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一种电力拉线绝缘子制造加工工艺的制作方法

时间:2022-02-03 阅读: 作者:专利查询


1.本发明涉及绝缘子领域,具体涉及一种电力拉线绝缘子制造加工工艺。


背景技术:

2.绝缘子是一种特殊的绝缘控件,能够在架空输电线路中起到重要作用。绝缘子多用于电线杆,慢慢发展于高型高压电线连接塔的一端挂了很多盘状的绝缘体,它是为了增加爬电距离的,通常由玻璃或陶瓷制成,就叫绝缘子。绝缘子在架空输电线路中起着两个基本作用,即支撑导线和防止电流回地,这两个作用必须得到保证,绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效,否则绝缘子就不会产生重大的作用,就会损害整条线路的使用和运行寿命。在配电线路拉线上安装绝缘子可以有效避免拉线意外带电的问题,实现拉线和地面的绝缘。拉线绝缘子有瓷拉线绝缘子跟复合拉线绝缘子两种。
3.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,绝缘子大多用于室外甚至野外环境,所以还要求绝缘子产品能够适应复杂的环境条件。现有技术中的绝缘子存在机械强度性能一般,在使用中容易出现开裂、机械、电气性能下降等问题,严重影响产品的质量稳定性,无法完全满足高速电力的需求。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供一种电力拉线绝缘子制造加工工艺。
5.本发明的技术解决方案如下:
6.一种电力拉线绝缘子制造加工工艺,包括以下步骤:
7.s1、称取以下重量的原料:左云土12~20份、铝矾土/改性气相法白炭复合材料24~30份、花岗岩粉2~6份、纳米氮化硼4~8份、云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料12~20份、片层云母5~11份、钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料3~7份、改性膨润土1~5份、氧化锌/硅橡胶复合材料2~4份、烧结助剂3~7份;
8.s2、将烧结助剂外的各物料先进行预混,得预混料,然后置于球磨机中加入水进行球磨,得混合料;其中,预混料与水的质量比为1:1.1~1.2,球磨时间为10~15h;
9.s3、将得到的混合料过筛、除铁;之后再依次进行榨泥、陈腐、真空练泥、成形、修坯和干燥,得坯件;
10.s3、将所得坯件进行预烧,预烧温度为500~550℃,保温30~40min,得预烧物料;
11.s4、将预烧物料转移至粉碎装置中,至粒径不超过1μm,得粉碎物料;
12.s5、将粉碎物料与烧结助剂置于压模机进行压制,得压制物料;
13.s6、将压制物料烧结,即得烧结瓷坯。
14.优选地,所述步骤s6包括:将压制物料先以12~15℃/min的升温速度升温至860~950℃,保温50~70min,然后以8~13℃/min的升温速度升温至1150~1250℃,保温60~
80min;再以6~8℃/min的升温速度升温至1550~1650℃,保温60~80min;再以3~5℃/min的降温速度降温至1350~1450℃,保温20~40min,之后随炉冷却至室温,即得烧结瓷坯。
15.优选地,所述步骤s1中,氧化锌/硅橡胶复合材料的制备方法包括:将粒径大小为2~10μm的氧化锌加入到硅橡胶中,氧化锌与硅橡胶的质量比为0.3~0.4:1,以频率为200hz~500hz,功率为100~200w超声分散30~60min。
16.优选地,所述步骤s1中,改性膨润土的制备方法包括:将1g膨润土加入5~10ml蒸馏水中,置于冰水浴条件下,搅拌同时加入0.3~0.4ml浓盐酸,滴入1.5~1.8ml浓度为1.5mol/l的ticl4溶液,然后继续加入1~1.2ml浓度为1.5mol/l的硫酸铵溶液,混合搅拌,将混合物水浴加热至85~88℃,并保温30~40min;然后滴加配制好的氨水溶液至ph至6.5~6.8,过滤、洗涤,在80℃下干燥,即得到改性膨润土。
17.优选地,所述步骤s1中,所述铝矾土/改性气相法白炭复合材料的制备方法包括:将1质量份改性气相法白炭黑加入到10~20质量份铝矾土中,混合均匀后置于研磨机中研磨2~3h,得混合料;将混合料置于马弗炉中,在820~860℃下煅烧2~3h,随炉冷却至室温后,研磨,得到铝矾土/改性气相法白炭复合材料复合材料。
