低烟无卤阻燃电缆及其制备方法

《低烟无卤阻燃电缆及其制备方法》涉及电缆领域，尤其涉及一种低烟无卤阻燃电缆及其制备方法。

截至2012年7月，随着人们环保意识的提高和中国社会经济建设步伐的加快，低烟无卤阻燃电缆被广泛地应用在高层建筑、地铁、发电厂、核电站和轨道交通等重要部门及公共场所。当发生火灾时，电缆燃烧时不释放腐蚀性气体，并且透光性良好，对救援工作有很大的帮助，在很大程度上可以减少人员伤亡和财产损失。

电缆绝缘层是指电缆结构中缆芯外一层起到绝缘作用的包覆层，电缆的绝缘层主要由聚合物构成。低烟无卤阻燃电缆绝缘层一般采用聚烯烃作为基料，因聚烯烃系纯碳氢化合物，燃烧时分解成水和二氧化碳，不产生明显的烟雾和有害气体。为了达到同时满足无卤、低烟、阻燃的目标，最主要的方法是向基料中加入大量金属氢氧化物，如氢氧化镁、氢氧化铝。其反应机理为这些金属氢氧化物在高温下可以分解为水和相应的金属氧化物，同时吸收大量的热以阻止材料的继续燃烧。

为了达到优异的阻燃性能，一般电缆绝缘层中大量添加氢氧化铝或氢氧化镁等无机阻燃剂，其填充量往往需要大于树脂基料的量，这就大大降低了材料的机械物理性能，使其抗拉强度、断裂伸长率等性能指标大幅下降，继而承受机械外力的能力下降。大量无机物的填充，还会致使电缆料的耐撕裂性变差，一旦电缆局部产生小缺口，受力后小缺口会逐步扩大，并且受力越大，缺口扩大的速度就越快，最终导致电缆绝缘套整体破裂。

为了解决这一问题，人们提出了采用复合有机磷氮系阻燃剂的方法，其主要方法是将聚磷酸胺、季戊四醇及三聚氰胺以一定比率混合作为复合阻燃剂加入到电缆基料中，在燃烧过程中，聚磷酸胺作为酸源（脱水剂）与碳源（成炭剂）季戊四醇和气源（发泡剂）三聚氰胺发生反应，使材料表面形成一层炭质泡沫层，达到隔热、隔氧、抑烟并放置熔滴产生的作用。尽管磷氮系阻燃剂的添加量较无机阻燃剂有明显降低，添加30重量百分比左右即可得到较好的阻燃效果，但由于相容性等问题依然存在，其对材料综合力学性能的负面影响依然是不可忽视的，另一方面，磷氮系阻燃剂更适合于尼龙、PET等工程塑料体系的阻燃，而对于聚烯烃电缆料的阻燃会带来烟密度增大等问题。

另外，为了使电缆绝缘层可以经受断短路状态下的短时高温，工业界所广泛采用的是通过温水交联的硅烷接枝聚乙烯材料作为电缆的绝缘层，该方法的一个主要缺点是水煮过程耗时耗能，同时在水煮过程中往往在材料内部引入水份，同时在水煮过程中往往容易出现水份渗透至绝缘层及导体表面，从而使得绝缘层绝缘性能下降及导体表面易氧化等问题，以致电缆在使用过程中会存在一定的安全隐患。从而为电缆在使用过程中的失效埋下隐患。

图1是《低烟无卤阻燃电缆及其制备方法》的低烟无卤阻燃电缆的结构示意图。

2021年6月24日，《低烟无卤阻燃电缆及其制备方法》获得第二十二届中国专利优秀奖。

低烟无卤阻燃电缆及其制备方法操作内容

《低烟无卤阻燃电缆及其制备方法》提供了一种低烟无卤阻燃电缆，包括导电线芯，其外设置绝缘层，绝缘层为三层结构，外层材料为低烟无卤阻燃聚烯烃，中间层及内层材料为交联聚烯烃。

进一步的，中间层材料的交联度小于内层材料的交联度；中间层交联度较内层交联度低，主要为了保证材料的断裂伸长率，同时该层在加工过程中可以产生少量均匀分布的水份，从而为内层自交联过程提供一定的水源，不需要外界提供水分，达到自产自用的目的；内层材料交联度较高，其在功能上主要起到提高绝缘层整体的物理性能，并提升其耐温等级的作用，且此处交联主要是通过吸收中间层产生的水份而进行快速交联，从而避免绝缘层采用水煮方式带来的安全隐患。

