專利名稱：一種礦物加熱電纜用氧化鎂絕緣預(yù)制管棒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于礦物加熱電纜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種礦物加熱電纜用氧化鎂絕緣預(yù)制管棒的制備方法，使用該方法制備的氧化鎂絕緣預(yù)制管棒，可以改善直接使用灌裝氧化鎂粉時存在的易吸濕、灌裝密度不均等缺點(diǎn)，有效地改善了氧化鎂絕緣層的電絕緣性能，提高了生產(chǎn)效率。
背景技術(shù)：
氧化鎂具有耐高溫、電絕緣、高導(dǎo)熱、高熱膨脹系數(shù)、耐堿性好、優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性和抗輻照性能、良好的光透過性等一系列的優(yōu)點(diǎn)，常被用來作為電熱管和礦物加熱電纜的電絕緣填充材料。礦物絕緣電纜是將銅導(dǎo)體嵌置在已充分干燥的、緊密質(zhì)實(shí)的氧化鎂粉末做為絕緣材料的無縫銅管中做成的電纜。因?yàn)檎麄€電纜全部由無機(jī)材料構(gòu)成，它與使用有機(jī)絕緣材料的電纜相比，具有突出的耐火、耐高溫、耐輻照的特性，其長期使用溫度可達(dá)·500 600°C。主要應(yīng)用于高溫或高腐蝕場所的電力輸配電及控制回路的信號傳輸，如石油、化工、冶金、船舶、核電、航空航天等高溫、輻照或高腐蝕領(lǐng)域。除此之外，該電纜由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在許多大型公共建筑，如機(jī)場、商業(yè)廣場等場所消防設(shè)備的配電線路中也得到了大量的使用。目前，礦物電纜通用的制備過程是將導(dǎo)體(如錳白銅或鎳鉻材料等)放入金屬(如不銹鋼或白銅等)護(hù)套內(nèi)，再灌裝填入粉狀氧化鎂絕緣材料，然后通過一系列的拉制和退火工序，可把電纜直徑減縮到所要求的尺寸，在拉制過程中，粉末進(jìn)一步被粉碎壓實(shí)，使其最終填充密度達(dá)到實(shí)際結(jié)晶密度的7510%左右，制成礦物絕緣電纜。直接灌裝填充氧化鎂粉絕緣材料存在以下一些問題(I)氧化鎂粉暴露在空氣中，容易吸收水分和二氧化碳而逐漸成為氫氧化鎂或堿式碳酸鎂，從而使其電絕緣性能降低，甚至喪失；(2)灌裝氧化鎂粉的填充密度不高，通常只能達(dá)到50%左右，而且填充的均勻性較差，這樣給后期的縮管工藝帶來較大的困難，需要進(jìn)行多次的拉拔-退火-再拉拔-再退火的循環(huán)生產(chǎn)工藝；(3)直接灌充氧化鎂粉的生產(chǎn)效率不高，尤其是對長距離礦物加熱電纜的生產(chǎn)無法實(shí)現(xiàn)理想的填充
山/又ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種礦物加熱電纜用氧化鎂絕緣預(yù)制管棒的制備方法，使用該方法制備的氧化鎂絕緣預(yù)制管棒，可以改善直接灌裝氧化鎂粉時存在的粉體易吸濕、灌裝密度不均、灌裝效率不高等缺點(diǎn)，有效地改善了氧化鎂絕緣層的電絕緣性能，提高了生產(chǎn)效率。且本發(fā)明制備工藝簡單，成本低，便于工業(yè)化生產(chǎn)，有利于推廣應(yīng)用。本發(fā)明技術(shù)方案如下一種礦物加熱電纜用氧化鎂絕緣預(yù)制管棒的制備方法，該方法包括如下步驟I、混料
首先將氧化鎂粉和二氧化硅粉按照氧化鎂粉二氧化硅粉=100:0. 5 2的重量比例混合后干法球磨4-12h，得到混合粉末；然后將混合粉末與粘結(jié)劑、增塑劑、潤滑劑按照混合粉末粘結(jié)劑增塑劑潤滑劑=100: (5^15) : (Γ3) : (I 2)的重量比例混合得到混合料，在真空練泥機(jī)中將混合料與蒸餾水(蒸餾水加入量為混合料重量的5 20%)混合煉泥，得到均勻的可塑泥料，密封陳腐24小時；真空練泥機(jī)中相對真空度不低于50% ；所述氧化鎂粉純度彡98. 0%，鐵元素質(zhì)量含量< O. 05%，粒度彡150目；所述二氧化硅粉純度彡99. 5 %，粒度彡200目；所述粘結(jié)劑為甲基纖維素、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素等；所述增塑劑為甘油、聚乙二醇、乙酸三甘醇等；所述潤滑劑為液體石蠟、桐油等。·2、成型采用擠出成型工藝，通過更換不同的擠出頭，可以擠出不同孔數(shù)的管狀坯體(如半孔、單孔、2孔、3孔、4孔、5孔、6孔、12孔等)，孔數(shù)、孔徑和管長可根據(jù)需要選擇；還體在50-80°C下干燥10-24小時。3、煅燒在空氣氣氛下，將干燥后的坯體1000 1400°C煅燒廣8小時，得到氧化鎂絕緣預(yù)