18.优选地,所述改性气相法白炭黑的制备方法包括:取1g干燥后气相法白炭黑与1~1.5ml无水乙醇混合,缓慢加入0.05~0.07ml乙烯基三乙氧基硅烷、0.06~0.08ml二苯基二甲氧基硅烷混合均匀,调节ph至7,45~48℃恒温搅拌10~20h,在100℃真空下脱除低分子物质,然后冷却至室温,离心,在50~60℃下真空干燥,制得改性气相法白炭黑;
19.优选地,所述云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料的制备方法包括:将1质量份改性纳米碳酸钙加入到15~25质量份云母粉中,混合均匀后置于研磨机中研磨2~3h,得混合料;将混合料置于马弗炉中,先升温至280~300℃煅烧2~3h,然后升温至800~850℃下煅烧2~3h,随炉冷却至室温后,研磨,得到云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料;
20.优选地,所述改性纳米碳酸钙的制备方法包括:将1g硫酸钛溶于120~150ml蒸馏水中;继续加入1g碳酸钙,于室温下振荡,抽滤,得到产物;将1g产物和5~6g尿素溶于45~50g蒸馏水,加入0.001~0.002g硬脂醇硫酸钠,在85~95℃搅拌条件下,逐滴加入10~12g硫酸钛溶液,滴加结束后继续反应60~80min,经冷却、抽滤、洗涤至滤液用氯化钡检测无沉淀生成,于85~90℃干燥8~10h,得到改性纳米碳酸钙。
21.优选地,钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料的制备方法包括:将7~8g钛酸钾晶须加入0.07~0.08g硅烷偶联剂中进行改性处理,干燥,得到改性钛酸钾晶须;将1~1.4g木质素纤维和1.5~1.9g椰壳纤维复合材料和加入30~40ml乙醇中,超声分散40~60min,继续加入改性钛酸钾晶须,超声分散30~40min,干燥,得钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料。
22.优选地,所述烧结助剂由硅酸钠、氧化钙按质量比1:0.5~0.6混合制成。
23.本发明至少具有以下有益效果之一:
24.本发明在制备瓷绝缘子时先进行预烧,以将原料中水被初步排出,且坯件中的一些无机、有机物以及碳元素发生氧化反应或分解反应,形成初步烧制绝缘子件;然后将初步烧结后的物料进行粉碎,以使物料混合更均匀-,然后再进行压制和烧结,在烧结时,先升温烧结,并保温一段时间,原料中水进一步被排出,且发生的收缩结合石英的晶型转化时发生的体积变大,可缓解坯件体积变化。然后在继续升温烧结,并保温一段时间,使其中未烧结
的成分进一步烧结,以缓解坯件体积变化;再继续升温烧结,并保温一段时间,使原料继续烧结,各成分之间完全反应;然后再稍微降温并保温一段时间,使制备得到的瓷绝缘子瓷件整体结构紧密,组织均匀稳定,本发明合理控制烧结时各阶段的温度,使瓷绝缘子瓷件的综合性能优异。
25.本发明以左云土、铝矾土/改性气相法白炭复合材料、花岗岩粉、纳米氮化硼、云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料、片层云母、钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料、改性膨润土、氧化锌/硅橡胶复合材料、烧结助剂为原料制备绝缘子,其中,通过将改性气相法白炭黑分散在铝矾土中形成铝矾土/改性气相法白炭复合材料,使改性气相法白炭黑高度分散在坯件中,并经过烧结后可使晶粒范围适宜,提高了铝矾土/改性气相法白炭复合材料与其他原料的粘结性能,有效提高瓷件的强度和硬度;同时通过对气相法白炭黑进行改性处理,减少了气相法白炭黑的团聚,使气相法白炭黑能够均匀分散在其他物料中。通过对纳米碳酸钙进行表面处理,不仅在纳米碳酸钙形成了二氧化钛,形成纳米碳酸钙/二氧化钛复合材料,而且对纳米碳酸钙/二氧化钛复合材料进行了表面改性,减少了复合材料的团聚,并通过将云母粉包覆改性纳米碳酸钙,可以使改性纳米碳酸钙均匀分散在云母粉中,在烧结时,使纳米碳酸钙/二氧化钛复合材料与其它成分的粘结性能加强,有效增强瓷件的强度以及耐候性能。