CN107793030B - 一种电瓷用棕釉釉料、电瓷用棕釉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电瓷用棕釉釉料、电瓷用棕釉及其制备方法，所述电瓷用棕釉釉料包括以下组分：石英粉22重量份～24重量份；熔剂32重量份～41重量份；改性泥料25重量份～32重量份；高铁黏土8重量份～10重量份；氧化锰4重量份～6重量份；氧化铬1重量份～3重量份；所述改性泥料中SiO2的质量百分含量为50％～60％，Al2O3的质量百分含量为28％～35％；所述改性泥料的烧失量为4％～8％；所述高铁黏土中Fe2O3的质量百分含量为5％～10％；所述高铁黏土的烧失量为4％～6％。本发明采用特定含量组分的电瓷用棕釉釉料配方，通过各组分及其含量相互配合、共同作用，提高釉料的结合性能、改善釉料的悬浮性和粘度，使制备得到的电瓷用棕釉不易产生桔釉、伞尖气泡等缺陷，够同时提高电瓷的机械性能和冷热稳定性。

Description

一种电瓷用棕釉釉料、电瓷用棕釉及其制备方法
技术领域
本发明涉及电瓷技术领域，更具体地说，是涉及一种电瓷用棕釉釉料、电瓷用棕釉及其制备方法。
背景技术
电瓷是应用于电力行业的一种工业陶瓷，主要应用于电力***中输电线路、变电站、电器设备，以及其他的一些特殊行业如轨道交通的电力***中，根据用途与电压等级可分为很多类，无论哪一类都是主要起绝缘和支持作用。如用于输电线路的盘形悬式绝缘子、针式绝缘子、柱式绝缘子和长棒形绝缘子，用于变电站母线或开关设备支持的棒形支柱绝缘子，用于变压器套管、电容器或互感器的空心绝缘子等。
由于电瓷应用在电力产业，需要在特殊条件下使用，因此对其机械性能、电气性能、耐污秽性能、冷热稳定性等有较高的要求。而电瓷的表面都有一层电瓷用釉，通常为棕釉或灰釉。电瓷用釉除了起装饰作用外，对电瓷的机械性能、耐污秽性能及冷热稳定性都有很大的影响。
但是，现有技术中的电瓷用釉主要是提高电瓷的耐污秽性能，对电瓷的机械性能提升效果十分有限，并且冷热稳定性较差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电瓷用棕釉釉料、电瓷用棕釉及其制备方法，本发明提供的电瓷用棕釉能够同时提高电瓷的机械性能和冷热稳定性。
本发明提供了一种电瓷用棕釉釉料，包括以下组分：
石英粉22重量份～24重量份；
熔剂32重量份～41重量份；
改性泥料25重量份～32重量份；
高铁黏土8重量份～10重量份；
氧化锰4重量份～6重量份；
氧化铬1重量份～3重量份；
所述改性泥料中SiO2的质量百分含量为50％～60％，Al2O3的质量百分含量为28％～35％；所述改性泥料的烧失量为4％～8％；
所述高铁黏土中Fe2O3的质量百分含量为5％～10％；所述高铁黏土的烧失量为4％～6％。
优选的，所述石英粉为平均粒径为0.1μm～0.9μm的高纯多孔隙石英粉，由农作物经900℃～1100℃煅烧而成。
优选的，所述熔剂由钾长石、钠长石、烧滑石、硅灰石和碳酸钡组成；
所述钾长石、钠长石、烧滑石、硅灰石和碳酸钡的质量比为(18～20)：(3～5)：(3～5)：(6～8)：(2～3)。
优选的，所述改性泥料由湖北泥和坯泥组成；
所述湖北泥和坯泥的质量比为(19～24)：(6～8)。
本发明还提供了一种电瓷用棕釉的制备方法，包括以下步骤：
a)将上述技术方案所述的电瓷用棕釉釉料与水混合，依次进行球磨和过筛，得到电瓷用棕釉浆料；
b)将步骤a)得到的电瓷用棕釉浆料进行施釉，再烧制，得到电瓷用棕釉。
优选的，步骤a)中所述球磨过程中，电瓷用棕釉釉料、水和球磨的球的质量比为1：(0.7～0.9)：(1.5～2.5)；
所述球磨的时间为3h～5h。
优选的，步骤a)中所述过筛的筛孔大小为300目～350目，过筛的余量为0.03％～0.06％。
优选的，步骤b)中所述施釉的方式为浸釉，施釉的釉浆比重为40°Bé～50°Bé，施釉的厚度为0.2mm～0.3mm。
