CN1252192C - 无机玻璃绝缘涂料 - Google Patents
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Abstract
一种无机玻璃绝缘涂料，其利用低熔点氧化物B2O3、PbO、Li2O来降低涂料的软化点；以TiO2、ZnO、Al2O3与引入的SiO2来提高涂料的抗潮、耐酸及化学稳定性；以TiO2、ZnO、Al2O3与引入的SiO2、Nb2O5、GaO2来降低涂料的热膨胀系数。本发明具有高电阻、大离子场强、低熔点、低膨胀系数的特性，可限制基础玻璃中碱性离子的移动，从而使涂料抗老化性强，不易潮解。效解决了低的热膨胀系数和高软化点间及高的热膨胀系数和低软化点间矛盾的无机玻璃绝缘涂料。
Description
本发明涉及一种无机玻璃绝缘涂料，尤其涉及一种具有低熔点、低膨胀系数、高绝缘性能的无机玻璃绝缘涂料。
氧化锌电阻片是氧化锌避雷器的核心部件，氧化锌避雷器是高压输变电***的保护设备。决定氧化锌电阻片质量和性能的重要关键因素是电阻片侧面的绝缘涂层。目前，我国氧化电阻片一直沿用有机硅作为绝缘涂层。由于这种涂层的涂料易潮解，抗老化性能差，导致氧化锌电阻片涂层抗高冲击电流能力差，且性能不稳定，从而影响到避雷器的质量和性能。采用传统有机硅涂料，生产氧化电阻片主要靠氧化锌电阻片自身的粘结，涂层均匀度不高，与氧化锌电阻片结合不紧密，移动中易脱落，易产生气孔。传统的无机玻璃涂料或者封接料还具有以下缺点：低热膨胀系数的涂料或封接料的软化点较高；低软化点的涂料或封接料的热膨胀系数较高，且抗高绝缘性差。
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种低熔点、低膨胀系数、高绝缘性能，不易潮解，抗老化性强，能有效解决低的热膨胀系数和高软化点间及高的热膨胀系数和低软化点间矛盾的无机玻璃绝缘涂料。
本发明的目的可通过以下措施来达到：
一种无机玻璃绝缘涂料，其特殊之处在于：它的主要配方的重量百分比组成为
SiO2 6-10％， B2O3 10-20％， PbO 50-62％， Al2O3 2-6％，
ZnO 6-10％， TiO2 2-5％， Nb2O50-8％， Li2O 0-2％，
GaO2 0-10％ BaO 0-8％。
上述配方的最佳重量百分比组成为
SiO2 6.5-9.0％， B2O312-17％， PbO 52-58％，Al2O3 3-5％，
ZnO 7-9％， TiO2 3-5％， Nb2O5 5-8％， Li2O 0.2-1.0％，
GaO2 0.5-8％， BaO 0-6％.
一种生产上述无机玻璃绝缘涂料的工艺，其特殊之处在于：该工艺为
1.按配方取原料，混匀；
2.用硅碳棒熔炉，温度1000℃±20℃，在石英坩埚中熔制成玻璃；
3.把玻璃研磨成粉末，即得固态产品玻璃粉末；
4.将固态产品玻璃粉末悬浮于有机溶剂中，即得液态产品。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1.软化点低。涂层低温烧制或封接温度为T＝500-520℃即可；
2.膨胀系数低，涂层的线热膨胀系数可为α＝60×10-7-70×10-7/℃；
3.有效解决了涂料或封接料低的热膨胀系数和高软化点间的矛盾及高的热膨胀系数和低软化点间的矛盾；
4.具有高绝缘性能，可耐受61千安冲击电流；
5.尤适于作为氧化锌电阻片侧面的绝缘涂层，可大大提高其抗高冲击电流能力，从而可大幅度提高避雷器的质量和性能；
6.可用于较低膨胀系数的玻璃或者陶瓷封接，还可用于电路基板的绝缘封接；
7.涂料涂层不易潮解，抗老化性能强，不易击穿；
8.涂料抗酸、碱侵蚀，化学稳定性好；
9.本发明涂料在使用时可利用真空泵喷涂工艺，涂层均匀度高，无气孔产生；与喷涂体结合牢固紧密，不易脱落。
下面将结合具体实施例对本发明作进一步详述：
本发明主要配方的重量百分比组成：
SiO2 6-10％， B2O310-20％， PbO 50-62％， Al2O3 2-6％，
ZnO 6-10％， TiO2 2-5％， Nb2O5 0-8％， Li2O 0-2％，
GaO2 0-10％， BaO 0-8％。
本发明主要配方的最佳重量百分比组成：
SiO2 6.5-9.0％， B2O312-17％， PbO 52-58％， Al2O3 3-5％，
ZnO 7-9％， TiO2 3-5％， Nb2O55-8％， Li2O 0.2-1.0％，
GaO2 0.5-8％， BaO 0-6％.
