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1、(10)申请公布号 CN 102290121 A (43)申请公布日 2011.12.21 CN 102290121 A *CN102290121A* (21)申请号 201110245964.9 (22)申请日 2011.08.25 H01B 3/02(2006.01) H01B 17/00(2006.01) (71)申请人 浙江荣泰科技企业有限公司 地址 314000 浙江省嘉兴市南湖区凤桥镇凤 飞路 1 号 (72)发明人 曹万荣 徐黄忠 张志浩 郭海明 (74)专利代理机构 嘉兴君度知识产权代理事务 所 ( 特殊普通合伙 ) 33240 代理人 诸佩艳 (54) 发明名称 绝缘复合材料。
2、及其应用 (57) 摘要 一 种 绝 缘 复 合 材 料， 由 40-70wt% 玻 璃、 20-55wt% 云母和 1-35wt% 氧化铝组成， 其中玻璃 的介电损耗范围为 0.1-1.010-3/MHz。本发明所 述的绝缘复合材料， 显著降低介电损耗， 并添加了 一定量的金属氧化物氧化铝， 以起到调节热 膨胀系数的作用。进而使得复合材料热膨胀系数 更接近金属材料， 既能便于与金属材料的加工， 还 将提高制得的绝缘产品在各种温度环境下的工作 稳定性， 和抗外界应力作用。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 C。
3、N 102290137 A1/1 页 2 1. 一种绝缘复合材料， 其特征是由 40-70wt% 玻璃、 20-55wt% 云母和 1-35wt% 氧化铝组 成。 2. 根据权利要求 1 所述的绝缘复合材料， 其特征是所述玻璃的介电损耗范围为 0.1-1.010-3/MHz。 3. 根据权利要求 1 所述的绝缘复合材料， 其特征是所述的玻璃含有 10-60wt%SiO2、 10-55wt% B2O3、 5-50wt%CaO、 0-10wt%ZnO、 0-10wt%MgO、 0-2wt%Li2O、 0-2wt%Na2O、 0-2wt%K2O、 0-7wt%TiO2、 0-8wt%ZrO2和 0-。
4、5wt%MoO3。 4. 根据权利要求 1 所述的绝缘复合材料， 其特征是通过如下方法制得 ： 先将 50-200 目的 40-70wt% 玻璃粉、 20-100 目的 20-55wt% 云母粉和 1-35wt% 氧化铝研磨混合 ； 然后在 100-350kg/cm2压力下冷压成型， 于 400-700煅烧后降温， 粉碎制成 10-200 目的绝缘复合 材料细粉。 5. 一种权利要求 1 所述的绝缘复合材料， 用于制造绝缘产品。 6. 一种权利要求 1 所述的绝缘复合材料， 用于制造电力传输、 电力机车、 高速铁路和城 市轨道交通等领域的绝缘产品。 7. 根据权利要求 5 或 6 所述的绝缘复。
5、合材料的用途， 其特征是所述的绝缘产品为绝缘 子。 8. 根据权利要求 7 所述的绝缘复合材料的用途， 其特征是所述的绝缘子制作方法如 下 ： 1） 将绝缘复合材料在 100-350kg/cm2下冷压成型， 加热至 400-700， 使绝缘复合材料 软化， 将软化的绝缘复合材料注入到预置有金属嵌件的模具中， 再经冷却后， 退火成型 ； 2） 在已经冷却成型的绝缘子的外表面涂覆有机树脂涂层 ； 3） 加热使得有机树脂涂层固化。 权 利 要 求 书 CN 102290121 A CN 102290137 A1/3 页 3 绝缘复合材料及其应用 技术领域 0001 本发明属于一种无机绝缘材料， 尤其。
6、涉及一种主要有玻璃和云母复合而成的材 料， 及其应用。 背景技术 0002 绝缘子是电力传输和电力机车重要的基础元件， 根据制造材料的不同可以分为陶 瓷绝缘子、 玻璃绝缘子、 复合绝缘子。 陶瓷绝缘子采用泥浆压制、 烧结的陶瓷材料做绝缘体， 应用较早， 使用广泛， 但是由于其材料内部均质化和表面刚度难以得到保证， 正在丧失其主 导地位。玻璃绝缘子采用软化温度高、 物化性能均质稳定的硼硅酸盐或铝硅酸盐钢化玻璃 为绝缘件， 具有良好机械性能和优良的耐热温差性能， 但是玻璃绝缘子自爆率高。 复合绝缘 子采用环氧树脂和玻璃纤维作为芯棒， 有机硅橡胶作为伞裙护套构成的绝缘子， 具有体积 小、 重量轻、 。