优选的，步骤b)中所述烧制的过程采用还原焰烧成；
所述烧制的成熟温度范围为1240℃～1330℃，保温时间为2h～4h。
本发明还提供了一种电瓷用棕釉，由上述技术方案所述的电瓷用棕釉的制备方法制备得到。
本发明提供了一种电瓷用棕釉釉料、电瓷用棕釉及其制备方法，所述电瓷用棕釉釉料包括以下组分：石英粉22重量份～24重量份；熔剂32重量份～41重量份；改性泥料25重量份～32重量份；高铁黏土8重量份～10重量份；氧化锰4重量份～6重量份；氧化铬1重量份～3重量份；所述改性泥料中SiO2的质量百分含量为50％～60％，Al2O3的质量百分含量为28％～35％；所述改性泥料的烧失量为4％～8％；所述高铁黏土中Fe2O3的质量百分含量为5％～10％；所述高铁黏土的烧失量为4％～6％。与现有技术相比，本发明采用特定含量组分的电瓷用棕釉釉料配方，通过各组分及其含量相互配合、共同作用，提高釉料的结合性能，同时改善釉料的悬浮性和粘度，使制备得到的电瓷用棕釉不易产生桔釉、伞尖气泡等缺陷，最终能够同时提高电瓷的机械性能和冷热稳定性。
另外，本发明提供的电瓷用棕釉的制备方法工艺简单、原料易得且无毒、无污染，在保护环境的同时降低了成本。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种电瓷用棕釉釉料，包括以下组分：
石英粉22重量份～24重量份；
熔剂32重量份～41重量份；
改性泥料25重量份～32重量份；
高铁黏土8重量份～10重量份；
氧化锰4重量份～6重量份；
氧化铬1重量份～3重量份；
所述改性泥料中SiO2的质量百分含量为50％～60％，Al2O3的质量百分含量为28％～35％；所述改性泥料的烧失量为4％～8％；
所述高铁黏土中Fe2O3的质量百分含量为5％～10％；所述高铁黏土的烧失量为4％～6％。
在本发明中，所述石英粉优选为平均粒径为0.1μm～0.9μm的高纯多孔隙石英粉，更优选为平均粒径为0.5μm的高纯多孔隙石英粉。在本发明中，所述石英粉的来源优选由农作物经900℃～1100℃煅烧而成；所述农作物优选为稻谷、小麦、玉米的秸秆或谷壳，本发明对此没有特殊限制。在本发明中，所述石英粉的主要作用是提供形成釉主体玻璃相的SiO2，赋予釉面高硬度与一定的热膨胀系数。在本发明中，所述电瓷用棕釉釉料包括22重量份～24重量份的石英粉，优选为22重量份。
在本发明中，所述熔剂优选由钾长石、钠长石、烧滑石、硅灰石和碳酸钡组成。本发明对所述熔剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述钾长石、钠长石、烧滑石、硅灰石和碳酸钡的加工后粉料即可。在本发明中，所述钾长石、钠长石、烧滑石、硅灰石和碳酸钡的质量比优选为(18～20)：(3～5)：(3～5)：(6～8)：(2～3)，更优选为18.6：4.3：3.5：7.1：2。在本发明中，所述熔剂的主要作用是降低釉的熔融温度，使釉层在高温时有较好的流动性。在本发明中，所述电瓷用棕釉釉料包括32重量份～41重量份的熔剂，优选为35.5重量份。
在本发明中，所述改性泥料中SiO2的质量百分含量为50％～60％，Al2O3的质量百分含量为28％～35％；所述改性泥料的烧失量为4％～8％。在本发明中，所述改性泥料除了提供配方中所需的SiO2与Al2O3成分外，还能使釉浆保持悬浮性与粘度，改善釉料的高温流动性，并且使釉浆与坯体有更好的结合性。在本发明中，所述改性泥料优选由湖北泥和坯泥组成。本发明对所述湖北泥的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的精选原矿即可；本发明对所述坯泥的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的由要应用所述电瓷用棕釉的电瓷产品的坯件制成的泥料即可。在本发明中，所述湖北泥和坯泥的质量比优选为(19～24)：(6～8)，更优选为20.6：6.6。在本发明中，所述电瓷用棕釉釉料包括25重量份～32重量份的改性泥料，优选为27.2重量份。
