專利名稱：一種耐大電流沖擊的無機-有機復合絕緣涂層的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種耐大電流沖擊的無機-有機復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領域。
背景技術：
氧化鋅壓敏電阻片是一種功能型復合陶瓷材料，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，被廣泛的應用于電力輸送系統的保護設備避雷器中，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之一。當脈沖大電流的持續時間較短時，則會出現沿面閃絡破壞。因此，要提高電阻片耐受陡波大電流沖擊能力，必須通過涂覆側面絕緣保護層來解決沿面閃絡問題。目前，國內外大致有兩種側面絕緣保護方法，一種是有機絕緣涂層，一種是有機絕緣涂層。
無機側面絕緣層釉具有結合牢、耐老化的特點，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；無機側面絕緣層釉使用溫度高，擴大了氧化鋅電阻片的使用范圍。有機涂層主要以環氧涂料和有機硅涂料為主。環氧涂料是由絕緣性能良好的環氧樹脂和固化劑作為絕緣基體，加入適量的填料(調節膨脹系數)，稀釋劑(調整釉漿稠度)以及著色劑等組成。環氧系有機物，是常見的電阻片側面絕緣材料，具有優良的成型特性，易與固體或其它物體混合，粘結度很高，收縮性較小。還具有優良的化學穩定性、對各種化學藥品有優異的抵抗能力，有較小的吸水率和優良的電絕緣性能，在一定程度上加強了側面絕緣強度。
但是，傳統的方法中，單獨采用無機或有機絕緣涂層，均存在各自的缺陷，如無機涂層憎水性弱，可能因吸潮而降低絕緣性能，而有機涂層耐高溫性能較差，與電阻片基體結合不緊密，很多新開發的有機涂層在這方面稍微有所改善，但是相對價格昂貴，從而限制了其大規模的工業應用。
為改進以上問題，本發明采用納米技術工藝，先在電阻片側面制備一層致密均勻的無機絕緣涂層，然后在無機涂層表層涂布一種新型有機改性復合涂層，從而獲得具有耐大電流沖擊性能的無機-有機復合絕緣涂層。發明內容
本發明的目的，就是采用納米技術工藝，提供一種可耐大電流沖擊的無機-有機復合絕緣涂層的制備方法。
本發明采用的技術方案，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，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，在有機硅涂料中加入納米Al2O3粉體，有機硅涂料:Al2O3粉體為 20:1，將兩者放入球磨機中球磨8-10h ；(5)將上步球磨后的有機硅復合涂料均勻涂布于已燒結完畢的電阻片無機涂層表面， 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-有機復合絕緣涂層。
本發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涂層，此外，改性后的有機涂層，具有良好的憎水性，同時克服耐高溫性能不足等缺點，無機-有機復合絕緣涂層，結合力緊密，具有耐大電流沖擊等優異性能。
具體實施方式
本發明的具體實施敘述于下 實施例1(1)配方按摩爾百分比配制，具體組分包含=ZnO78%, SiO2 :11%，Al2O3 :5%，Fe2O3 :3%， WO3 3%,以上各原料均為納米級，平均粒徑為40nm ；(2)按以上配方稱取各原料，然后放入球磨機中濕磨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，加入質量百分比3%的甲基纖維素，混合均勻，然后涂布于電阻片側面，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，在有機硅涂料中加入納米Al2O3粉體，有機硅涂料=Al2O3粉體為 20:1，將兩者放入球磨機中球磨；(5)將上步球磨后的有機硅復合涂料均勻涂布于已燒結完畢的電阻片無機涂層表面， 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-有機復合絕緣涂層。
對復合涂層進行電學性能測試，結果列于表1中。
實施例2(1)配方按摩爾百分比配制，具體組分包含=ZnO80%, SiO2 9%, Al2O3 :5%，Fe2O3 :3%， WO3 3%,以上各原料均為納米級，平均粒徑為40nm ；(2)按以上配方稱取各原料，然后放入球磨機中濕磨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，加入質量百分比3%的甲基纖維素，混合均勻，然后涂布于電阻片側面，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，在有機硅涂料中加入納米Al2O3粉體，有機硅涂料=Al2O3粉體為 20:1，將兩者放入球磨機中球磨；(5)將上步球磨后的有機硅復合涂料均勻涂布于已燒結完畢的電阻片無機涂層表面， 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-有機復合絕緣涂層。
對復合涂層進行電學性能測試，結果列于表1中。
權利要求
1. 一種耐大電流沖擊的無機-有機復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，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，在有機硅涂料中加入納米Al2O3粉體，有機硅涂料=Al2O3粉體為 20:1，將兩者放入球磨機中球磨8-10h ；(5)將上步球磨后的有機硅復合涂料均勻涂布于已燒結完畢的電阻片無機涂層表面， 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-有機復合絕緣涂層。
全文摘要
本發明涉及一種耐大電流沖擊的無機-有機復合絕緣涂層的制備方法，屬于電阻片用絕緣涂層制備技術領域。其特點在于先在電阻片表面制備一層致密均勻的無機絕緣涂層，原料包括ZnO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、WO3，各原料均為納米粉體，在有機硅涂料加入納米Al2O3改性，然后涂布于制備完成的無機涂層表面，燒結，從而獲得所需的無機-有機復合絕緣涂層。該涂層綜合電學性能優異，具有很高的耐大電流沖擊性能和很強的附著力。
文檔編號C04B41/89GK102503582SQ201110344588
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者姚政, 張磊, 施利毅, 蔣繼波, 鐘慶東 申請人:上海大學