氧化鎂是一種寬禁帶絕緣材料,其優良的介電、吸附等特性使其在改進低密度聚乙烯LDPE、交聯聚乙烯XLPE等電氣材料的絕緣性能的應用中得到了廣泛關注。對氧化鎂的絕緣性能進行系統研究具有重要意義。製備絕緣性能較好的氧化鎂的工藝及條件,分析了氧化鎂的物理性質對其絕緣性能的影響,確定製備絕緣性能優良的氧化鎂的工藝條件。
在此基礎上,河北鑫滔新材料科技有限公司以鹽湖滷水為原料,結合前人研究結果,河北鑫滔新材料科技有限公司開發製備高絕緣性EP/氧化鎂複合材料的工藝技術路線。
主要研究內容及所得結論如下:
1.首先以分析純試劑採用直接沉澱法製備氧化鎂,探索操作條件對氧化鎂絕緣性能的影響,如反應溫度、反應時間、氨溶液濃度、分散劑種類和分散劑添加量。對所得氧化鎂進行了XRD、粒度分布表徵和體積電阻率的測定。研究結果表明,氧化鎂絕緣性能與其結晶度無關,與其粒度分布有關。粒度分布越窄且顆粒尺寸越小,絕緣性能越好。
2.為了獲得粒度分布窄的氧化鎂,在直接沉澱法實驗結果基礎上,探索採用均勻沉澱法製備氧化鎂,以改善的粒度分布和粒徑。探討了煅燒溫度和煅燒時間對氧化鎂絕緣性能的影響。研究結果表明,均勻沉澱法有效地減小了氧化鎂的粒度分布寬度。通過分析PL圖譜及體積電阻率的測量結果,認為氧化鎂的絕緣性能與氧化鎂晶體內部肖特基缺陷水平無關。
3.為改善氧化鎂在有機相中的分散性,以分析純表面活性劑對所得氧化鎂進行溼法改性,探討了改性劑種類、改性溫度、改性時間和改性劑添加量對產品體積電阻率的影響。研究結果表明,改性能夠顯著提高產品的絕緣性能;氧化鎂電阻率隨著改性溫度、改性時間、改性劑用量的提高,均呈現先升高後下降的趨勢,其中用硬脂酸鈉改性的氧化鎂的絕緣性能較好,體積電阻率達到了17711MΩ?m。通過分析,認為硬脂酸鈉對氧化鎂絕緣性能的改善主要是由於其對氧化鎂的吸附作用較強。
4.以噶雄淖爾芒硝和白鈉鎂礬共生礦以及吉蘭泰鹽湖滷水為鎂源,按照前期獲得的適宜製備和改性工藝,製備EP/氧化鎂複合材料。對EP/氧化鎂進行了彎曲性能和體積電阻率的表徵。
實驗結果表明,結合前人的研究成果,河北鑫滔新材料科技有限公司實現了以天然材料為原料,製備具有較好絕緣性能的納米氧化鎂。高絕緣性納米氧化鎂填料可以有效改善EP的絕緣性能。