[发明专利]用于制作矿物绝缘电缆的绝缘材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于制作矿物绝缘电缆的绝缘材料及其制备方法，主要由以下原材料制备得到：粉煤灰、四氟铝酸钾和氧化镁。将所述粉煤灰、四氟铝酸钾和氧化镁在搅拌器中混合，使充分混合均匀；将水溶液喷入混合粉体中，混合，使得混合粉体有一定的湿度和粘接性；将混合好的粉体料用压柱机压制成所需形状的瓷柱；将所述瓷柱放入燃烧炉中，经过1180‑1200℃加热煅烧2.5‑3小时，自然冷却至40‑50℃出炉得到。解决了氧化镁吸水、绝缘差、成型难、均匀性差的问题。制得的绝缘材料均匀性好，绝缘电阻高。

技术领域

本发明涉及一种用于制作矿物绝缘电缆的绝缘材料及其制备方法，属于绝缘材料领域。

背景技术

矿物绝缘电缆(Mineral Insulated Cable)简称MI电缆，作为配线使用时，国内习惯称作氧化镁电缆或防火电缆。它是由矿物材料氧化镁粉作为绝缘的铜芯铜护套电缆，矿物绝缘电缆由铜导体、氧化镁、铜护套两种无机材料组成。矿物绝缘电缆是用退火铜作为导体、密实氧化镁作为绝缘、退火铜管作为护套的一种电缆，必要时，在退火铜护套外面挤包一层塑料外护层，特殊要求无烟无卤场合可以在外面加一层低烟无卤护套。

矿物绝缘电缆已广泛应用于高层建筑、石油化工、机场、隧道、船舶、海上石油平台、航空航天、钢铁冶金、购物中心、停车场等场合。采用单一氧化镁粉作为绝缘层，它本身不会引起火灾，不会燃烧或助燃，由于铜的熔点是1083℃、氧化镁的熔点是2800℃，因此该种电缆可以在接近铜的熔点的火灾情况下继续保持供电，是一种防火电缆。但是氧化镁在煅烧后吸水性很高，造成电缆绝缘性变差。单独采用氧化镁粉作为绝缘材料在煅烧过程中成型较困难，成瓷柱时间长，成本高。

CN 105801093 A公开了一种粉煤灰耐高温绝缘材料及其制备与用途，将粉煤灰引入氧化镁绝缘材中，制作粉煤灰耐高温绝缘材料，在氧化镁耐火绝缘材料中加入特定配比的粉煤灰材料解决和填补了氧化镁因密度大、易吸水、绝缘电阻、流动性差的问题。因粉煤灰在高温中形成的微珠结构，在空气中不易吸水，而且绝缘体积电阻高、耐高温，弥补了氧化镁的缺点和不足。但是却存在粉煤灰和氧化镁粉体混合均匀性差的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于制作矿物绝缘电缆的绝缘材料。本发明的第二目的在于提供该种材料的制备方法，制得的绝缘材料均匀性好，绝缘电阻高。

为了实现上述第一目的，本发明的技术方案为：一种用于制作矿物绝缘电缆的绝缘材料，其特征在于，主要由以下原材料制备得到：粉煤灰、四氟铝酸钾和氧化镁。

上述方案中：主要由重量份数的以下原材料制备得到：25-40份粉煤灰、1-3份四氟铝酸钾和50-70份氧化镁。

优选：主要由重量份数的以下原材料制备得到：30-35份粉煤灰、1-1.5份四氟铝酸钾和60-65份氧化镁。

氧化镁在配方中起到耐火作用，但吸水后绝缘差，煅烧过程中材料成型难。本发明中采用的粉煤灰、四氟铝酸钾为非吸水的粉体。粉煤灰不吸收水分，绝缘性好，易成型。四氟铝酸钾不吸收水分，煅烧至575℃呈熔融态，具有超流体性质，通过流动缩小氧化镁和粉煤灰之间的空隙，提高材料的密实度，易成型且均匀性好，随着温度的升高，四氟铝酸钾以气体的形式逸出，无论是熔融态还是气态，四氟铝酸钾均以分子态存在，不影响材料的绝缘性，即使成型后的瓷柱中有少量四氟铝酸钾残留，在后续650℃退火处理下会进一步气化，仍然不影响材料的绝缘性。以粉煤灰、四氟铝酸钾、氧化镁粉组成的三元复合无机材料的绝缘性和密实性比单氧化镁以及氧化镁和粉煤灰更好，解决了氧化镁吸水、绝缘差、成型难、均匀性差的问题。

上述方案中：还包括重量份数的5-15份的水溶液，所述水溶液中含有质量分数为0.05-0.1％的纤维素和1-1.5％的石蜡油。加入所述水溶液使粉体有一定的湿度和粘接性，为压制瓷块成型及便于脱模提供条件。纤维素的作用主要在粉体成瓷柱期间起到增强瓷柱强度的作用，保证瓷柱在煅烧过程中有一定的承压强度。石蜡主要起润滑作用，瓷柱在压型中宜于金属膜具脱膜。