本发明主要组份的性能分析：
利用低熔点氧化物B2O3、PbO、Li2O来降低涂料的软化点，以满足所需的低烧制温度；以TiO2、ZnO、Al2O3与引入的SiO2来提高涂料的抗潮、耐酸及化学稳定性；以TiO2、ZnO、Al2O3与引入的SiO2、Nb2O5、GaO2来降低涂料的热膨胀系数；适量引入氧化物BaO、GaO2，其一方面使本发明具有高电阻性；另一方面该类氧化物本身具有的大离子场强，可限制基础玻璃中碱性离子的移动，从而使涂料具有高绝缘性能。配方成分中SiO2含量在6-10％范围内，如果SiO2含量高于10％，本发明的软化点就会显著提高；如果SiO2含量低于6.5％，其化学稳定性则会降低，且热膨胀系数增大。B2O3含量在10-20％范围内，如果B2O3含量高于18％，本发明抗潮性、耐酸性下降，且伴随着热膨胀系数的增大；如果B2O3含量低于10％，则其软化点升高。PbO含量在50-62％范围内，如果PbO含量高于62％，本发明抗潮性、耐酸性显著下降，且伴随着热膨胀系数的增大；如果PbO含量低于50％，则其的软化点升高。Al2O3含量在2-6％范围内，如果Al2O3含量高于6％，本发明的软化点显著升高；如果Al2O3含量低于2％，则其热膨胀系数的增大，化学稳定性降低。ZnO含量在6-10％范围内，如果ZnO含量高于10％，本发明的软化点显著升高；如果ZnO含量低于6％，则其抗潮性、耐酸性下降，化学稳定性降低。TiO2含量在2-5％范围内，如果TiO2含量高于5％，本发明的软化点显著升高，涂层易析晶；如果TiO2含量低于2％，则其抗潮性、耐酸性下降，化学稳定性降低、热膨胀系数的增大。Nb2O5含量在0-8％范围内，如果Nb2O5含量高于8％，本发明的软化点升高，选取适当的Nb2O5含量，可在则其软化点变化不大的情况下，提高其的化学稳定性，降低热膨胀系数。Li2O含量应在0-2％范围内，如果Li2O含量高于2％，本发明的热膨胀系数显著增大，并且降低涂层的抗绝缘性能。选取适当的Li2O含量，可在涂层的热膨胀系数允许的范围内，降低涂层软化点。GaO2含量应在0-10％范围内，适量的GaO2也可以调节涂层的化学稳定性和热膨胀系数。适当的BaO含量可以显著抑制基础玻璃中碱性离子的移动，从而提高本发明的高绝缘性能。
本发明生产工艺：
1.按本发明配方取原料，混匀；
2.利用硅碳棒熔炉，在1000℃左右的温度下，在石英坩埚中熔制成玻璃；
3.再把玻璃研磨成粉末，得本发明固态产品。
4.还可利用有机长分子链能够阻滞玻璃粉未的下沉的原理，将固态产品玻璃粉末悬浮于有机溶剂中，得到有机液体，即本发明的液态产品。
5.使用本发明液态产品可利用真空泵喷涂工艺，涂料涂层可牢固、均匀地附着在喷涂体表面，最后在500℃±20℃温度范围烧制成釉层。
Claims (3)
1.一种无机玻璃绝缘涂料，其特征在于：它的主要配方的重量百分比组成包括
SiO2 6-10％， B2O3 10-20％， PbO 50-62％，Al2O3 2-6％，
ZnO 6-10％， TiO2 2-5％， Nb2O5 0-8％， Li2O 0-2％，
GaO2 0-10％， BaO 0-8％。
2.如权利要求1所述的无机玻璃绝缘涂料，其特征在于：所述配方的重量百分比组成包括
SiO2 6.5-9.0％，B2O3 12-17％，PbO 52-58％，Al2O3 3-5％，
ZnO 7-9％， TiO2 3-5％， Nb2O55-8％， Li2O 0.2-1.0％，
GaO2 0.5-8％， BaO 0-6％。
3.一种生产权利要求1所述无机玻璃绝缘涂料的工艺，其特征在于：该生产工艺如下
1).按配方取原料，混匀；
2).用硅碳棒熔炉，温度1000℃±20℃，在石英坩埚中熔制成玻璃；
3).把玻璃研磨成粉末，即得固态产品玻璃粉末；
4).将固态产品玻璃粉末悬浮于有机溶剂中，即得液态产品。
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