通过对钛酸钾晶须进行改性,提高了钛酸钾晶须的分散性,通过改性后的钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料,使木质素纤维和椰壳纤维均匀分散在钛酸钾晶须中,从而使得钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料能够最终均匀分散在其他原料中,可显著提高绝缘子产品的机械强度以及与釉料的结合力等;片层云母能够在原料表面附近取向排列,形成砌砖结构,在烧结时燃烧时与其他原料中的sio2产生致密的坚硬共晶陶瓷层,不仅能够提高绝缘子的机械强度,而且能够阻隔氧气进入,提高绝缘子的阻燃效果。通过花岗岩粉的膨胀效应能够抵消绝缘子基体材料的收缩或者制品的烧成收缩,使绝缘子具有高温体积相对稳定,抗热震性好和抗蠕变性能更好。通过将氧化锌分散在硅橡胶中,形成氧化锌/硅橡胶复合材料,可提高绝缘子的抗张强度和抗弯强度,提高机械强度高,抗冲击性能、防震和防脆断性能,并能够显著改善绝缘子电场分布的不均匀性。
具体实施方式
26.下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明,但本发明不仅局限于以下具体实施例。
27.实施例1
28.一种电力拉线绝缘子制造加工工艺,包括以下步骤:
29.s1、称取以下重量的原料:左云土12份、铝矾土/改性气相法白炭复合材料24份、花岗岩粉2份、纳米氮化硼4份、云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料12份、片层云母5份、钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料3份、改性膨润土1份、氧化锌/硅橡胶复合材料2份、烧结助剂3份;
30.其中,氧化锌/硅橡胶复合材料的制备方法包括:将粒径大小为2~10μm的氧化锌加入到硅橡胶中,氧化锌与硅橡胶的质量比为0.3:1,以频率为200hz,功率为100w超声分散60min。
31.其中,改性膨润土的制备方法包括:将1g膨润土加入5ml蒸馏水中,置于冰水浴条件下,搅拌同时加入0.3ml浓盐酸,滴入1.5ml浓度为1.5mol/l的ticl4溶液,然后继续加入1ml浓度为1.5mol/l的硫酸铵溶液,混合搅拌,将混合物水浴加热至85℃,并保温30min;然后滴加配制好的氨水溶液至ph至6.5,过滤、洗涤,在80℃下干燥,即得到改性膨润土。
32.其中,所述铝矾土/改性气相法白炭复合材料的制备方法包括:将1份改性气相法白炭黑加入到10份铝矾土中,混合均匀后置于研磨机中研磨2h,得混合料;将混合料置于马弗炉中,在820℃下煅烧2h,随炉冷却至室温后,研磨,得到铝矾土/改性气相法白炭复合材料复合材料。
33.所述改性气相法白炭黑的制备方法包括:取1g干燥后气相法白炭黑与1ml无水乙醇混合,缓慢加入0.05ml乙烯基三乙氧基硅烷、0.06ml二苯基二甲氧基硅烷混合均匀,调节ph至7,45℃恒温搅拌20h,在100℃真空下脱除低分子物质,然后冷却至室温,离心,在50℃下真空干燥,制得改性气相法白炭黑;
34.其中,所述云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料的制备方法包括:将1质量份改性纳米碳酸钙加入到15质量份云母粉中,混合均匀后置于研磨机中研磨2h,得混合料;将混合料置于马弗炉中,先升温至280℃煅烧2h,然后升温至800℃下煅烧2h,随炉冷却至室温后,研磨,得到云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料;
35.所述改性纳米碳酸钙的制备方法包括:将1g硫酸钛溶于120ml蒸馏水中;继续加入1g碳酸钙,于室温下振荡,抽滤,得到产物;将1g产物和5g尿素溶于45g蒸馏水,加入0.001g硬脂醇硫酸钠,在85℃搅拌条件下,逐滴加入10g硫酸钛溶液,滴加结束后继续反应60min,经冷却、抽滤、洗涤至滤液用氯化钡检测无沉淀生成,于85℃干燥8h,得到改性纳米碳酸钙。
36.其中,钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料的制备方法包括:将7g钛酸钾晶须加入0.07g硅烷偶联剂中进行改性处理,干燥,得到改性钛酸钾晶须;将1g木质素纤维和1.5g椰壳纤维复合材料和加入30ml份乙醇中,超声分散40min,继续加入改性钛酸钾晶须,超声分散30min,干燥,得钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料。