优选的，所述交联聚烯烃为聚烯烃、硅烷基交联体系的混合物。《低烟无卤阻燃电缆及其制备方法》中，“硅烷基交联体系”是指含至少一种有机硅烷的化合物或化合物的混合物，用其与聚烯烃在一定的工艺条件下共混制得交联聚烯烃。

优选的，所述聚烯烃的熔体指数为0.2-5；若超出该范围将造成电缆成型困难，电缆表面不光滑等问题。

所述硅烷基交联体系包括不饱和烷氧基硅烷、过氧化物、交联催化剂及产水剂。

所述不饱和烷氧基硅烷选自乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。所述过氧化物选自过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、1，1-二叔丁基过氧化环己烷中的至少一种。所述交联催化剂选自二月桂酸二丁基锡、二甲基锡、二辛基锡、四苯基锡、氧化锌、氧化锡、辛酸亚锡、烷基苯磺酸、有机钛螯合物、苯醌、苯乙烯中的至少一种。所述产水剂选自氢氧化镁、氢氧化铝、硬脂酸、苯磺酸、烷基磺酸、氧化锌、氧化锡中的至少一种。

优选的，所述低烟无卤阻燃电缆，其绝缘层的三层结构为：外层材料的原料中含有：聚烯烃40-90重量份，阻燃剂10-60重量份，其中，阻燃剂为低烟无卤阻燃剂；中间层材料的原料中含有：聚烯烃91-98重量份，硅烷0.5-2重量份，过氧化物0.01-1重量份，交联催化剂0.01-2重量份，产水剂1-4重量份；内层材料的原料为聚烯烃90-96重量份，硅烷0.5-3重量份，过氧化物0.01-1重量份，交联催化剂0.01-3重量份，产水剂0.5-3重量份。

上述由聚烯烃和阻燃剂构成的外层为阻燃成碳层，因为该层具有较多的低烟无卤阻燃剂，在燃烧过程中其在电缆最外层形成一层致密碳层，主要起到隔热、隔氧、阻燃的作用。

上述由聚烯烃、硅烷、过氧化物、交联催化剂、产水剂等构成的中间层为中度交联产水阻燃层，其交联度相对最内层较低，由于产水剂的加入，此层可在没有外界水份深入的情况下自然交联，同时为相邻的内层提供交联所需的水分；由于此层无阻燃剂添加，交联度也较低，因此此层可以增加绝缘层整体的韧性并承受较大的形变。

上述由聚烯烃、硅烷、过氧化物、交联催化剂及产水剂构成的内层为高交联耐高温层，可以通过配方的调整使其交联度较高，这样可以提高绝缘层整体的拉伸强度并在电缆短路过程中能够耐受短时的高温。

由于在燃烧过程中主要是材料的外层与空气接触，因此材料的外层具有较高阻燃性可以更好地提高材料整体的阻燃效果。另一方面，中间的低交联、低填充层可以为制品提供更优良的韧性和耐形变特性。而最内层的高交联层可以耐受导体产生的高温并提供必要的拉伸强度。因此《低烟无卤阻燃电缆及其制备方法》将不同材料的不同特点有机结合，所制备的电缆可以更好地兼顾材料的阻燃性与机械性能。

《低烟无卤阻燃电缆及其制备方法》中，所述低烟无卤阻燃电缆的绝缘层中，三层的厚度为：中间层厚度<内层厚度≤外层厚度；其主要原因是这种绝缘层结构下，绝缘层中的电场分布更合理，绝缘层的综合性能也更优异。

《低烟无卤阻燃电缆及其制备方法》中，不饱和烷氧基硅烷指具有至少一个双键的（C₁-C₄）烷氧基硅烷。

《低烟无卤阻燃电缆及其制备方法》中绝缘层三层结构中的聚烯烃基料最好相同；因为各层采用相同的电缆基料，可保证层间的相容性良好、不会分层。

《低烟无卤阻燃电缆及其制备方法》采用非对称三层结构的设计所得的电缆绝缘层可以有效解决电缆护料阻燃性与力学性能难以兼顾的问题，同时中间层及内层交联所需水分在加工过程中即已形成，因此可以保证交联聚乙烯交联时间与交联程度易于控制。

