體適用于高壓輸電線路用的避雷器電阻片，屬于電阻片絕緣涂層制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氧化鋅壓敏電阻片是一種功能型復(fù)合陶瓷材料，由于其具有良好的電阻非線性、 通流容量大、漏電流小等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于電力輸送系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)備避雷器中，用于吸收電力輸送線路的過電壓能量、限制過電壓幅值。
電阻片耐受大電流沖擊能力是其重要的特性參數(shù)之一。當(dāng)脈沖大電流的持續(xù)時(shí)間較短時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)沿面閃絡(luò)破壞。因此，要提高電阻片耐受陡波大電流沖擊能力，必須通過涂覆側(cè)面絕緣保護(hù)層來解決沿面閃絡(luò)問題。目前，國內(nèi)外大致有兩種側(cè)面絕緣保護(hù)方法，一種是有機(jī)絕緣涂層，一種是有機(jī)絕緣涂層。
無機(jī)側(cè)面絕緣層釉具有結(jié)合牢、耐老化的特點(diǎn)，在不影響電阻片本身伏安特性的前提下，可提高短波放電容量，改善耐潮、耐電弧、耐電暈性能；無機(jī)側(cè)面絕緣層釉使用溫度高，擴(kuò)大了氧化鋅電阻片的使用范圍。有機(jī)涂層主要以環(huán)氧涂料和有機(jī)硅涂料為主。環(huán)氧涂料是由絕緣性能良好的環(huán)氧樹脂和固化劑作為絕緣基體，加入適量的填料(調(diào)節(jié)膨脹系數(shù))，稀釋劑(調(diào)整釉漿稠度)以及著色劑等組成。環(huán)氧系有機(jī)物，是常見的電阻片側(cè)面絕緣材料，具有優(yōu)良的成型特性，易與固體或其它物體混合，粘結(jié)度很高，收縮性較小。還具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、對(duì)各種化學(xué)藥品有優(yōu)異的抵抗能力，有較小的吸水率和優(yōu)良的電絕緣性能，在一定程度上加強(qiáng)了側(cè)面絕緣強(qiáng)度。
但是，傳統(tǒng)的方法中，單獨(dú)采用無機(jī)或有機(jī)絕緣涂層，均存在各自的缺陷，如無機(jī)涂層憎水性弱，可能因吸潮而降低絕緣性能，而有機(jī)涂層耐高溫性能較差，與電阻片基體結(jié)合不緊密，很多新開發(fā)的有機(jī)涂層在這方面稍微有所改善，但是相對(duì)價(jià)格昂貴，從而限制了其大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。
為改進(jìn)以上問題，本發(fā)明采用納米技術(shù)工藝，先在電阻片側(cè)面制備一層致密均勻的無機(jī)絕緣涂層，然后在無機(jī)涂層表層涂布一種新型有機(jī)改性復(fù)合涂層，從而獲得具有耐大電流沖擊性能的無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絕緣涂層。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是采用納米技術(shù)工藝，提供一種可耐大電流沖擊的無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絕緣涂層的制備方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案，其主要特征包含以下制備工藝過程和步驟(1)配方按摩爾百分比配制，具體組分包含=ZnO:75-83%, SiO2 :7-12%, Al2O3 :3_7%， Fe2O3 0. 5-5%，WO3 :1_4%，以上各原料均為納米級(jí)，平均粒徑為20_50nm ；(2)按以上配方稱取各原料，然后放入球磨機(jī)中濕磨10-1 ,粉磨后的漿料放置在 70°C烘箱中烘干池；(3)將上步制備的粉體，加入3wt%的甲基纖維素，混合均勻，然后涂布于電阻片側(cè)面， 厚度約0. 1-0. 4mm，涂布完成后放入加熱爐加熱60-100min，溫度控制為900-1000°C ；(4)按重量百分比，在有機(jī)硅涂料中加入納米Al2O3粉體，有機(jī)硅涂料:Al2O3粉體為 20:1，將兩者放入球磨機(jī)中球磨8-10h ；(5)將上步球磨后的有機(jī)硅復(fù)合涂料均勻涂布于已燒結(jié)完畢的電阻片無機(jī)涂層表面， 厚度約0. 1-0. 3mm，涂布完成后放入加熱爐加熱60-120min，溫度控制為200-30(TC，從而獲得可耐大電流沖擊的無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絕緣涂層。