37.其中,烧结助剂由硅酸钠、氧化钙按质量比1:0.5混合制成。
38.s2、将烧结助剂外的各物料先进行预混,得预混料,然后置于球磨机中加入水进行球磨,得混合料;其中,预混料与水的质量比为1:1.1,球磨时间为10h;
39.s3、将得到的混合料过筛、除铁;之后再依次进行榨泥、陈腐、真空练泥、成形、修坯和干燥,得坯件;
40.s3、将所得坯件进行预烧,预烧温度为500℃,保温40min,得预烧物料;
41.s4、将预烧物料转移至粉碎装置中,至粒径不超过1μm,得粉碎物料;
42.s5、将粉碎物料与烧结助剂置于压模机进行压制,得压制物料;
43.s6、将压制物料先以12℃/min的升温速度升温至860℃,保温50min,然后以8℃/min的升温速度升温至1150℃,保温60min;再以6℃/min的升温速度升温至1550℃,保温60min;再以3℃/min的降温速度降温至1350℃,保温20min,之后随炉冷却至室温,即得烧结瓷坯。
44.实施例2
45.一种电力拉线绝缘子制造加工工艺,包括以下步骤:
46.s1、称取以下重量的原料:左云土14份、铝矾土/改性气相法白炭复合材料26份、花
岗岩粉3份、纳米氮化硼5份、云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料14份、片层云母6份、钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料4份、改性膨润土2份、氧化锌/硅橡胶复合材料2.5份、烧结助剂4份;
47.其中,氧化锌/硅橡胶复合材料的制备方法包括:将粒径大小为2~10μm的氧化锌加入到硅橡胶中,氧化锌与硅橡胶的质量比为0.3:1,以频率为300hz,功率为120超声分散30~60min。
48.其中,改性膨润土的制备方法包括:将1g膨润土加入6ml蒸馏水中,置于冰水浴条件下,搅拌同时加入0.3ml浓盐酸,滴入1.6ml浓度为1.5mol/l的ticl4溶液,然后继续加入1ml浓度为1.5mol/l的硫酸铵溶液,混合搅拌,将混合物水浴加热至86℃,并保温30min;然后滴加配制好的氨水溶液至ph至6.6,过滤、洗涤,在80℃下干燥,即得到改性膨润土。
49.其中,所述铝矾土/改性气相法白炭复合材料的制备方法包括:将1质量份改性气相法白炭黑加入到10质量份铝矾土中,混合均匀后置于研磨机中研磨2h,得混合料;将混合料置于马弗炉中,在830℃下煅烧2h,随炉冷却至室温后,研磨,得到铝矾土/改性气相法白炭复合材料复合材料。
50.所述改性气相法白炭黑的制备方法包括:取1g干燥后气相法白炭黑与1.2ml无水乙醇混合,缓慢加入0.05ml乙烯基三乙氧基硅烷、0.07ml二苯基二甲氧基硅烷混合均匀,调节ph至7,46℃恒温搅拌12h,在100℃真空下脱除低分子物质,然后冷却至室温,离心,在52℃下真空干燥,制得改性气相法白炭黑;
51.其中,所述云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料的制备方法包括:将1质量份改性纳米碳酸钙加入到18质量份云母粉中,混合均匀后置于研磨机中研磨2.5h,得混合料;将混合料置于马弗炉中,先升温至290℃煅烧2.5h,然后升温至810℃下煅烧2.5h,随炉冷却至室温后,研磨,得到云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料;
52.所述改性纳米碳酸钙的制备方法包括:将1g硫酸钛溶于130ml蒸馏水中;继续加入1g碳酸钙,于室温下振荡,抽滤,得到产物;将1g产物和5g尿素溶于45g蒸馏水,加入0.001g硬脂醇硫酸钠,在87℃搅拌条件下,逐滴加入10.5g硫酸钛溶液,滴加结束后继续反应65min,经冷却、抽滤、洗涤至滤液用氯化钡检测无沉淀生成,于86℃干燥8h,得到改性纳米碳酸钙。
53.钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料的制备方法包括:将7g钛酸钾晶须加入0.07g硅烷偶联剂中进行改性处理,干燥,得到改性钛酸钾晶须;将1.1g木质素纤维和1.6g椰壳纤维复合材料和加入35ml乙醇中,超声分散40min,继续加入改性钛酸钾晶须,超声分散30min,干燥,得钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料。
