专利名称：复合纳米绝缘涂料加工方法及其在氧化锌阀片上施涂方法
技术领域：
本发明涉及氧化锌(ZnO)避雷器的核心部件氧化锌阀片，具体指，为提高ZnO阀片绝缘性能而提供一种复合纳米绝缘涂料的加工方法及其在ZnO阀片上施涂方法，从而在金属氧化锌阀片上形成高阻层。
背景技术：
氧化锌避雷器是保护电器设备免受过电压侵害的一种保护设备。由于氧化锌避雷器优越的非线性特性和良好的通流能力，现已被广大电力部门用户接受而广泛使用，然而随着氧化锌避雷器的大量使用，因避雷器本身发生事故而导致被保护设备发生损坏与引起电力事故时有发生。因此在不断提高避雷器的制造水平、保证避雷器制造质量的基础上，积极开展对避雷器的运行状态作进一步的研究将有助于电力设备的安全运行。
氧化锌避雷器的核心部件是ZnO阀片，其性能水平的高低直接影响避雷器产品水平。ZnO阀片作为一种压敏电子陶瓷元件，必须满足多项电器性能要求，尤其大电流冲击耐受是考核阀片性能的重要参数之一，它关系到氧化锌避雷器产品在过电压保护时的能量承受水平，因而亦直接关系到氧化锌避雷器在输配电线路中运行的安全性和可靠性。
在IEC99-4中，对标称放电电流分别为5kA和10kA的避雷器，其4/10μs大电流冲击耐受分别要求达到65kA和100kA水平。新的国家标准GB11032-××××也在向其靠拢。
而目前国内实际避雷器制造业的ZnO阀片(D3系列)的耐受大电流冲击的平均水平为40kA，因此，距离国际标准尚存在距离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合纳米绝缘涂料加工方法及其在氧化锌阀片上施涂方法，预期通过该复合纳米绝缘涂料施涂在氧化锌阀片上提高ZnO阀片的绝缘性能。
本发明所提供的一种复合纳米绝缘涂料的加工方法，包括下列步骤1)将纳米无机材料采用新的表面处理手段，即对粉料颗粒作降低表面活性处理或微观分散技术来加工成纳米粉体；2)按纳米粉体∶有机绝缘聚合物＝(5～7)∶(20～30)来配比浆料；3)将纳米粉料、有机绝缘聚合物浆料和硬度较高的研磨介质一起作不规则的运动而持续不断地冲撞，研磨介质以不同的速度和方向紊乱运动；4)研磨介质对邻近的纳米粉和有机聚合物施以剪切力或冲击力交错或同时存在，迫使纳米粉料与有机绝缘聚合物浆料进行磨合，并均匀分散，形成复合纳米绝缘涂料。
在上述复合纳米绝缘涂料的加工方法中，研磨介质为球体或柱体。
本发明还提供了一种在氧化锌阀片上施涂复合纳米绝缘涂料的方法，包括下列步骤将ZnO阀片的烧结体放在专用涂漆机上；对ZnO阀片进行均匀的施涂，即通过专用涂漆机给漆量和速度准确地控制好绝缘层的厚度与表面光洁度；然后在170℃下，经过7～8小时进行烘烤，至该复合纳米绝缘涂料中“杂环”结在该温度下绞接固化，形成绝缘性能良好的高阻层。
上述的在氧化锌阀片上施涂复合纳米绝缘涂料的方法中，是在所述氧化锌阀片的侧面施涂复合纳米绝缘涂料。
采用了上述的技术解决方案，将无机纳米粉料与有机绝缘聚合物浆料产生出复合纳米绝缘涂料，将该复合纳米绝缘涂料引用到传统的避雷器阀片制造工艺之中，提高了ZnO阀片耐受大电流冲击水平，使ZnO阀片侧面绝缘强度大为提高，达到和超过国家标准。
具体实施例方式
由于纳米无机材料与有机绝缘聚合物的复合，其无机相与有机相是在纳米范围的复合，两相之间的界面面积非常大，存在界面间的化学结合，形成理想的粘接力，可消除无机相和有机相之间热膨胀系数不匹配的问题，并将无机相的刚性、热稳定性与有机聚合物的韧性、加工性、耐潮性及介电性能综合在一起，从而产生许多新异的性能。