在本发明中，所述高铁黏土中Fe2O3的质量百分含量为5％～10％，优选为6％～8％；所述高铁黏土的烧失量为4％～6％。在本发明中，所述高铁黏土除了提供配方中所需的SiO2、Al2O3及Fe2O3成分外，还能使釉浆保持悬浮性与粘度，并且改善Fe2O3成分在整体配方中的相容性。本发明对所述高铁黏土的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的精选原矿即可。在本发明中，所述电瓷用棕釉釉料包括8重量份～10重量份的高铁黏土，优选为8.2重量份。
本发明对所述氧化锰和氧化铬的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述电瓷用棕釉釉料包括4重量份～6重量份的氧化锰，优选为4.6重量份。在本发明中，所述电瓷用棕釉釉料包括1重量份～3重量份的氧化铬，优选为2.5重量份。
本发明采用特定含量组分的电瓷用棕釉釉料配方，通过各组分及其含量相互配合、共同作用，一方面使坯釉料之间天然具有亲和性，提高釉料的结合性能，而现有技术的电瓷用棕釉釉料配方中，为保证釉浆的悬浮性与坯釉之间的结合性，需引入1～2种黏土原料，黏土原料与坯料的化学成分与物理性能差异性会导致坯釉之间的结合性不足；另一方面利用合理配方，改善釉料的悬浮性和粘度，而现有技术的电瓷用棕釉釉料配方中的方解石、铁红原料(具有一定的毒性)等对釉料的悬浮性和粘度具有不利影响，易产生桔釉、伞尖气泡等缺陷；因此，本发明提供的电瓷用棕釉釉料配方能够使制备得到的电瓷用棕釉不易产生桔釉、伞尖气泡等缺陷，最终能够同时提高电瓷的机械性能和冷热稳定性。
本发明还提供了一种电瓷用棕釉的制备方法，包括以下步骤：
a)将上述技术方案所述的电瓷用棕釉釉料与水混合，依次进行球磨和过筛，得到电瓷用棕釉浆料；
b)将步骤a)得到的电瓷用棕釉浆料进行施釉，再烧制，得到电瓷用棕釉。
本发明首先将上述技术方案所述的电瓷用棕釉釉料与水混合，依次进行球磨和过筛，得到电瓷用棕釉浆料。在本发明中，所述电瓷用棕釉釉料为上述技术方案所述的电瓷用棕釉釉料，在此不再赘述。在本发明中，所述球磨过程中，电瓷用棕釉釉料、水和球磨的球的质量比优选为1：(0.7～0.9)：(1.5～2.5)，更优选为1：0.8：2。
在本发明中，所述球磨的目的是使电瓷用棕釉釉料中各组分磨细并充分混合均匀；本发明对所述球磨的设备没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的球磨机即可。在本发明中，所述球磨的时间优选为3h～5h，更优选为4h。
完成所述球磨过程后，本发明将球磨后的混合物进行过筛，得到电瓷用棕釉浆料。在本发明中，所述过筛的筛孔大小优选为300目～350目，更优选为325目；所述过筛的余量优选为0.03％～0.06％，更优选为0.04％～0.05％。
得到所述电瓷用棕釉浆料后，本发明将得到的电瓷用棕釉浆料进行施釉，再烧制，得到电瓷用棕釉。在本发明中，所述施釉的过程优选在电瓷坯料上进行；在本发明优选的实施例中，所述施釉的过程优选在电瓷坯料试条上进行。本发明对所述电瓷坯料的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的电瓷坯料配方制备得到的电瓷坯料即可。
在本发明中，所述施釉的方式优选为浸釉，具体为：将电瓷坯料进入电瓷用棕釉浆料后，提拉出来，自然烘干。在本发明中，所述施釉的釉浆比重优选为40°Bé～50°Bé，更优选为46°Bé；所述施釉的厚度优选为0.2mm～0.3mm，更优选为0.25mm～0.3mm。
在本发明中，所述烧制的过程优选采用还原焰烧成；本发明对此没有特殊限制，如可采用本领域技术人员熟知的天然气窑进行烧制。在本发明中，所述烧制的成熟温度范围优选为1240℃～1330℃；所述烧制的保温时间优选为2h～4h，更优选为3h。