制管棒。本發(fā)明具有如下有益效果I、本發(fā)明制備的氧化鎂預(yù)制管棒結(jié)構(gòu)均勻，相對密度為6(Γ80%。使用該氧化鎂絕緣管棒具有很好的電絕緣性能，常態(tài)絕緣電阻彡1000Μ Ω，耐壓值彡1800V/0. 5mAS ;在表面功率密度6 15W/cm2時泄露電流彡O. 08mA,耐壓值彡1800V/0. 5mAS ;可使用在5000 1200°C溫度范圍。2、將本發(fā)明氧化鎂預(yù)制管棒用于礦物加熱電纜的加熱芯與外殼之間的電絕緣保護(hù)材料，有效地改善了直接灌裝氧化鎂粉時存在的粉體易吸濕、灌裝密度不均、灌裝效率不高等缺點(diǎn)，有效地改善了氧化鎂絕緣層的電絕緣性能，提高了生產(chǎn)效率。3、本發(fā)明制備工藝簡單，成本低，便于工業(yè)化生產(chǎn)，有利于推廣應(yīng)用。


圖I為本發(fā)明制備的氧化鎂預(yù)制管棒外形圖；其中(a)為實(shí)施例I制備的半孔氧化鎂預(yù)制管棒外形圖；(b)為實(shí)施例2制備的3孔氧化鎂預(yù)制管棒外形圖。圖2為本發(fā)明制備的氧化鎂預(yù)制管棒的顯微結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及實(shí)施例詳述本發(fā)明。實(shí)施例I :按照氧化鎂粉二氧化硅粉=100:0. 5的比例干法球磨混合12h，得到混合粉末；選用甲基纖維素(分子量500000)為粘結(jié)劑，聚乙二醇為增塑劑，桐油為潤滑劑，按照混合粉末粘結(jié)劑增塑劑潤滑劑=100:10:2:1的比例混合得混合料，在真空練泥機(jī)將混合料與適量水(為混合料質(zhì)量的8%)混合煉泥，得到均勻的可塑泥料，相對真空度不低于50% ；密封陳腐24小時；采用擠出成型工藝，可以擠出半孔的管狀坯體，截成長度約為IOcm;坯體在80°C下充分干燥。在空氣氣氛下，在1380°C煅燒2小時，得到半孔的氧化鎂絕緣預(yù)制管棒，其外形如圖I (a)所示。所制備的氧化鎂預(yù)制管棒的顯微結(jié)構(gòu)如圖2，由圖中可以看出顯微結(jié)構(gòu)均勻，致密度較高。該預(yù)制管棒的相對密度為76%。其常態(tài)絕緣電阻為1070ΜΩ，耐壓值彡1800V/0. 5mAS ;在表面功率密度為15W/cm2時泄露電流為O. 068mA，耐壓值彡1800V/0. 5mAS ;可使用在500 1200°C溫度范圍。實(shí)施例2 按照氧化鎂粉二氧化硅粉=100:1的比例干法球磨混合6h，得到混合粉末；選用聚乙烯醇(17-88)為粘結(jié)劑，甘油為增塑劑，液體石蠟為潤滑劑，然后按照混合粉末粘結(jié)劑增塑劑潤滑劑=100:15:1. 5:1. 5的比例混合得混合料，在真空練泥機(jī)中將混合料與適量水(水的質(zhì)量為混合料質(zhì)量的12%)混合煉泥，得到均勻的可塑泥料，相對真空度不低于50%;密封陳腐24小時；采用擠出成型工藝，可以擠出4孔的管狀坯體，截成長度約為IOcm;坯體在60°C下充分干燥。在空氣氣氛下，在1280°C煅燒5小時，得到4孔的氧化鎂絕緣預(yù)制·管棒。該預(yù)制管棒的相對密度為72%。其常態(tài)絕緣電阻為1106ΜΩ，耐壓值彡1800V/0. 5mAS ；在表面功率密度為10W/cm2時泄露電流為O. 062mA，耐壓值彡1800V/0. 5mAS;可使用在500 1200°C溫度范圍。實(shí)施例3 按照氧化鎂粉二氧化硅粉=100:2的比例干法球磨混合12h，得到混合粉末；然后按照混合粉末粘結(jié)劑增塑劑潤滑劑=100:5:2. 5:1的比例混合得到混合料，在真空練泥機(jī)中將混合料與適量水(水的質(zhì)量為混合料質(zhì)量的20%)混合煉泥，得到均勻的可塑泥料，相對真空度不低于50% ;密封陳腐24小時；采用擠出成型工藝，可以擠出3孔的管狀坯體，截成長度約為IOcm ;還體在50°C下充分干燥。在空氣氣氛下，在1050°C煅燒8小時，得到3孔的氧化鎂絕緣預(yù)制管棒，其外形如圖1(b)所示。該預(yù)制管棒的相對密度為66%。其常態(tài)絕緣電阻為1005ΜΩ，耐壓值彡1800V/0. 5mAS ;在表面功率密度為6W/cm2時泄露電流為O. 057mA，耐壓值彡1800V/0. 5mAS ;可使用在500 1200°C溫度范圍。