7、抗污闪、 耐老化等特点， 在国外应用广泛， 大量用于电力传输和电力机车领域， 但是复合绝缘子热膨胀系数高， 不耐高低温循环和高温老化。 0003 玻璃陶瓷是由微晶云母相和玻璃相组成， 具有比普通陶瓷和玻璃更好的机械性强 度、 可加工性和低的导电性， 云母的存在可以阻止裂纹扩展， 克服玻璃脆性。玻璃陶瓷兼具 玻璃和陶瓷的高强度和耐高温的优点， 同时具有良好的韧性， 具有较好的绝缘性， 特别适合 作为绝缘材料用于绝缘子制造。 0004 绝缘子的介电损耗主要由绝材料性能决定。玻璃云母绝缘子的介电性能主要受 到玻璃和云母性能的影响， 普通钠钙玻璃在的介电损耗范围为210-2510-3/MHz， 属于 。
8、损耗较大的材料。云母的介电损耗范围为 310-4 410-4， 属于处于较低损耗水平的材 料。玻璃对绝缘子介电性能具有较大影响， 如 ： 中国发明专利申请 200810239109.5 公开了 一种新型高速电力机车用云母陶瓷绝缘子， 其复合材料中采用的是普通低熔点玻璃 ； 又如 ： 中国发明专利 ZL200310104932.2 公开了一种利用废玻璃烧结制备可加工氟云母玻璃陶瓷 方法， 该技术采用的是废旧回收的玻璃作为原料。 因此， 现有的玻璃云母绝缘材料由于所用 玻璃材料的介电损耗较高， 进而导致玻璃云母绝缘子的介电损耗亦高， 应用中造成绝缘子 发热量高， 介电损失大。 发明内容 0005 。
9、本发明的一个目的在于提供一种绝缘复合材料， 采用低介电损耗的玻璃为原料， 与云母复合而成， 以显著降低介电损耗。 0006 本发明的另一个目的在于提供一种绝缘复合材料的制备方法。 0007 本发明的又一个目的在于提供一种绝缘复合材料， 作为绝缘材料应用于电力传 输、 电力机车、 高速铁路和城市轨道交通等领域。 0008 本发明采用如下的技术方案实现 ： 一种绝缘复合材料， 包括玻璃和云母， 由 40-70wt% 玻璃、 20-55wt% 云母和 1-35wt% 氧化铝组成。 0009 玻 璃 是 硼 硅 酸 盐 玻 璃，含 有 10-60wt%SiO2、 10-55wt% B2O3、 5-50。
10、wt%CaO、 说 明 书 CN 102290121 A CN 102290137 A2/3 页 4 0-10wt%ZnO、 0-10wt%MgO、 0-2wt%Li2O、 0-2wt%Na2O、 0-2wt%K2O、 0-7wt%TiO2、 0-8wt%ZrO2和 0-5wt%MoO3。所制得玻璃的介电损耗范围为 0.1-1.010-3/MHz。 0010 云母， 云母指人工合成云母， 人工合成云母指采用化工原料通过化学反应制备的 云母， 主要包括氟金云母、 氟钙云母和氟钡云母等。 0011 作为一种示例， 本发明绝缘复合材料可以通过如下方法制得 ： （1） 将50-200目本发明所述的玻璃。
11、粉和20-100目的云母粉在球磨机中研磨混合， 玻璃 含量为 40-70wt%、 云母 20-55wt% 和氧化铝为 1-35wt% ； （2） 将混合好的玻璃云母粉冷压成型， 压力为 100-350kg/cm2， 400-700煅烧后降温， 粉碎制成 10-200 目的绝缘复合材料细粉。 0012 本发明绝缘复合物还添加了氧化铝， 以起到调节热膨胀系数的作用， 使得复合材 料热膨胀系数更接近金属材料， 便于与金属材料一同制作绝缘产品， 如 ： 绝缘子。 0013 所制得的各类绝缘产品应用于电力传输、 电力机车、 高速铁路和城市轨道交通等 领域。 0014 本发明绝缘复合材料特别适合制作绝缘子。
12、 （CN101746280A） ， 其由绝缘复合材料与 金属嵌件经过热压而成， 绝缘子的形状和大小可以根据需要进行设计。绝缘子外表面涂有 疏水的有机树脂涂层， 有机树脂可以是有机硅树脂、 环氧树脂和聚氨酯树脂之一种或者几 种。 0015 一种绝缘子的制作方法包括下列过程 ： （1） 将绝缘复合材料在 100-350kg/cm2下冷压成型， 加热至 400-700， 使绝缘复合材 料软化， 将软化的绝缘复合材料注入到预置有金属嵌件的模具中， 再经冷却后， 退火成型 ； （2） 在已经冷却成型的绝缘子的外表面涂覆有机树脂涂层 ； （3） 加热使得有机树脂涂层固化。 0016 本发明所述玻璃云母绝缘。