本发明还提供了一种电瓷用棕釉，由上述技术方案所述的电瓷用棕釉的制备方法制备得到。本发明采用特定含量组分的电瓷用棕釉釉料配方，通过各组分及其含量相互配合、共同作用，提高釉料的结合性能，同时改善釉料的悬浮性和粘度，使制备得到的电瓷用棕釉不易产生桔釉、伞尖气泡等缺陷，最终能够同时提高电瓷的机械性能和冷热稳定性。
本发明提供了一种电瓷用棕釉釉料、电瓷用棕釉及其制备方法，所述电瓷用棕釉釉料包括以下组分：石英粉22重量份～24重量份；熔剂32重量份～41重量份；改性泥料25重量份～32重量份；高铁黏土8重量份～10重量份；氧化锰4重量份～6重量份；氧化铬1重量份～3重量份；所述改性泥料中SiO2的质量百分含量为50％～60％，Al2O3的质量百分含量为28％～35％；所述改性泥料的烧失量为4％～8％；所述高铁黏土中Fe2O3的质量百分含量为5％～10％；所述高铁黏土的烧失量为4％～6％。与现有技术相比，本发明采用特定含量组分的电瓷用棕釉釉料配方，通过各组分及其含量相互配合、共同作用，提高釉料的结合性能，同时改善釉料的悬浮性和粘度，使制备得到的电瓷用棕釉不易产生桔釉、伞尖气泡等缺陷，最终能够同时提高电瓷的机械性能和冷热稳定性。
另外，本发明提供的电瓷用棕釉的制备方法工艺简单、原料易得且无毒、无污染，在保护环境的同时降低了成本。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用的石英粉为平均粒径为0.5μm的高纯多孔隙石英粉，由农作物(如稻谷、小麦、玉米的秸秆或谷壳)经1000℃煅烧而成；所用的钾长石、钠长石、烧滑石、硅灰石和碳酸钡均为加工后粉料；所用的湖北泥、高铁黏土均为精选的原矿；所用的坯泥为由要应用所述电瓷用棕釉的电瓷产品的坯件制成的泥料；以上各原料中各组分化学百分含量及在1000℃时的烧失量参见表1所示。
表1本发明实施例中所用各原料中各组分化学百分含量(％)及在1000℃时的烧失量(％)
Figure BDA0001499650780000071
实施例1
(1)电瓷用棕釉釉料配方如下：石英粉22重量份，钾长石18.6重量份，钠长石4.3重量份，烧滑石3.5重量份，硅灰石7.1重量份，湖北泥20.6重量份，碳酸钡2重量份，坯泥6.6重量份，高铁黏土8.2重量份，氧化锰4.6重量份，氧化铬2.5重量份。
(2)将上述电瓷用棕釉釉料、水和球磨的球按照质量比1：0.8：2进行球磨4h，过325目筛，过筛的余量为0.04％～0.05％，得到电瓷用棕釉浆料。
(3)将上述电瓷用棕釉浆料在电瓷坯料试条上进行施釉：将电瓷坯料试条浸入釉浆比重为46°Bé的电瓷用棕釉浆料，施釉的厚度为0.25～0.3mm；然后采用采用还原焰烧成；烧制的成熟温度范围为1240℃～1330℃，保温时间为3h；得到釉面光洁平滑、釉色符合标准中对应的蒙塞尔色系相关色卡要求的电瓷用棕釉。
对本发明实施例1得到的电瓷用棕釉的机械性能和冷热稳定性进行测试，结果表明，有实施例1提供的电瓷用棕釉的试条抗折强度为219MPa，较无釉的试条抗折强度165MPa，提高约33％，较现有技术中的有棕釉的电瓷抗折强度180MPa，提高21.7％；耐冷热急变性能为225℃。
同时，产品无桔釉、伞尖气泡等外观缺陷。
实施例2
(1)电瓷用棕釉釉料配方如下：石英粉24重量份，钾长石18重量份，钠长石3重量份，烧滑石3重量份，硅灰石6重量份，湖北泥24重量份，碳酸钡2重量份，坯泥6重量份，高铁黏土10重量份，氧化锰6重量份，氧化铬1重量份。
(2)将上述电瓷用棕釉釉料、水和球磨的球按照质量比1：0.8：2进行球磨4h，过325目筛，过筛的余量为0.04％～0.05％，得到电瓷用棕釉浆料。
(3)将上述电瓷用棕釉浆料在电瓷坯料试条上进行施釉：将电瓷坯料试条浸入釉浆比重为46°Bé的电瓷用棕釉浆料，施釉的厚度为0.25～0.3mm；然后采用采用还原焰烧成；烧制的成熟温度范围为1240℃～1330℃，保温时间为3h；得到釉面光洁平滑、釉色符合标准中对应的蒙塞尔色系相关色卡要求的电瓷用棕釉。