此外，由于《低烟无卤阻燃电缆及其制备方法》中中间层及内层主要使用聚烯烃材料而阻燃剂等填料添加量较少，所得电缆绝缘强度较高填充电缆的强度更高，在电场强度方面可以耐受更高的电压降，因此与以往具有高阻燃剂添加的电缆绝缘层的电缆相比，该发明所得电缆的耐压等级较高。

《低烟无卤阻燃电缆及其制备方法》还提供了上述低烟无卤阻燃电缆的制备方法，具体为：将外中内三层材料的原料按一定比例混合均匀，采用多层共挤装置挤出该发明的具有三层结构的电缆绝缘层，并经共挤口模包覆到电缆缆芯上。即将各层原料按上述比例配置混合均匀，采用多层共挤装置，分别用三台挤出机分别混炼挤出电缆绝缘层的三层结构并经共挤口模包覆到电缆缆芯上。

低烟无卤阻燃电缆及其制备方法实施案例

• 实施例1：电缆绝缘层的制备及其性能

原料：外层的组分及重量配比为：线性低密度聚乙烯:氢氧化镁:蒙脱土=45:50:5；中间层的组分及重量配比为：线性低密度聚乙烯:乙烯基三甲氧基硅烷:过氧化二异丙苯:二月桂酸二丁基锡:硬脂酸＋氧化锌=95.4:1:0.1:0.5:3；内层的组分及重量配比为：线性低密度聚乙烯:乙烯基三甲氧基硅烷:过氧化二异丙苯:二月桂酸二丁基锡:烷基磺酸＋氧化锡=95.3:2:0.2:1:1.5；其中，线性低密度聚乙烯牌号为218W。

制备方法：按上述比例称取各种原料。对于中间层及最内层，均以A\B料的形式进行加工，即将聚烯烃树脂基料（该实施例中指线性低密度聚乙烯）与硅烷、过氧化物混合后造粒制成A料，再将聚烯烃树脂基料与交联催化剂、产水剂混合造粒制成B料，然后将A料与B料以一定比例（如19:1）混合挤出；对于最外层直接按配比混合。分别用三台挤出机，采用多层共挤装置挤出电缆绝缘层并经共挤口模包覆到电缆缆芯上；其中，通过控制多层共挤装置的各层分配比例，使所得电缆绝缘层各层厚度为：外层厚度0.5毫米，中间层厚度0.2毫米，内层厚度0.3毫米。

电缆绝缘层性能：制成的电缆绝缘层燃烧产物pH加权值为6.2，燃烧时产生的烟尘透光率81.5％，单根燃烧、成束燃烧均满足GB/T18380要求；电缆绝缘层抗拉强度为18.5兆帕，断裂伸长率为520％；该电缆绝缘层可耐受10千伏高压。

• 实施例2：电缆绝缘层的制备及其性能

原料：外层的组分及重量配比为：低密度聚乙烯:聚磷酸胺:季戊四醇:蒙脱土=67:20:10:3；中间层的组分及重量配比为：低密度聚乙烯:乙烯基三乙氧基硅烷:过氧化苯甲酰:辛酸亚锡:氢氧化镁=93.5:1:0.5:1:4；内层的组分及重量配比为：低密度聚乙烯:乙烯基三乙氧基硅烷:过氧化苯甲酰:有机钛螯合物:烷基磺酸＋氧化锡=94.5:2:0.5:2:1；其中，低密度聚乙烯牌号为DJ210。

制备方法：同实施例1，通过控制多层共挤装置的各层分配比例，使所得电缆绝缘层各层厚度为：外层厚度0.3毫米，中间层厚度0.1毫米，内层厚度0.2毫米。

电缆绝缘层性能：制成的电缆绝缘层燃烧产物PH加权值为5.7，燃烧时产生的烟尘透光率85.1％，单根燃烧、成束燃烧均满足GB/T18380要求；电缆绝缘层抗拉强度为17.4兆帕，断裂伸长率为530％；该电缆绝缘层可耐受3千伏高压。

• 实施例3：电缆绝缘层的制备及其性能

原料：外层的组分及重量配比为：低密度聚乙烯:氢氧化铝:蒙脱土=47:50:3；中间层的组分及重量配比为：低密度聚乙烯:乙烯基三甲氧基硅烷:1，1-二叔丁基过氧化环己烷:四苯基锡:氢氧化镁=94:1:0.5:1:3.5；内层的组分及重量配比为：低密度聚乙烯:乙烯基三乙氧基硅烷:过氧化苯甲酰:烷基苯磺酸:苯磺酸＋氧化锌=94.5:2:0.2:2:1；其中，低密度聚乙烯牌号为QLT17。