54.其中,烧结助剂由硅酸钠、氧化钙按质量比1:0.5混合制成。
55.s2、将烧结助剂外的各物料先进行预混,得预混料,然后置于球磨机中加入水进行球磨,得混合料;其中,预混料与水的质量比为1:1.1,球磨时间为11h;
56.s3、将得到的混合料过筛、除铁;之后再依次进行榨泥、陈腐、真空练泥、成形、修坯和干燥,得坯件;
57.s3、将所得坯件进行预烧,预烧温度为510℃,保温30min,得预烧物料;
58.s4、将预烧物料转移至粉碎装置中,至粒径不超过1μm,得粉碎物料;
59.s5、将粉碎物料与烧结助剂置于压模机进行压制,得压制物料;
60.s6、将压制物料先以13℃/min的升温速度升温至880℃,保温55min,然后以9℃/min的升温速度升温至1180℃,保温65min;再以7℃/min的升温速度升温至1580℃,保温65min;再以3℃/min的降温速度降温至1380℃,保温40min,之后随炉冷却至室温,即得烧结瓷坯。
61.实施例3
62.一种电力拉线绝缘子制造加工工艺,包括以下步骤:
63.s1、称取以下重量的原料:左云土16份、铝矾土/改性气相法白炭复合材料28份、花岗岩粉4份、纳米氮化硼6份、云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料16份、片层云母8份、钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料5份、改性膨润土3份、氧化锌/硅橡胶复合材料3份、烧结助剂5份;
64.其中,氧化锌/硅橡胶复合材料的制备方法包括:将粒径大小为2~10μm的氧化锌加入到硅橡胶中,氧化锌与硅橡胶的质量比为0.35:1,以频率为400hz,功率为150w超声分散45min。
65.其中,改性膨润土的制备方法包括:将1g膨润土加入8ml蒸馏水中,置于冰水浴条件下,搅拌同时加入0.35ml浓盐酸,滴入1.6ml浓度为1.5mol/l的ticl4溶液,然后继续加入1.1ml浓度为1.5mol/l的硫酸铵溶液,混合搅拌,将混合物水浴加热至86℃,并保温35min;然后滴加配制好的氨水溶液至ph至6.7,过滤、洗涤,在80℃下干燥,即得到改性膨润土。
66.其中,所述铝矾土/改性气相法白炭复合材料的制备方法包括:将1质量份改性气相法白炭黑加入到15质量份铝矾土中,混合均匀后置于研磨机中研磨2.5h,得混合料;将混合料置于马弗炉中,在840℃下煅烧2.5h,随炉冷却至室温后,研磨,得到铝矾土/改性气相法白炭复合材料复合材料。
67.所述改性气相法白炭黑的制备方法包括:取1g干燥后气相法白炭黑与1.2ml无水乙醇混合,缓慢加入0.06ml乙烯基三乙氧基硅烷、0.07ml二苯基二甲氧基硅烷混合均匀,调节ph至7,47℃恒温搅拌15h,在100℃真空下脱除低分子物质,然后冷却至室温,离心,在55℃下真空干燥,制得改性气相法白炭黑;
68.其中,所述云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料的制备方法包括:将1质量份改性纳米碳酸钙加入到20质量份云母粉中,混合均匀后置于研磨机中研磨2.5h,得混合料;将混合料置于马弗炉中,先升温至290℃煅烧2.5h,然后升温至830℃下煅烧2.5h,随炉冷却至室温后,研磨,得到云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料;
69.所述改性纳米碳酸钙的制备方法包括:将1g硫酸钛溶于120~150ml蒸馏水中;继续加入1g碳酸钙,于室温下振荡,抽滤,得到产物;将1g产物和5.5g尿素溶于蒸馏48g水,加入0.0015g硬脂醇硫酸钠,在90℃搅拌条件下,逐滴加入11g硫酸钛溶液,滴加结束后继续反应70min,经冷却、抽滤、洗涤至滤液用氯化钡检测无沉淀生成,于87℃干燥9h,得到改性纳米碳酸钙。
70.钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料的制备方法包括:将7.5g钛酸钾晶须加入0.075g硅烷偶联剂中进行改性处理,干燥,得到改性钛酸钾晶须;将1.2g木质素纤维和1.7g椰壳纤维复合材料和加入35ml乙醇中,超声分散50min,继续加入改性钛酸钾晶须,超声分散35min,干燥,得钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料。
