一种氧化铝填料的表面改性处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种氧化铝填料的表面改性处理方法及装置，装置包括：电解槽、旋转电机、网状金属笼、超声换能器和直流电源，方法包括将第一氧化铝填料粉末置于网状金属笼中，在电解槽中注入电解液，直至满足第一预设条件；启动旋转电机和超声换能器，通过调整旋转电机和超声换能器，将网状金属笼内的第一氧化铝填料粉末进行翻转搅拌，得到第二氧化铝填料粉末；启动直流电源，将网状金属笼内的第二氧化铝填料粉末进行电化学反应，得到表面改性的氧化铝填料。本实施例实现了在电化学反应中改变氧化铝填料的表面的性质，提高电工环氧复合材料的力学性能和热稳定性。力学性能和热稳定性。力学性能和热稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化铝填料的表面改性处理方法及装置


[0001]本专利技术涉及氧化铝填料领域，尤其涉及一种氧化铝填料的表面改性处理方法及装置。

技术介绍

[0002]电工环氧复合材料是一种重要的电气绝缘材料，广泛应用于电力、电子、通信、交通等领域中。氧化铝粉末是一种常用的填充剂，作为填料用于制作电工环氧复合材料，可以提高电工环氧复合材料的力学性能和热稳定性。
[0003]但是，氧化铝粉末的表面化学性质限制了其在电工环氧复合材料中的应用，例如其表面常常带有氢氧化铝等杂质，这些杂质会影响氧化铝粉末与环氧树脂基质之间的粘附性和相容性，从而降低环氧复合材料的力学性能和热稳定性。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种氧化铝填料的表面改性处理方法及装置，实现在电化学反应中改变氧化铝填料的表面的性质，提高电工环氧复合材料的力学性能和热稳定性。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种氧化铝填料的表面改性处理方法，包括：
[0006]表面改性处理方法执行在表面改性处理装置上，其中，表面改性处理装置包括：电解槽、旋转电机、网状金属笼、超声换能器和直流电源；
[0007]其中，电解槽与旋转电机连接，网状金属笼的第一底面与直流电源的连接，网状金属笼的第一侧面与旋转电机连接，超声换能器与电解槽连接，网状金属笼的第二底面与超声换能器正对；
[0008]表面改性处理方法包括：
[0009]将第一氧化铝填料粉末置于网状金属笼中，在电解槽中注入电解液，直至满足第一预设条件；
[0010]启动旋转电机和超声换能器，通过调整旋转电机和超声换能器，将网状金属笼内的第一氧化铝填料粉末进行翻转搅拌，得到第二氧化铝填料粉末；
[0011]启动直流电源，将网状金属笼内的第二氧化铝填料粉末进行电化学反应，得到表面改性的氧化铝填料。
[0012]实施本专利技术实施例，将第一氧化铝填料粉末置于网状金属笼中，在电解槽中注入电解液，直至满足第一预设条件；启动旋转电机和超声换能器，通过调整旋转电机和超声换能器，将网状金属笼内的第一氧化铝填料粉末进行翻转搅拌，得到第二氧化铝填料粉末；启动直流电源，将网状金属笼内的第二氧化铝填料粉末进行电化学反应，得到表面改性的氧化铝填料通过电化学方法对氧化铝填料表面进行改性处理，在电化学反应过程中，改变氧化铝填料的表面特性，氧化铝填料表面在电化学腐蚀的作用下进行阳极氧化反应，生成多孔结构，增加了环氧树脂和氧化铝表面的接触面积，提高了氧化铝与环氧树脂基质的相容
性和粘附性，实现在电化学反应中改变氧化铝填料表面的性质，提高环氧复合材料的力学性能和热稳定性。
[0013]作为优选方案，通过调整旋转电机和超声换能器，将网状金属笼内的第一氧化铝填料粉末进行翻转搅拌，得到第二氧化铝填料粉末，具体为：