13、子具有耐高温和低介电损耗的特点， 抗冲击和耐热震性 能良好， 适合于电力输送、 电力机车、 高速铁路、 城市地铁等领域户内外应用。 0017 本发明所述的绝缘复合材料， 采用介电损耗范围为 0.1-1.010-3/MHz 的玻璃与 云母复合而成， 显著降低介电损耗。 还添加了一定量的金属氧化物氧化铝， 以起到调节 热膨胀系数的作用， 使得复合材料热膨胀系数更接近金属材料， 既能便于与金属材料的加 工， 还将提高制得的绝缘产品在各种温度环境下的工作稳定性， 和抗外界应力作用。 具体实施方式 0018 实施例 1 将 60 份 150 目含有 19.7wt%SiO2、 27.5wt% B2O3、 。
14、35.2wt%CaO、 6.1wt%ZnO、 6.1wt%MgO、 0.2wt%Li2O、 0.2wt%Na2O、 0.2wt%K2O、 2.2wt%TiO2、 2.6wt%ZrO2的玻璃、 36份80目氟金云母和 4 份 100 目氧化铝在球磨机中研磨混合均匀， 在 1500kg/cm2压力下， 冷压成胚， 在 700加 热 12 小时， 冷却， 粉碎， 80 目过筛， 制成绝缘复合材料细粉 A ， 其介电常数为 6.5/MHz， 介电 损耗为 4.310-4。 0019 实施例 2 将 50 份 150 目含有 30.5wt%SiO2、 25.8wt% B2O3、 30.5wt%CaO、 。
15、4.3wt%ZnO、 4.5wt%MgO、 0.4wt%Li2O、 0.4wt%Na2O、 0.4wt%K2O、 1.7wt%TiO2、 1.7wt%ZrO2的玻璃、 39份80目氟金云母和 说 明 书 CN 102290121 A CN 102290137 A3/3 页 5 11 份 100 目氧化铝在球磨机中研磨混合均匀， 在 1500kg/cm2压力下， 冷压成胚， 在 700加 热 12 小时， 冷却， 粉碎， 80 目过筛， 制成绝缘复合材料细粉 B ， 其介电常数为 7.8/MHz， 介电 损耗为 6.110-4。 0020 实施例 3 将 60 份 150 目含有 27.1wt%。
16、SiO2、 40.4wt% B2O3、 24.2wt%CaO、 0.7wt%ZnO、 0.7wt%MgO、 0.6wt%Li2O、 0.6wt%Na2O、 0.3wt%K2O、 4.3wt%MoO3、 1.1wt%ZrO2的玻璃、 36份80目氟金云母和 4 份 100 目氧化铝在球磨机中研磨混合均匀， 在 1500kg/cm2压力下， 冷压成胚， 在 700加 热 12 小时， 冷却， 粉碎， 80 目过筛， 绝缘复合材料细粉 C， 其介电常数为 6.9/MHz， 介电损耗 为 5.010-4。 0021 实施例 4 将实施例 1 中绝缘复合材料细粉 A 的粉体在 220kg/cm2下， 冷。
17、压成胚， 在 680加热软 化后， 将其注入到预置金属嵌件的模具中， 在 3000kg/cm2压力下成型， 降温， 300退火， 降 至室温， 在其外表面涂有机硅树脂， 180加热， 制得绝缘子 1。制得的玻璃云母绝缘子具有 耐高温和介电损耗低的特点， 具有良好的抗冲击性能， 可以在电力机车、 城市地铁、 高速铁 路长期使用。 0022 实施例 5 将实施例 3 绝缘复合材料细粉 C 粉体在 220kg/cm2下， 冷压成胚， 在 680加热软化后， 将其注入到预置金属嵌件的模具中， 在 3000kg/cm2压力下成型， 降温， 300退火， 降至室 温， 在其外表面涂有机硅树脂， 180加热， 制得绝缘子 2。制得的玻璃云母绝缘子具有耐高 温和介电损耗低的特点， 具有良好的抗冲击性能， 可以在电力机车、 城市地铁、 高速铁路长 期使用。 说 明 书 CN 102290121 A 。