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云母絕緣材料中云母粉質量控制要點 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2016-11-03 13:26:00 瀏覽次數: |
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作為電氣絕緣材料使用是云母應用的重要方向。云母絕緣材料在使用的過程中,需要具備足夠大的面積。隨著大片云母資源的枯竭,以碎云母通過合適的加工方式制備的片狀絕緣材料已經成為云母絕緣使用的主流。云母鱗片除雜、最佳粒度組成控制、表面改性等,成為提高云母鱗片質量,改善云母絕緣材料性能的重要工作。
傳統的云母絕緣材料制備方式為:云母經粉碎后制備云母紙,云母紙在補強材料如環氧樹脂、有機硅樹脂、玻璃纖維、聚酰胺薄膜等的作用下形成具有一定強度的云母板、云母帶等絕緣材料。
新型云母基復合絕緣材料,有別于傳統的云母紙、云母板、云母帶增強、補強技術,是通過新型的成型技術,在復合材料制備的過程中,直接添加增強材料,達到提高材料強度,提升絕緣材料整體性能的目的。
云母鱗片除雜
云母的選礦提純方法依云母的性質和種類而異。片狀云母一般采用手選、摩擦選、形狀選礦等;碎云母則采用風選和浮選。
根據云母本身的結構特點及礦石中的礦物組成進行選擇性破碎,將云母剝成薄片的同時把礦石中的石英、長石、少量粘土礦物及蛭石等有害雜質磨細,然后用篩分和風選進行提純,此法是目前云母選礦最經濟有效的辦法,也是多年來眾多生產廠家生產實踐驗證的選礦方法之一。
最佳粒度組成控制
以云母紙為例,選用白云母經粉碎制得云母漿料,粒度分布見表1:
破碎后的云母漿料篩分為 +20 目、-20+40 目、-40+60目、-60+80 目、-80 目 5 個級別,將各粒級云母分別造紙,觀察各粒度級別對云母紙強度性能的影響。所獲得的云母紙的抗張強度和介電強度見表 2。
從表2可以看出,粒度較大的云母抄造的云母紙的抗張強度較高,-60+80 目云母抄造的紙張抗張強度最小,對應的介電強度有同樣的規律。
在云母紙的抄造過程中,云母鱗片的尺寸和粒度范圍都會對云母片與片之間的接觸面積和搭接結構產生一定的影響,影響鱗片間的吸附力,進而影響云母紙的強度。實驗研究發現,單級別較大尺寸的云母鱗片所抄造的云母紙的抗張強度和擊穿強度較高。大鱗片窄粒度組成云母紙的抗張強度和擊穿強度明顯優于小鱗片窄粒度組成和寬粒度組成云母紙的抗張強度和擊穿強度。
通過調整云母漿料粒度級配可有效的提高云母紙的強度。實驗表明:粒度范圍為 +60目時,+20 目、-20+40 目、-40+60目云母鱗片級配配比為 4:1:1,抄取的云母紙的抗張強度和擊穿強度最高分別為 2.941N/cm 和 20.91k V/mm,比原始漿料抄造的云母紙的抗張強度 1.096N/cm和擊穿強度 12.24k V/mm 均有較大程度的提高。見表3。
表面改性
云母與增強材料直接復合成型制備新型云母基片狀絕緣材料,是云母基絕緣材料發展的一個重要方向。作為絕緣材料用的云母粉產品比一般通用產品提出了更多、更高的要求。為了使無機的云母粉與有機高分子材料更好的聚合,必須對云母粉進行表面改性。
云母粉的表面改性可分為有機表面改性和無機表面包覆(膜)改性二種工藝。云母基絕緣材料多用有機表面改性,目的是提高云母粉與增強材料的相容性,改善其應用性能。常用的表面改性劑為硅烷偶聯劑、丁二烯、鋯鋁酸鹽、有機硅(油)等。
與傳統云母紙相比,經烷基鄰鈦酸改性的云母鱗片制備的云母紙的拉伸強度、撕裂度和抗皺性 能具有明顯的提升。
采用硅烷偶聯劑改性后的云母鱗片,通過混料、沉降、抽濾和烘干工藝獲得了結構較為緊密的復合云母板坯料,采用分步熱壓成型工藝(升溫排氣、熱壓固化、保壓冷卻),解決了材料成型過程中的排氣問題,提高了材料的成型強度。
生產實踐告訴我們,云母粉生產廠家只要根據用途優選原料,配備合理的工藝設備,由訓練有素的生產人員組成生產體系,通過云母鱗片除雜、穩定云母粉粒度、表面改性等手段提升云母粉質量,必將獲得符合用戶要求的優質產品。
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