[0014]表面改性处理装置还包括：超声信号源；其中，超声信号源与超声换能器连接；
[0015]启动旋转电机，并通过调整旋转电机的转速，将网状金属笼内的第一氧化铝填料粉末进行翻滚；
[0016]启动超声信号源，并通过调整超声信号源的电压频率，将超声换能器置于谐振状态下工作，并调整超声信号源的输出功率至第一预设值，将网状金属笼内的第一氧化铝填料粉末进行搅拌；
[0017]直至满足第二预设条件，获得第二氧化铝填料粉末。
[0018]作为优选方案，通过调整旋转电机的转速，将网状金属笼内的第一氧化铝填料粉末进行翻滚，具体为：
[0019]表面改性处理装置还包括：绝缘联轴器；
[0020]其中，绝缘联轴器穿过电解槽的侧壁，绝缘联轴器的一端与旋转电机连接，绝缘联轴器的另一端与网状金属笼的第一侧面固连；
[0021]通过绝缘联轴器将旋转电机和网状金属笼之间形成电气绝缘，并调整旋转电机的转速，通过绝缘联轴器将旋转电机产生的旋转运动传递至网状金属笼，将网状金属笼内的第一氧化铝填料粉末进行翻滚。
[0022]作为优选方案，将网状金属笼内的第二氧化铝填料粉末进行电化学反应，得到表面改性的氧化铝填料，具体为：
[0023]表面改性处理装置还包括：电刷和石墨电极；
[0024]其中，网状金属笼的第一底面与电刷接触，电刷与直流电源的正极连接，石墨电极与直流电源的负极连接，网状金属笼的第二侧面与石墨电极正对；
[0025]将直流电源的正极电压施加于电刷，通过电刷将直流电源的正极电压施加于网状金属笼，并将直流电源的负极电压施加于石墨电极；
[0026]将网状金属笼内的第二氧化铝填料粉末与电解液进行阳极氧化反应，直至满足第三预设条件，得到表面改性的氧化铝填料。
[0027]实施本专利技术实施例，氧化铝填料表面在电化学腐蚀的作用下生成多孔结构，增加了环氧树脂和氧化铝表面的接触面积，提高氧化铝填料与环氧树脂基质之间的粘附性和相容性，取出电化学改性后的氧化铝粉末，烘干后密封保存，作为电工用环氧树脂的氧化铝填料，以确保电工环氧复合材料的热学和力学特性，保证电工环氧复合材料的使用寿命，确保电力设备安全稳定运行。
[0028]作为优选方案，第一预设条件，具体为：
[0029]电解液浸没电解槽内的所有部件；
[0030]其中，电解液为预设质量分数的磷酸溶液。
[0031]作为优选方案，网状金属笼的材质为钛材质，绝缘联轴器的材质为尼龙材质；
[0032]网状金属笼上的孔直径小于预设直径；
[0033]第一氧化铝填料粉末的粒径大于预设直径。
[0034]作为优选方案，第三预设条件，具体为：直流电源的工作时间满足预设时间；
[0035]其中，电刷的材质为导电聚合物聚苯胺。
[0036]为了解决相同的技术问题，本专利技术实施例还提供了一种氧化铝填料的表面改性处理装置，包括：电解槽、旋转电机、网状金属笼、超声换能器、直流电源和控制模块；
[0037]其中，电解槽与旋转电机连接，网状金属笼的第一底面与直流电源的连接，网状金属笼的第一侧面与旋转电机连接，超声换能器与电解槽连接，网状金属笼的第二底面与超声换能器正对，控制模块分别与电解槽、旋转电机、超声信号源和直流电源连接；
[0038]控制模块用于执行氧化铝填料的表面改性处理方法。
[0039]作为优选方案，表面改性处理装置还包括：超声信号源、绝缘联轴器、电刷和石墨电极；
[0040]其中，超声信号源与超声换能器连接，绝缘联轴器穿过电解槽的侧壁，绝缘联轴器的一端与旋转电机连接，绝缘联轴器的另一端与网状金属笼的第一侧面固连，网状金属笼的第一底面与电刷接触，电刷与直流电源的正极连接，石墨电极与直流电源的负极连接，网状金属笼的第二侧面与石墨电极正对；