制备方法：同实施例1，通过控制多层共挤装置的各层分配比例，使所得电缆绝缘层各层厚度为：外层厚度1.0毫米，中间层厚度0.5毫米，内层厚度1.0毫米。

电缆绝缘层性能：制成的电缆绝缘层燃烧产物PH加权值为6.1，燃烧时产生的烟尘透光率75％，单根燃烧、成束燃烧均满足GB/T18380要求；电缆绝缘层抗拉强度为18.9兆帕，断裂伸长率为490％；该电缆绝缘层可耐受35千伏高压。

• 对比例1：电缆绝缘层的制备及其性能

电缆绝缘层一般为单层结构，其制备及性能如下：原料：单层的组分及重量配比为：低密度聚乙烯:乙烯基三甲氧基硅烷:1，1-二叔丁基过氧化环己烷:四苯基锡:氢氧化铝=48:1:0.2:0.5:50；其中，低密度聚乙烯牌号为DJ210。

制备方法：按上述比例称取各种原料。以A\B料的形式进行加工，即将低密度聚乙烯与硅烷、过氧化物混合后造粒制成A料，再将低密度聚乙烯与四苯基锡、氢氧化铝混合造粒制成B料，然后将A料与B料以一定比例（如19:1）混合挤出。分别用一台挤出机将树脂绝缘层包覆到电缆缆芯上；电缆绝缘层厚度1毫米。

电缆绝缘层性能：制成的电缆绝缘层燃烧产物PH加权值为4.5，燃烧时产生的烟尘透光率65％，单根燃烧满足GB/T18380要求、成束燃烧均不满足GB/T18380要求；电缆绝缘层抗拉强度为14.2兆帕，断裂伸长率为400％；该电缆绝缘层可耐受3千伏高压。

低烟无卤阻燃电缆及其制备方法专利目的

《低烟无卤阻燃电缆及其制备方法》针对专利背景中的缺陷，从电缆绝缘层结构的改进入手，提出一种低烟无卤阻燃电缆，其绝缘层具有低烟无卤阻燃性的同时具备优异的抗拉强度、断裂伸长率等综合力学性能，且电缆绝缘层耐压等级较高。

低烟无卤阻燃电缆及其制备方法技术方案

《低烟无卤阻燃电缆及其制备方法》提供了一种低烟无卤阻燃电缆，包括导电线芯，其外设置绝缘层，绝缘层为三层结构，外层材料为低烟无卤阻燃聚烯烃，中间层及内层材料为交联聚烯烃。

进一步的，中间层材料的交联度小于内层材料的交联度。

优选的，所述交联聚烯烃为聚烯烃、硅烷基交联体系的混合物。

所述聚烯烃选自线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯中的至少一种。

更优选的，所述聚烯烃的熔体指数为0.2-5。

所述硅烷基交联体系包括不饱和烷氧基硅烷、过氧化物、交联催化剂及产水剂。

所述不饱和烷氧基硅烷选自乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。

所述过氧化物选自过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、1，1-二叔丁基过氧化环己烷中的至少一种。

所述交联催化剂选自二月桂酸二丁基锡、二甲基锡、二辛基锡、四苯基锡、氧化锌、氧化锡、辛酸亚锡、烷基苯磺酸、有机钛螯合物、苯醌、苯乙烯中的至少一种。

所述产水剂选自氢氧化镁、氢氧化铝、硬脂酸、苯磺酸、烷基磺酸、氧化锌、氧化锡中的至少一种。

优选的，所述低烟无卤阻燃电缆，其绝缘层的三层结构为：

外层材料的原料中含有：聚烯烃40-90重量份，阻燃剂10-60重量份，其中，阻燃剂为低烟无卤阻燃剂；

中间层材料的原料中含有：聚烯烃91-98重量份，硅烷0.5-2重量份，过氧化物0.01-1重量份，交联催化剂0.01-2重量份，产水剂1-4重量份；

内层材料的原料为聚烯烃90-96重量份，硅烷0.5-3重量份，过氧化物0.01-1重量份，交联催化剂0.01-3重量份，产水剂0.5-3重量份。

优选的，所述低烟无卤阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、聚磷酸胺、三聚氰胺、季戊四醇、蒙脱土中的至少一种。

