一种耐磨、防污釉料及其制备方法和应用与流程

2021-01-31 05:01:54|

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本发明涉及电瓷技术领域，特别涉及一种耐磨、防污釉料及其制备方法和应用。

背景技术：

电瓷是一类工业用陶瓷，主要指应用于电力工业系统的绝缘陶瓷，包括各种线路绝缘子瓷和电站用绝缘子瓷，以及其它带电体隔离或支持用的绝缘陶瓷。电瓷作为电力工业的重要基础器件，对其机械性能、电气性能、耐环境性能(冷热、防污、老化等)都有较高要求。而电瓷的表面都有一层电瓷用釉。电瓷釉耐磨性能的好坏，对电瓷绝缘性有较大影响；釉层耐磨性差，在大风沙的恶劣环境下，釉层会逐渐出现磨损，并破坏电瓷的绝缘性，增大输电损耗，出现漏电危险。而电瓷釉防污性能的好坏，会影响电力系统的安全性和可靠性；电瓷釉的防污性能差时，容易在釉层表面形成一层导电膜，进而在电力场作用下出现的强烈放电现象，可造成电网局部或大面积停电。

传统电瓷釉适合的烧成温度通常在1250℃以下，同时烧成后会出现针孔率高、釉面光泽差的问题，并影响到电瓷釉的耐磨性和防污性，使电瓷产品难以达到质量要求。

可见，现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种耐磨、防污釉料及其制备方法和应用，旨在解决传统电瓷釉烧成温度低，釉面玻化不完全而出现的釉面针孔率高，耐磨性和光泽度差的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种耐磨、防污釉料，该釉料所用原料及其重量比为：钾长石∶钠长石∶石英∶高岭土∶氧化铝∶滑石＝23-28∶20-25∶35-45∶3-6∶3-6∶2-4。

所述的耐磨、防污釉料中，所述石英为纯度达99.99wt％的磷石英粉，细度d50为0.5um；所述氧化铝为纯度达99.99wt％的氧化铝粉，且其细度d50为0.5um。

所述的耐磨、防污釉料中，所述滑石为纯度达99.5wt％的滑石粉，且其细度d50为1.0um。

所述的耐磨、防污釉料中，所述高岭土为粉状苏州高白高岭土，且其细度d50为0.3um。

进一步的，本发明还提供了一种所述的耐磨、防污釉料的制备方法，包括如下步骤：

s01.按所述电瓷釉的配比配料，与水混合，并依次进行球磨和砂磨处理，获得一号釉浆；

s02.取步骤s01中获得的一号釉浆烘干并煅烧处理；煅烧处理所获生成物与水混合，并进行球磨和砂磨处理，获得二号釉浆；所述二号釉浆和一号釉浆混合均匀，调节比重后得耐磨、防污釉料。

所述的耐磨、防污釉料的制备方法中，所述步骤s01中还包括配料后先将钾长石和钠长石煅烧制备霞石。

所述的耐磨、防污釉料的制备方法中，所述一号釉浆和二号釉浆的细度均为0.5um。

所述的耐磨、防污釉料的制备方法中，步骤s02中，二号釉浆掺有粘度调节液，所述粘度调节液包括聚乙二醇、聚乙烯醇和水。

所述的耐磨、防污釉料的制备方法中，步骤s02中，所述煅烧处理的温度为650℃。

此外，本发明还提供了一种所述的耐磨、防污釉料的应用，具体为：将釉浆比重为1.4-1.5，釉温为65℃的耐磨、防污釉料施加在电瓷坯体上；所述电瓷坯体的坯温为65-80℃，施釉后的电瓷坯体的烧成过程包括：4小时从室温升温至600℃，2.5小时从600℃升温至900℃，3小时从900℃升温至1300℃以及1300℃温度条件下保温1.5小时至2小时。