[0041]电解槽用于进行电化学反应的容器；
[0042]直流电源用于为电化学反应提供恒定的直流电压；
[0043]石墨电极用于作为电化学反应的阴极材料；
[0044]网状金属笼用于盛放待处理的氧化铝填料粉末；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化铝填料的表面改性处理方法，其特征在于，所述表面改性处理方法执行在表面改性处理装置上，其中，所述表面改性处理装置包括：电解槽、旋转电机、网状金属笼、超声换能器和直流电源；其中，所述电解槽与所述旋转电机连接，所述网状金属笼的第一底面与所述直流电源的连接，所述网状金属笼的第一侧面与所述旋转电机连接，所述超声换能器与所述电解槽连接，所述网状金属笼的第二底面与所述超声换能器正对；所述表面改性处理方法包括：将第一氧化铝填料粉末置于所述网状金属笼中，在所述电解槽中注入电解液，直至满足第一预设条件；启动所述旋转电机和所述超声换能器，通过调整所述旋转电机和所述超声换能器，将所述网状金属笼内的所述第一氧化铝填料粉末进行翻转搅拌，得到第二氧化铝填料粉末；启动所述直流电源，将所述网状金属笼内的所述第二氧化铝填料粉末进行电化学反应，得到表面改性的氧化铝填料。2.如权利要求1所述的氧化铝填料的表面改性处理方法，其特征在于，所述通过调整所述旋转电机和所述超声换能器，将所述网状金属笼内的所述第一氧化铝填料粉末进行翻转搅拌，得到第二氧化铝填料粉末，具体为：所述表面改性处理装置还包括：超声信号源；其中，所述超声信号源与所述超声换能器连接；启动所述旋转电机，并通过调整所述旋转电机的转速，将所述网状金属笼内的所述第一氧化铝填料粉末进行翻滚；启动所述超声信号源，并通过调整所述超声信号源的电压频率，将所述超声换能器置于谐振状态下工作，并调整所述超声信号源的输出功率至第一预设值，将所述网状金属笼内的所述第一氧化铝填料粉末进行搅拌；直至满足第二预设条件，获得第二氧化铝填料粉末。3.如权利要求2所述的氧化铝填料的表面改性处理方法，其特征在于，所述通过调整所述旋转电机的转速，将所述网状金属笼内的所述第一氧化铝填料粉末进行翻滚，具体为：所述表面改性处理装置还包括：绝缘联轴器；其中，所述绝缘联轴器穿过所述电解槽的侧壁，所述绝缘联轴器的一端与所述旋转电机连接，所述绝缘联轴器的另一端与所述网状金属笼的第一侧面固连；通过所述绝缘联轴器将所述旋转电机和所述网状金属笼之间形成电气绝缘，并调整所述旋转电机的转速，通过所述绝缘联轴器将所述旋转电机产生的旋转运动传递至所述网状金属笼，将所述网状金属笼内的所述第一氧化铝填料粉末进行翻滚。4.如权利要求1所述的氧化铝填料的表面改性处理方法，其特征在于，所述将所述网状金属笼内的所述第二氧化铝填料粉末进行电化学反应，得到表面改性的氧化铝填料，具体为：所述表面改性处理装置还包括：电刷和石墨电极；其中，所述网状金属笼的第一底面与所述电刷接触，所述电刷与所述直流电源的正极连接，所述石墨电极与所述直流电源的负极连接，所述网状金属笼的第二侧面与所述石墨电极正对；
将所述直流电源的正极电压施加于所述电刷，通过所述电刷将所述直流电源的正极电压施加于所述网状金属笼，并将所述直流电源的负极电压施加于所述石墨电极；将所述网状金属笼内的所述第二氧化铝填料粉末与所述电解液进行阳极氧化反应，直至满足第三预设条件，得到表面改性的氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李盈，庞小峰，姚聪伟，孙帅，高超，李兴旺，周福升，宋坤宇，赵晓凤，王增彬，陈祖伟，杨贤，邰彬，黄若栋，杨芸，熊佳明，王国利，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：