优选的，所述低烟无卤阻燃电缆的绝缘层中，三层的厚度为：中间层厚度<内层厚度≤外层厚度。

《低烟无卤阻燃电缆及其制备方法》还提供了上述低烟无卤阻燃电缆的制备方法，具体为：采用多层共挤装置，将外中内三层材料分别加入三层共挤装置的料斗，挤出该发明的具有三层结构的电缆绝缘层，并经共挤口模包覆到电缆缆芯上，即得该发明的低烟无卤阻燃电缆。

低烟无卤阻燃电缆及其制备方法有益效果

《低烟无卤阻燃电缆及其制备方法》将电缆绝缘层设计为三层结构，且从外层到内层，各层具有相应的功能，从整体来看整个绝缘层呈现一种不对称结构；从而有效兼顾了交联聚烯烃电缆绝缘层的阻燃性与综合力学强度，最终使电缆达到低烟无卤阻燃性的相关国家标准，并能有效提高电缆的耐压等级。

1.低烟无卤阻燃电缆，包括导电线芯，其外设置绝缘层，其特征在于：绝缘层为三层结构，外层材料为低烟无卤阻燃聚烯烃，中间层及内层材料为交联聚烯烃；中间层材料的交联度小于内层材料的交联度；并且，所述绝缘层的三层结构为：外层材料的原料中含有：聚烯烃40-90重量份，阻燃剂10-60重量份，其中，阻燃剂为低烟无卤阻燃剂；中间层材料的原料中含有：聚烯烃91-98重量份，硅烷0.5-2重量份，过氧化物0.01-1重量份，交联催化剂0.01-2重量份，产水剂1-4重量份；内层材料的原料为聚烯烃90-96重量份，硅烷0.5-3重量份，过氧化物0.01-1重量份，交联催化剂0.01-3重量份，产水剂0.5-3重量份。

2.根据权利要求1所述的低烟无卤阻燃电缆，其特征在于，所述聚烯烃选自线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或聚丙烯中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的低烟无卤阻燃电缆，其特征在于，所述硅烷选自乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种；所述过氧化物选自过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰或1，1-二叔丁基过氧化环己烷中的至少一种；所述交联催化剂选自二月桂酸二丁基锡、二甲基锡、二辛基锡、四苯基锡、氧化锌、氧化锡、辛酸亚锡、烷基苯磺酸、有机钛螯合物、苯醌或苯乙烯中的至少一种；所述产水剂选自氢氧化镁、氢氧化铝、硬脂酸、苯磺酸、烷基磺酸、氧化锌或氧化锡中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的低烟无卤阻燃电缆，其特征在于，所述绝缘层中，三层的厚度为：中间层厚度<内层厚度≤外层厚度。

5.根据权利要求3所述的低烟无卤阻燃电缆，其特征在于，所述绝缘层中，三层的厚度为：中间层厚度<内层厚度≤外层厚度。

6.权利要求1-5任一项所述的低烟无卤阻燃电缆的制备方法，其特征在于：将外中内三层材料的原料混合均匀，采用多层共挤装置挤出具有三层结构的电缆绝缘层，并经共挤口模包覆到电缆缆芯上，即得低烟无卤阻燃电缆。

铝渣球及其制备方法专利目的

《铝渣球及其制备方法》提供了一种有害杂质含量低级的铝渣球及其制备方法，适用于铝镇静钢冶炼纯净或超纯净钢且在初炼出钢投加后能很快生成覆盖钢水表面作保温剂。

铝渣球及其制备方法技术方案

《铝渣球及其制备方法》解决其技术问题所采用的技术方案是：一种铝渣球，含有金属铝（Al）、萤石（CaF₂）、碳酸钙（CaCO₃）、三氧化二铝（Al₂O₃）、二氧化硅（SiO₂）以及少量的水份（H₂O）、磷（P）、硫（S）、铜（Cu）和不可避免的其它杂质，它的组份含量是（重量％）：铝10～45；三氧化二铝5～35；萤石10～60；碳酸钙5～15；二氧化硅≤5；水份≤0.5；磷≤0.02；硫≤0.15；铜≤0.3；其它物质余量。

为适应不同钢种的需要，进一步地，它的组份含量是（重量％）：铝20～30；三氧化二铝10～15；萤石40～50；碳酸钙10～12；二氧化硅≤5；水份≤0.5；磷≤0.02；硫≤0.15；铜≤0.3；其它物质余量。