本發(fā)明所使用的原料均為納米粉體，有利于形成均勻致密的無機(jī)涂層，此外，改性后的有機(jī)涂層，具有良好的憎水性，同時(shí)克服耐高溫性能不足等缺點(diǎn)，無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絕緣涂層，結(jié)合力緊密，具有耐大電流沖擊等優(yōu)異性能。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的具體實(shí)施敘述于下 實(shí)施例1(1)配方按摩爾百分比配制，具體組分包含=ZnO78%, SiO2 :11%，Al2O3 :5%，F(xiàn)e2O3 :3%， WO3 3%,以上各原料均為納米級(jí)，平均粒徑為40nm ；(2)按以上配方稱取各原料，然后放入球磨機(jī)中濕磨10h，粉磨后的漿料放置在70°C烘箱中烘干池；(3)將上步制備的粉體，加入質(zhì)量百分比3%的甲基纖維素，混合均勻，然后涂布于電阻片側(cè)面，厚度約0. 2mm，涂布完成后放入加熱爐加熱lOOmin，溫度控制為1000°C ；(4)按重量百分比，在有機(jī)硅涂料中加入納米Al2O3粉體，有機(jī)硅涂料=Al2O3粉體為 20:1，將兩者放入球磨機(jī)中球磨；(5)將上步球磨后的有機(jī)硅復(fù)合涂料均勻涂布于已燒結(jié)完畢的電阻片無機(jī)涂層表面， 厚度約0. 2mm，涂布完成后放入加熱爐加熱120min，溫度控制為300°C，從而獲得可耐大電流沖擊的無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絕緣涂層。
對(duì)復(fù)合涂層進(jìn)行電學(xué)性能測試，結(jié)果列于表1中。
實(shí)施例2(1)配方按摩爾百分比配制，具體組分包含=ZnO80%, SiO2 9%, Al2O3 :5%，F(xiàn)e2O3 :3%， WO3 3%,以上各原料均為納米級(jí)，平均粒徑為40nm ；(2)按以上配方稱取各原料，然后放入球磨機(jī)中濕磨10h，粉磨后的漿料放置在70°C烘箱中烘干池；(3)將上步制備的粉體，加入質(zhì)量百分比3%的甲基纖維素，混合均勻，然后涂布于電阻片側(cè)面，厚度約0. 2mm，涂布完成后放入加熱爐加熱lOOmin，溫度控制為1000°C ；(4)按重量百分比，在有機(jī)硅涂料中加入納米Al2O3粉體，有機(jī)硅涂料=Al2O3粉體為 20:1，將兩者放入球磨機(jī)中球磨；(5)將上步球磨后的有機(jī)硅復(fù)合涂料均勻涂布于已燒結(jié)完畢的電阻片無機(jī)涂層表面， 厚度約0. 2mm，涂布完成后放入加熱爐加熱120min，溫度控制為300°C，從而獲得可耐大電流沖擊的無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絕緣涂層。
對(duì)復(fù)合涂層進(jìn)行電學(xué)性能測試，結(jié)果列于表1中。
權(quán)利要求
1. 一種耐大電流沖擊的無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絕緣涂層的制備方法，其特征在于該方法具有以下工藝步驟(1)配方按摩爾百分比配制，具體組分包含=ZnO:75-83%, SiO2 :7-12%, Al2O3 :3_7%， Fe2O3 0. 5-5%，WO3 :1_4%，以上各原料均為納米級(jí)，平均粒徑為20_50nm ；(2)按以上配方稱取各原料，然后放入球磨機(jī)中濕磨10-1 ,粉磨后的漿料放置在 70°C烘箱中烘干池；(3)將上步制備的粉體，加入3wt%的甲基纖維素，混合均勻，然后涂布于電阻片側(cè)面， 厚度約0. 1-0. 4mm，涂布完成后放入加熱爐加熱60-100min，溫度控制為900-1000°C ；(4)按重量百分比，在有機(jī)硅涂料中加入納米Al2O3粉體，有機(jī)硅涂料=Al2O3粉體為 20:1，將兩者放入球磨機(jī)中球磨8-10h ；(5)將上步球磨后的有機(jī)硅復(fù)合涂料均勻涂布于已燒結(jié)完畢的電阻片無機(jī)涂層表面， 厚度約0. 1-0. 3mm，涂布完成后放入加熱爐加熱60-120min，溫度控制為200-30(TC，從而獲得可耐大電流沖擊的無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絕緣涂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐大電流沖擊的無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絕緣涂層的制備方法，屬于電阻片用絕緣涂層制備技術(shù)領(lǐng)域。其特點(diǎn)在于先在電阻片表面制備一層致密均勻的無機(jī)絕緣涂層，原料包括ZnO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、WO3，各原料均為納米粉體，在有機(jī)硅涂料加入納米Al2O3改性，然后涂布于制備完成的無機(jī)涂層表面，燒結(jié)，從而獲得所需的無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絕緣涂層。該涂層綜合電學(xué)性能優(yōu)異，具有很高的耐大電流沖擊性能和很強(qiáng)的附著力。
文檔編號(hào)C04B41/89GK102503582SQ201110344588
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者姚政, 張磊, 施利毅, 蔣繼波, 鐘慶東 申請(qǐng)人:上海大學(xué)