[发明专利]用于ZnO电阻片侧面绝缘的无铅复合玻璃粉、制备方法及玻璃釉

说明书

本发明提供一种用于ZnO电阻片侧面绝缘的无铅复合玻璃粉、制备方法及玻璃釉，其中，所述无铅复合玻璃粉包括以下重量份的组分：Bi₂O₃ 60~80%、ZnO 5~14%、B₂O₃ 10~25%、Al₂O₃ 2~5%、CaO 0.5~3%、Fe₂O₃ 0.1~0.6%、CuO 1~5%、MnO₂ 1~3%和Sb₂O₃ 0.1~1%。因此，本发明具有不含钒、铅等有害元素的和绝缘性能高的优点。

技术领域

本发明涉及电力系统的避雷器的ZnO非线性金属氧化物压敏电阻片技术领域，尤其涉及一种用于ZnO电阻片侧面绝缘的无铅复合玻璃粉、制备方法及玻璃釉。

背景技术

压敏电阻器在抑制电压浪涌及过电压保护方面有着很好的表现，特别是在保障电子仪器、保护电力设备安全稳定正常工作方面起着非常重要作用，而且由于其制作方便、造价低廉的原因，压敏电阻器已被广泛应用于国防军事、航天航空、电力(交直流输配电)电子、通讯交通、工业保护和家用电器等许多领域。

自从1968年日本松下公司首次研制成功了以ZnO为主体、若干氧化物添加剂改性的压敏电阻器以来，它就以通流容量大、非线性系数大、漏电流小、响应时间短等优异的电学性能迅速成为制造压敏电阻器的主导材料。

为防止ZnO电阻片在高电压、大电流下发生沿面闪络，应在其侧面上一层绝缘优良的绝缘层，使得ZnO电阻片本体其表面不会直接受到污染和潮气的影响，经过绝缘处理的表面即使受潮也容易消除。目前，应用最广泛的材料为有机绝缘材料（如环氧树脂、聚酰亚胺等）和无机材料（一般为玻璃釉）。有机涂层与电阻片坯体附着力不好，且环氧系热膨胀能系数与电阻片坯体差别很大，受到热冲击时环氧树脂就会产生裂纹而导致侧面绝缘材料的老化。且有机材料的使用温度不高，限制了ZnO电阻片的使用范围。因此采用无机材料是当前国内外ZnO电阻片侧面绝缘层的方向。

目前国内外的研制的低熔点玻璃体系均集中在铋酸盐系、磷酸盐系、钒酸盐系和硼酸盐系。其中：磷酸盐系的玻璃化学性质不稳定，容易水解；钒酸盐玻璃中，钒剧毒，且价格昂贵；硼酸体系虽然成本低廉，但是其烧结温度高，难以用于ZnO电阻片的侧面绝缘层。铋酸盐玻璃价格低廉，对环境友好，且易制得低熔点的玻璃。但是铋酸盐玻璃普遍强度较低，作为ZnO电阻片侧面的外保护层，在ZnO电阻片的后道加工与搬运过程中易磕碰造成裂纹。采用析晶型的铋酸盐玻璃，则会使该玻璃组分变得复杂，且需严格控制热处理温度，以控制析晶的程度与形成晶相的种类，使得批量生产时难度增大。

中国专利CN101857370A公开了一种无铅铋酸盐玻璃粉，原料按重量百分比组成为：Bi₂O₃为65～85％，B₂O₃为1～30％，ZnO为1～20％，Al₂O₃为1～10％，MgO为1～5％，V₂O₅为1～5％，Li₂O为1～5％，WO₃为1～5％，P₂O₅为1～3％，SrO为1～3％；该配方尽管是以铋酸盐为主体的玻璃，但配方中仍然含有钒元素，并以剧毒的V₂O₅的引入，其次，配方中还存在磷元素，并以P₂O₅引入，P₂O₅原材料易发生潮解，难以大批量准确控制，不利于工业生产；此外，该专利的最终烧结的得到的玻璃层均为非结晶型，存在磕碰易开裂的风险。

发明内容

为了解决上述问题，本发明向社会提供一种不含钒、铅等有害元素的、绝缘性能高的用于ZnO电阻片侧面绝缘的无铅复合玻璃粉。