有益效果：

本发明提供了一种耐磨、防污釉料及其制备方法和应用，具有以下优点：

1.本发明解决了现有电瓷釉不适合于1250℃以上高温烧成的问题，拓宽了电瓷釉的使用范围，使釉料可以应用于烧制温度更高的电瓷产品；

2.本发明通过对原料的纯度和精细度进行把控，并借助釉料各组分的协同作用以及烧成制度的配合，能够使釉料烧成过程中完全玻化；施釉后的电瓷坯体入窑烧制后，釉面针孔少，耐磨、防污、耐高温性能优异，同时釉面的光泽度能够得到提高；避免了在大风沙的恶劣环境下，电瓷釉层容易出现磨损的情况发生，并且应用本发明的电瓷产品耐高压，确保了电力系统的安全运行；

3.本发明通过对制备方法进行改进，使釉料的性能达到最优。

具体实施方式

本发明提供了一种耐磨、防污釉料及其制备方法和应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种耐磨、防污釉料，该釉料所用原料及其重量比为：钾长石∶钠长石∶石英∶高岭土∶氧化铝∶滑石＝23-28∶20-25∶35-45：3-6∶3-6∶2-4。

石英是生产釉玻璃的主要成分，能够提高釉熔体的高温粘度和釉料的熔融温度，并提高釉面的耐磨性、耐腐蚀性及化学稳定性；而氧化铝能够提高釉面的硬度、耐酸碱度和稳定性，并提高釉熔体的高温粘度和釉料的熔融温度。高岭土是釉中氧化铝和石英的重要来源，釉中引入高岭土能够使坯体和釉层结合牢固。钾长石和钠长石是釉中熔剂的重要来源。钾长石的熔融温度较宽，有利于烧成的控制和避免产品变形。钠长石的熔融温度较窄，高温粘度较低，但对石英、黏土等物质的熔解能力较强，熔解速度块，使釉面光泽度高、透明度好。滑石，是釉中的高温助熔剂，能够提高釉层硬度、机械强度和抗风化能力及耐腐蚀性。

上述配比的釉料，通过各成分的协同作用，可使釉料的始融温度提高，更适合高温烧成；同时釉料烧成后，坯釉结合更加牢固，并且釉熔体能够100％完全玻化，釉面针孔少，耐磨、防污性能以及光泽度均有提高。

优选的，在配置釉料前，钾长石和钠长石可预先按上述配比混合，并将混合后的钾长石和钠长石经900℃煅烧处理，以得到霞石[kna3(aisio4)4]；再将霞石与其它配比的原料混合，以制备耐磨、防污釉料；霞石的助熔效果通常比单一钠长石和钾长石的助熔效果更好，因此釉料在烧成时玻化能够更加充分，有助于减少釉面气孔，并提高釉面的耐磨性。钾长石和钠长石预先进行煅烧处理，能够使长石矿物中有机份烧除，能够避免纯度不高的长石类矿物直接引入至釉料中，有助于提高釉料烧后的白度；同时，长石矿物中存在石英(sio2)，石英在煅烧处理过程中，因晶型变换会出现体积膨胀的情况，而通过煅烧处理能够使石英预先进行晶型转换，因此能够降低釉料的膨胀系数，使釉料烧成后釉层不会出现开裂的问题。此外，通过煅烧处理，使原料更易粉碎，便于釉料进行研磨。

进一步的，釉料所用原料中，所述石英为纯度达99.99wt％的磷石英粉，细度d50为0.5um；所述氧化铝为纯度达99.99wt％的氧化铝粉，且其细度d50为0.5um；所述高岭土为粉状苏州高白高岭土，且其细度d50为0.3um；所述滑石为纯度达99.5wt％的滑石粉，且其细度d50为1.0um。玻化完全，