71.其中,烧结助剂由硅酸钠、氧化钙按质量比1:0.55混合制成。
72.s2、将烧结助剂外的各物料先进行预混,得预混料,然后置于球磨机中加入水进行球磨,得混合料;其中,预混料与水的质量比为1:1.1,球磨时间为13h;
73.s3、将得到的混合料过筛、除铁;之后再依次进行榨泥、陈腐、真空练泥、成形、修坯和干燥,得坯件;
74.s3、将所得坯件进行预烧,预烧温度为530℃,保温35min,得预烧物料;
75.s4、将预烧物料转移至粉碎装置中,至粒径不超过1μm,得粉碎物料;
76.s5、将粉碎物料与烧结助剂置于压模机进行压制,得压制物料;
77.s6、将压制物料先以14℃/min的升温速度升温至900℃,保温60min,然后以10℃/min的升温速度升温至1200℃,保温70min;再以7℃/min的升温速度升温至1600℃,保温70min;再以4℃/min的降温速度降温至1400℃,保温30min,之后随炉冷却至室温,即得烧结瓷坯。
78.实施例4
79.一种电力拉线绝缘子制造加工工艺,包括以下步骤:
80.s1、称取以下重量的原料:左云土18份、铝矾土/改性气相法白炭复合材料28份、花岗岩粉5份、纳米氮化硼7份、云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料18份、片层云母10份、钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料6份、改性膨润土4份、氧化锌/硅橡胶复合材料3.5份、烧结助剂6份;
81.其中,氧化锌/硅橡胶复合材料的制备方法包括:将粒径大小为2~10μm的氧化锌加入到硅橡胶中,氧化锌与硅橡胶的质量比为0.4:1,以频率为2400hz,功率为200w超声分散50min。
82.其中,改性膨润土的制备方法包括:将1g膨润土加入9ml蒸馏水中,置于冰水浴条件下,搅拌同时加入0.4ml浓盐酸,滴入1.8ml浓度为1.5mol/l的ticl4溶液,然后继续加入1.2ml浓度为1.5mol/l的硫酸铵溶液,混合搅拌,将混合物水浴加热至88℃,并保温40min;然后滴加配制好的氨水溶液至ph至6.8,过滤、洗涤,在80℃下干燥,即得到改性膨润土。
83.其中,所述铝矾土/改性气相法白炭复合材料的制备方法包括:将1质量份改性气相法白炭黑加入到18质量份铝矾土中,混合均匀后置于研磨机中研磨2.5h,得混合料;将混合料置于马弗炉中,在850℃下煅烧2.5h,随炉冷却至室温后,研磨,得到铝矾土/改性气相法白炭复合材料复合材料。
84.所述改性气相法白炭黑的制备方法包括:取1g干燥后气相法白炭黑与1.4ml无水乙醇混合,缓慢加入0.06ml乙烯基三乙氧基硅烷、0.06ml二苯基二甲氧基硅烷混合均匀,调节ph至7,47℃恒温搅拌18h,在100℃真空下脱除低分子物质,然后冷却至室温,离心,在58℃下真空干燥,制得改性气相法白炭黑;
85.其中,所述云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料的制备方法包括:将1质量份改性纳米碳酸钙加入到22质量份云母粉中,混合均匀后置于研磨机中研磨3h,得混合料;将混合料置于马弗炉中,先升温至300℃煅烧3h,然后升温至840℃下煅烧3h,随炉冷却至室温后,研磨,得到云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料;
86.所述改性纳米碳酸钙的制备方法包括:将1g硫酸钛溶于150ml蒸馏水中;继续加入1g碳酸钙,于室温下振荡,抽滤,得到产物;将1g产物和6g尿素溶于50ml蒸馏水,加入0.002g硬脂醇硫酸钠,在95℃搅拌条件下,逐滴加入硫酸钛溶液,滴加结束后继续反应80min,经冷
却、抽滤、洗涤至滤液用氯化钡检测无沉淀生成,于90℃干燥8h,得到改性纳米碳酸钙。
87.钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料的制备方法包括:将7g钛酸钾晶须加入0.08g硅烷偶联剂中进行改性处理,干燥,得到改性钛酸钾晶须;将1.4g木质素纤维和1.5g椰壳纤维复合材料和加入40ml乙醇中,超声分散60min,继续加入改性钛酸钾晶须,超声分散40min,干燥,得钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料。