对本发明实施例2得到的电瓷用棕釉的机械性能和冷热稳定性进行测试，结果表明，有实施例2提供的电瓷用棕釉的试条抗折强度为215MPa；耐冷热急变性能为220℃。
同时，产品无桔釉、伞尖气泡等外观缺陷。
实施例3
(1)电瓷用棕釉釉料配方如下：石英粉22重量份，钾长石20重量份，钠长石5重量份，烧滑石5重量份，硅灰石8重量份，湖北泥19重量份，碳酸钡3重量份，坯泥8重量份，高铁黏土8重量份，氧化锰4重量份，氧化铬3重量份。
(2)将上述电瓷用棕釉釉料、水和球磨的球按照质量比1：0.8：2进行球磨4h，过325目筛，过筛的余量为0.04％～0.05％，得到电瓷用棕釉浆料。
(3)将上述电瓷用棕釉浆料在电瓷坯料试条上进行施釉：将电瓷坯料试条浸入釉浆比重为46°Bé的电瓷用棕釉浆料，施釉的厚度为0.25～0.3mm；然后采用采用还原焰烧成；烧制的成熟温度范围为1240℃～1330℃，保温时间为3h；得到釉面光洁平滑、釉色符合标准中对应的蒙塞尔色系相关色卡要求的电瓷用棕釉。
对本发明实施例3得到的电瓷用棕釉的机械性能和冷热稳定性进行测试，结果表明，有实施例3提供的电瓷用棕釉的试条抗折强度为213MPa；耐冷热急变性能为223℃。
同时，产品无桔釉、伞尖气泡等外观缺陷。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种电瓷用棕釉釉料，包括以下组分：
石英粉22重量份～24重量份；
熔剂32重量份～41重量份；
改性泥料25重量份～32重量份；
高铁黏土8重量份～10重量份；
氧化锰4重量份～6重量份；
氧化铬1重量份～3重量份；
所述石英粉为平均粒径为0.1μm～0.9μm的高纯多孔隙石英粉，由农作物经900℃～1100℃煅烧而成；
所述熔剂由钾长石、钠长石、烧滑石、硅灰石和碳酸钡组成；
所述钾长石、钠长石、烧滑石、硅灰石和碳酸钡的质量比为(18～20)：(3～5)：(3～5)：(6～8)：(2～3)；
所述改性泥料中SiO2的质量百分含量为50％～60％，Al2O3的质量百分含量为28％～35％；所述改性泥料的烧失量为4％～8％；
所述高铁黏土中Fe2O3的质量百分含量为5％～10％；所述高铁黏土的烧失量为4％～6％。
2.根据权利要求1所述的电瓷用棕釉釉料，其特征在于，所述改性泥料由湖北泥和坯泥组成；
所述湖北泥和坯泥的质量比为(19～24)：(6～8)。
3.一种电瓷用棕釉的制备方法，包括以下步骤：
a)将权利要求1～2任一项所述的电瓷用棕釉釉料与水混合，依次进行球磨和过筛，得到电瓷用棕釉浆料；
b)将步骤a)得到的电瓷用棕釉浆料进行施釉，再烧制，得到电瓷用棕釉。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述球磨过程中，电瓷用棕釉釉料、水和球磨的球的质量比为1：(0.7～0.9)：(1.5～2.5)；
所述球磨的时间为3h～5h。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述过筛的筛孔大小为300目～350目，过筛的余量为0.03％～0.06％。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述施釉的方式为浸釉，施釉的釉浆比重为40°Bé～50°Bé，施釉的厚度为0.2mm～0.3mm。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述烧制的过程采用还原焰烧成；
所述烧制的成熟温度范围为1240℃～1330℃，保温时间为2h～4h。
8.一种电瓷用棕釉，由权利要求3～7任一项所述的电瓷用棕釉的制备方法制备得到。
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