權(quán)利要求
1.一種礦物加熱電纜用氧化鎂絕緣預(yù)制管棒的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟 (1)混料 將氧化鎂粉和二氧化硅粉按照氧化鎂粉二氧化硅粉=100: (0. 5 2)的重量比例混合后干法球磨4-12h，得到混合粉末；然后將混合粉末與粘結(jié)劑、增塑劑、潤滑劑按照混合粉末粘結(jié)劑增塑劑潤滑劑=100: (5^15) : (T3) : (I 2)的重量比例混合得到混合料，在真空練泥機(jī)中將混合料與蒸餾水混合煉泥，得到均勻的可塑泥料，密封陳腐24小時； (2)成型 采用擠出成型工藝擠出管狀坯體，坯體在50-80°C下干燥10-24小時。
(3)鍛燒 經(jīng)步驟(2)干燥后的坯體在空氣氣氛下1000 1400°C煅燒廣8小時，得到氧化鎂絕緣預(yù)制管棒。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧化鎂絕緣預(yù)制管棒的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述蒸餾水的加入量為混合料重量的5 20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧化鎂絕緣預(yù)制管棒的制備方法，其特征在于步驟(I)中真空練泥機(jī)中相對真空度不低于50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧化鎂絕緣預(yù)制管棒的制備方法，其特征在于所述氧化鎂粉純度> 98. 0%，鐵元素質(zhì)量含量< 0. 05%，粒度> 150目；所述二氧化硅粉純度> 99.5%,粒度> 200目。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧化鎂絕緣預(yù)制管棒的制備方法，其特征在于所述粘結(jié)劑為甲基纖維素、聚乙烯醇、羧甲基纖維素或羥丙基甲基纖維素。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧化鎂絕緣預(yù)制管棒的制備方法，其特征在于所述增塑劑為甘油、聚乙二醇或乙酸三甘醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧化鎂絕緣預(yù)制管棒的制備方法，其特征在于所述潤滑劑為液體石臘或桐油。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧化鎂絕緣預(yù)制管棒的制備方法，其特征在于步驟(2)擠出成型工藝中，通過更換不同的擠出頭，擠出不同孔數(shù)的管狀坯體，管狀坯體的孔數(shù)、孔徑和管長根據(jù)需要選擇。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氧化鎂絕緣預(yù)制管棒的制備方法，其特征在于所述管狀坯體為半孔、單孔、2孔、3孔、4孔、5孔、6孔或12孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種礦物加熱電纜用氧化鎂絕緣預(yù)制管棒的制備方法，該方法首先將氧化鎂粉和二氧化硅粉按照100:(0.5～2)的重量比例混合后干法球磨得到混合粉末；然后將混合粉末與粘結(jié)劑、增塑劑、潤滑劑按照100:(5~15):(1~3):(1～2)的重量比例混合加入真空練泥機(jī)，在真空練泥機(jī)中與蒸餾水混合煉泥，得到均勻的可塑泥料，密封陳腐24小時后采用擠出成型工藝擠出管狀坯體，坯體干燥后1000～1400℃煅燒1~8小時，得到氧化鎂絕緣預(yù)制管棒。所制備的氧化鎂絕緣預(yù)制管棒，可以改善直接使用灌裝氧化鎂粉時存在的易吸濕、灌裝密度不均等缺點(diǎn)，有效地改善了氧化鎂絕緣層的電絕緣性能，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號H01B3/12GK102786293SQ20121026283
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者呂佳成, 汪長安 申請人:呂佳成, 汪長安