88.其中,烧结助剂由硅酸钠、氧化钙按质量比1:0.6混合制成。
89.s2、将烧结助剂外的各物料先进行预混,得预混料,然后置于球磨机中加入水进行球磨,得混合料;其中,预混料与水的质量比为1:1.2,球磨时间为15h;
90.s3、将得到的混合料过筛、除铁;之后再依次进行榨泥、陈腐、真空练泥、成形、修坯和干燥,得坯件;
91.s3、将所得坯件进行预烧,预烧温度为550℃,保温40min,得预烧物料;
92.s4、将预烧物料转移至粉碎装置中,至粒径不超过1μm,得粉碎物料;
93.s5、将粉碎物料与烧结助剂置于压模机进行压制,得压制物料;
94.s6、将压制物料先以15℃/min的升温速度升温至920℃,保温65min,然后以12℃/min的升温速度升温至1220℃,保温70min;再以8℃/min的升温速度升温至1620℃,保温70min;再以4℃/min的降温速度降温至1420℃,保温40min,之后随炉冷却至室温,即得烧结瓷坯。
95.实施例5
96.一种电力拉线绝缘子制造加工工艺,包括以下步骤:
97.s1、称取以下重量的原料:左云土20份、铝矾土/改性气相法白炭复合材料30份、花岗岩粉6份、纳米氮化硼8份、云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料20份、片层云母11份、钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料7份、改性膨润土5份、氧化锌/硅橡胶复合材料4份、烧结助剂7份;
98.其中,氧化锌/硅橡胶复合材料的制备方法包括:将粒径大小为10μm的氧化锌加入到硅橡胶中,氧化锌与硅橡胶的质量比为0.4:1,以频率为500hz,功率为200w超声分散60min。
99.其中,改性膨润土的制备方法包括:将1g膨润土加入10ml蒸馏水中,置于冰水浴条件下,搅拌同时加入0.4ml浓盐酸,滴入1.8ml浓度为1.5mol/l的ticl4溶液,然后继续加入1.2ml浓度为1.5mol/l的硫酸铵溶液,混合搅拌,将混合物水浴加热至88℃,并保温40min;然后滴加配制好的氨水溶液至ph至6.8,过滤、洗涤,在80℃下干燥,即得到改性膨润土。
100.其中,所述铝矾土/改性气相法白炭复合材料的制备方法包括:将1质量份改性气相法白炭黑加入到20质量份铝矾土中,混合均匀后置于研磨机中研磨3h,得混合料;将混合料置于马弗炉中,在860℃下煅烧3h,随炉冷却至室温后,研磨,得到铝矾土/改性气相法白炭复合材料复合材料。
101.所述改性气相法白炭黑的制备方法包括:取1g干燥后气相法白炭黑与1.5ml无水乙醇混合,缓慢加入0.07ml乙烯基三乙氧基硅烷、0.08ml二苯基二甲氧基硅烷混合均匀,调节ph至7,48℃恒温搅拌20h,在100℃真空下脱除低分子物质,然后冷却至室温,离心,在60℃下真空干燥,制得改性气相法白炭黑;
102.其中,所述云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料的制备方法包括:将1质量份改性
纳米碳酸钙加入到25质量份云母粉中,混合均匀后置于研磨机中研磨3h,得混合料;将混合料置于马弗炉中,先升温至300℃煅烧3h,然后升温至850℃下煅烧3h,随炉冷却至室温后,研磨,得到云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料;
103.所述改性纳米碳酸钙的制备方法包括:将1g硫酸钛溶于150ml蒸馏水中;继续加入1g碳酸钙,于室温下振荡,抽滤,得到产物;将1g产物和6g尿素溶于50ml蒸馏水,加入0.002g硬脂醇硫酸钠,在95℃搅拌条件下,逐滴加入12g硫酸钛溶液,滴加结束后继续反应80min,经冷却、抽滤、洗涤至滤液用氯化钡检测无沉淀生成,于90℃干燥10h,得到改性纳米碳酸钙。