本发明，即一种复合纳米绝缘涂料的加工方法，包括下列步骤1)为了克服纳米粉体易团聚、沉降从而影响纳米材料在有机聚合物中的分散及稳定性，将纳米无机材料采用新的表面处理手段，即对粉体颗粒作降低表面活性处理或微观分散技术来加工成纳米粉体；2)按纳米粉体∶有机绝缘聚合物＝(5～7)∶(20～30)进行配比浆料；3)由于纳米粉体与有机聚合物的复合是在纳米范围的复合，两相之间的界面接触面积很大，因此给复合增加了难度，在复合过程中，将表面活性较高的纳米粉体与“杂环”结构的有机聚合物磨合成密度高、两相间渗透均匀、憎水性强的新型绝缘材料，将纳米粉料、有机绝缘聚合物浆料和硬度较高的研磨介质(球状或柱状)一起作不规则的运动而持续不断地冲撞，研磨介质(球或柱)以不同的速度和方向紊乱运动；4)研磨介质对邻近的纳米粉和有机聚合物施以剪切力或冲击力交错或同时存在，迫使纳米粉料与有机绝缘聚合物浆料进行磨合，并均匀分散，形成复合纳米绝缘涂料。
通常ZnO阀片在承受4/10μs大电流冲击时，最致命的缺陷是阀片沿侧面闪络，因此必须在ZnO阀片侧面涂布一层绝缘性能优良的绝缘层。
本发明在氧化锌阀片的侧面上施涂复合纳米绝缘涂料的方法，包括下列步骤将ZnO阀片的烧结体放在专用涂漆机上；对ZnO阀片进行均匀的施涂，即通过专用涂漆机给漆量和速度准确地控制好绝缘层的厚度与表面光洁度，形成厚薄均匀、表面致密无针孔和憎水性好的绝缘层；然后在170℃下，经过7～8小时进行烘烤，至该复合纳米绝缘涂料中“杂环”结在该温度下绞接固化，形成绝缘性能良好的高阻层，确保绝缘层的机械强度和表面质量。
本发明复合纳米绝缘涂料施涂在ZnO阀片上，使得ZnO阀片耐受4/10μs大电流冲击水平有了较大的提高达，例如
权利要求
1.一种复合纳米绝缘涂料的加工方法，包括下列步骤1)将纳米无机材料采用新的表面处理手段，即对粉料颗粒作降低表面活性处理或微观分散技术来加工成纳米粉体；2)按纳米粉体∶有机绝缘聚合物＝(5～7)∶(20～30)来配比浆料；3)将纳米粉料、有机绝缘聚合物浆料和硬度较高的研磨介质一起作不规则的运动而持续不断地冲撞，研磨介质以不同的速度和方向紊乱运动；4)研磨介质对邻近的纳米粉和有机聚合物施以剪切力或冲击力交错或同时存在，迫使纳米粉料与有机绝缘聚合物浆料进行磨合，并均匀分散，形成复合纳米绝缘涂料。
2.权利要求1所述的复合纳米绝缘涂料的加工方法，其特征在于所述的研磨介质为球体或柱体。
3.一种在氧化锌阀片上施涂复合纳米绝缘涂料的方法，包括下列步骤将ZnO阀片的烧结体放在专用涂漆机上；对ZnO阀片进行均匀的施涂，即通过专用涂漆机给漆量和速度准确地控制好绝缘层的厚度与表面光洁度；然后在170℃下，经过7～8小时进行烘烤，至该复合纳米绝缘涂料中“杂环”结在该温度下绞接固化，形成绝缘性能良好的高阻层。
4.权利要求1所述的在氧化锌阀片上施涂复合纳米绝缘涂料的方法，其特征在于是在所述氧化锌阀片的侧面施涂复合纳米绝缘涂料。
全文摘要
一种复合纳米绝缘涂料加工方法及其在氧化锌阀片上施涂方法，其中复合纳米绝缘涂料加工方法为将纳米无机材料采用新的表面处理手段或微观分散技术来加工成纳米粉体；按比例配比纳米粉体和有机绝缘聚合物浆料；将纳米粉料、有机绝缘聚合物浆料和硬度较高的研磨介质一起作不规则的运动而持续不断地冲撞，研磨介质以不同的速度和方向紊乱运动；研磨介质迫使纳米粉料与有机绝缘聚合物浆料进行磨合，并均匀分散，形成复合纳米绝缘涂料。本发明将无机纳米粉料与有机绝缘聚合物浆料产生出复合纳米绝缘涂料，将该复合纳米绝缘涂料引用到传统的避雷器阀片制造工艺之中，提高了ZnO阀片耐受大电流冲击水平，使ZnO阀片侧面绝缘强度大为提高，耐受4/10μs大电流冲击水平，达到和超过国家标准。
文档编号C09D5/25GK1629227SQ20031012262
公开日2005年6月22日 申请日期2003年12月19日 优先权日2003年12月19日
发明者缪祖基, 张家骞, 姚政, 王崇新, 翟维琴 申请人:上海电瓷厂