本发明还提供了一种所述的耐磨、防污釉料的制备方法，包括如下步骤：

s01.按所述的耐磨、防污釉料的配比配料，与水混合，并依次对釉料进行球磨和砂磨处理，获得一号釉浆，并使一号釉浆的细度达到使用需求；

s02.取出部分步骤s01中获得的一号釉浆烘干并煅烧处理；煅烧处理所获生成物与水混合，并进行球磨和砂磨处理，获得细度符合使用需求的二号釉浆；所述二号釉浆和一号釉浆按比例混合均匀；其中，所述一号釉浆和二号釉浆的重量比为7:3，调节比重后得耐磨、防污釉料。

优选的，上述步骤s02中，所述煅烧处理温度为650℃，该煅烧温度能够去除釉中原料的结构水，同时可通过中低温煅烧处理对原料进一步提纯，进一步使釉料的整体性能达到最优。

优选的，所述的制备方法中，所述一号釉浆和二号釉浆的细度均为0.5um，通过优化釉浆的平均细度，有利于釉料在烧成时反应更充分，可提高釉料的玻化程度。

优选的，上述步骤s02中，二号釉浆掺入有粘度调节液，所述粘度调节液包括聚乙二醇、聚乙烯醇和水；所述粘度调节液中，所述聚乙二醇和聚乙烯醇的浓度比为8:2。聚乙二醇掺入釉料中能够增加釉浆的粘度，而聚乙烯醇能够对釉浆的粘度进行调整，使釉浆的粘度不会太高。通过引入粘度调节液，借助聚乙二醇、聚乙烯醇的协同作用，使釉浆的粘度适中，并可使受热的电瓷坯体上釉后，釉浆在坯体上干化，不会出现釉层脱落的情况，同时避免了因釉浆粘度太大而出现施釉装置无法正常施釉的情况发生。

上述步骤s02中，所获得的二号釉浆由一号釉浆烘干、煅烧并经球磨以及砂磨而得，同时其釉浆掺有粘度调节液，可使其釉浆颗粒的粒径分布与一号釉浆颗粒的粒径分布不同，通过按比例混合粒径分布不同的两种釉浆，能够使获得的耐磨、防污釉料在烧成时，利于釉层中的中小颗粒向大颗粒转换，使釉料反应过程中排气充分，减少釉面针孔。

本发明还提供了一种所述的耐磨、防污釉料的应用，具体为将釉浆比重为1.4-1.5，釉温为65℃的耐磨、防污釉料施加在电瓷坯体上；施釉时电瓷坯体的坯温为65-80℃的，电瓷坯体上釉层厚度为1-2mm。将施釉后的电瓷坯体入窑烧制，烧成曲线如下:4小时从室温升温至600℃，2.5小时从600℃升温至900℃，3小时从900℃升温至1300℃以及1300℃温度条件下保温1.5至2小时。施釉后的电瓷坯体入窑烧制后，釉面针孔少，且釉面的莫氏硬度7.5，耐磨性能好。将釉烧后的电瓷放在耐磨机上，釉面经高速运转的金刚砂冲击20次后，电瓷重量无明显变化，釉面耐磨性能好。并且釉烧后的电瓷放于柴油、石墨混合溶液中浸泡80次，用水冲洗后釉面污染物在釉面上无附着，釉面的防污性能优异；同时，将釉烧后未打腊的电瓷在光泽度检测机下检测，釉面光泽度均有提高可达85％以上。此外，釉层耐高温，在1400℃高温金属化实验中，对瓷件进行镀银，未见釉面积缩小，釉面蒸发，剥釉等缺陷。并进一步的，釉烧后的电瓷耐高压，将釉烧后的瓷件放在高压装置下进行耐高压30万伏测试，测试20次后均未发现电瓷出现击穿清况。

实施例1：

一种耐磨、防污釉料，该釉料所用原料及其重量比为：钾长石∶钠长石∶石英∶高岭土∶氧化铝∶滑石＝25∶23∶40∶4.5∶4.5∶3。并提供一种耐磨、防污釉料的制备方法包括如下步骤：