104.钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料的制备方法包括:将8g钛酸钾晶须加入0.08g硅烷偶联剂中进行改性处理,干燥,得到改性钛酸钾晶须;将1.4g木质素纤维和1.9g椰壳纤维复合材料和加入40ml乙醇中,超声分散60min,继续加入改性钛酸钾晶须,超声分散40min,干燥,得钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料。
105.其中,烧结助剂由硅酸钠、氧化钙按质量比1:0.56混合制成。
106.s2、将烧结助剂外的各物料先进行预混,得预混料,然后置于球磨机中加入水进行球磨,得混合料;其中,预混料与水的质量比为1:1.2,球磨时间为15h;
107.s3、将得到的混合料过筛、除铁;之后再依次进行榨泥、陈腐、真空练泥、成形、修坯和干燥,得坯件;
108.s3、将所得坯件进行预烧,预烧温度为550℃,保温40min,得预烧物料;
109.s4、将预烧物料转移至粉碎装置中,至粒径不超过1μm,得粉碎物料;
110.s5、将粉碎物料与烧结助剂置于压模机进行压制,得压制物料;
111.s6、将压制物料先以15℃/min的升温速度升温至950℃,保温70min,然后以13℃/min的升温速度升温至1250℃,保温80min;再以8℃/min的升温速度升温至1650℃,保温80min;再以5℃/min的降温速度降温至1450℃,保温40min,之后随炉冷却至室温,即得烧结瓷坯。
112.对比例1
113.与实施例1的区别在于:配方中不添加铝矾土/改性气相法白炭复合材料、氧化锌/硅橡胶复合材料和改性膨润土。
114.对比例2
115.与实施例1的区别在于:配方中不添加云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料、钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料和片层云母。
116.对比例3
117.与实施例1的区别在于:制备方法中不进行步骤s4和步骤s5,步骤s6中,直接将预烧物料升温至1550℃,保温60min,之后随炉冷却至室温,即得烧结瓷坯。
118.测试
119.取实施例1~5以及对比例1~3制成额定电压10kv的相同规格的成品绝缘子,任意挑选每种成品100个,按照gb/t 16927.1-2011进行测试进行拉伸负荷试验、额定机械负荷试验以及弯曲负荷试验性能测试并记录合格率。其中外观检查观察产品表面是否平整、是否有裂痕等;拉伸负荷试验、额定机械负荷试验以及弯曲负荷试验均在环境温度20℃下进行,检查其在一定时间内的是否被破坏。其中,拉伸负荷试验是在35kn下持续60s;额定机械
负荷试验是在70kn下持续60s;弯曲负荷试验在7kn下持续10s。
120.测试结果见表1:
121.表1
122.项目35kn拉伸负荷试验70kn额定机械负荷试验7kn弯曲负荷试验实施例193%合格90%合格92%合格实施例296%合格93%合格95%合格实施例397%合格95%合格95%合格实施例498%合格96%合格97%合格实施例598%合格94%合格94%合格对比例157%合格54%合格56%合格对比例261%合格57%合格55%合格对比例371%合格68%合格65%合格
123.由表1可以看出,实施例1~5制得的绝缘子的拉伸负荷性能、机械负荷性能以及弯曲负荷性能均符合国家标准。将实施例1~5与对比例1~3比较可以看出,实施例1~5制得的绝缘子的拉伸负荷性能、机械负荷性能以及弯曲负荷性能均明显优于对比例1(配方中未添加铝矾土/改性气相法白炭复合材料、氧化锌/硅橡胶复合材料和改性膨润土)、对比例2(配方中未添加云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料、钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料和片层云母)以及对比例3(制备方法不同),由此说明,是否添加铝矾土/改性气相法白炭复合材料、氧化锌/硅橡胶复合材料、改性膨润土、云母粉包覆改性纳米碳酸钙复合材料、钛酸钾晶须包覆木质素纤维和椰壳纤维复合材料、片层云母以及制备方法均会影响制得的绝缘子的机械性能,而本发明通过选取合适配比的组分,并采用合适的制备方法,提高了绝缘子的机械性能,使得制得绝缘子具有高强度。
124.以上仅是本发明的特征实施范例,对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案,均落在本发明权利保护范围之内。