进一步地，它的组份含量是（重量％）：铝10～20；三氧化二铝20～30；萤石40～50；碳酸钙10～15；二氧化硅≤5；水份≤0.5；磷≤0.02；硫≤0.15；铜≤0.3；其它物质余量。

进一步地，它的组份含量是（重量％）：铝23.5～26.5；三氧化二铝10～15；萤石43.5～46.5；碳酸钙10～12；二氧化硅≤5；水份≤0.5；磷≤0.02；硫≤0.15；铜≤0.3；其它物质余量。

进一步地，它的组份含量是（重量％）：铝20～25；三氧化二铝30～35；萤石20～35；碳酸钙10～15；二氧化硅≤5；水份≤0.5；磷≤0.02；硫≤0.15；铜≤0.3；其它物质余量。

一种铝渣球的制备方法，具有如下工艺流程：将取样分析合格后的金属铝粒、铝渣粉、萤石精矿、优质石灰石粉、玻璃水采购到位并分仓储存，将化验合格的原材料称重配比，然后投入混料机混合均匀，再加入玻璃水混合均匀，然后将物料投入对辊式压球机内滚压成球，经干燥设备干燥即得到成品。

进一步地，所述各原材料的化学成份的组份含量（重量％）分别为：铝粒：Al≥95％，Cu≤0.5％，Si≤3％；铝渣粉：Al≥40％，Al₂O₃≤55％，SiO₂≤5％；萤石粉：CaF₂≥98％，SiO₂≤1％，S≤0.05％，P≤0.03％；石灰石粉：CaCO₃≥95％，SiO₂≤2％，S≤0.05％，P≤0.01％。

当这种铝渣球在出钢后加入钢包中，由于球状物料具有很好的流动性，因而能迅速在钢水表面形成覆盖层；由于钢水的加热作用，物料中的碳酸钙在1000℃左右分解产生CO₂气体使球体崩裂离散，形成松散粉状物对钢水表面起保温作用。逸出的CO₂气体排出钢水表面空气，以防止钢水的氧化，由于粉状物料的保温作用，CaCO₃升温分解并不激烈而延续一段时间，以满足出钢至精炼的时间要求。在精炼期中，粉状物在搅拌条件下熔融并参与钢水的脱氧反应，

2Al 3FeO→Al₂O₃ 3Fe

脱氧产物氧化铝与萤石粉中的氟化钙产生反应，

Al₂O₃ 3CaF₂→3CaO 2AlF₃↑

生成的三氟化铝成气体逸出，生成的氧化钙继续与脱氧产物三氧化二铝化合，

CaO Al₂O₃→2Al₂O₄

以上反应与化合过程同时进行，脱氧产物化合成渣的动力学条件非常有利，最终生成以CaAl₂O₄（偏铝酸钙）为主的渣相，该渣的理论熔点为1575℃，当有10％以上的氟化钙及少量二氧化硅存在时，其熔点可降至1400℃左右，与钢水具有较大的相间张力，能很好地上浮成渣而不会在钢中形成夹杂，从而更有利于钢水的纯净。

当采用部分铝渣粉代替金属铝粉，部分碳酸钙粉代替萤石粉时，该铝渣球的主要成分为金属铝、氟化钙、碳酸钙、三氧化二铝、二氧化硅，其脱氧及精炼反应可用下式表达：

22Al 33O 4Al₂O₃ 12CaF₂ 3CaCO₃ 2SiO₂→

12CaAl₂O₄·2SiO₂ 3CaF₂ 6AlF₃↑ 3CO₂↑

上式左边的反应物中的氧来自钢水，其余物质为保温兼精炼剂成分，每公斤以上成分物料能结合0.25公斤左右的氧，CO₂气体在保温期间生成逸出，AlF₃气体在脱氧精炼期间生成除去。

如上所述的铝渣球，可在其中添加合金化剂，最典型的成分是Al、Ti，Al可以铝粒的形式加入，其它成分可以铁合金的粉剂的形式加入，加入量可在相当大的范围内变化，最高可达20（重量％），以适应钢种合金化的需要。由于在基料中有大量的金属铝作保护，因此所加入的合金化元素氧化损失很少且收得率稳定。

如上所述的铝渣球，可在其中添加Ba、Mg、K、Na、Li的碳酸盐，以部分或全部取代碳酸钙，碳酸盐总量在15％以下时不会对使用造成不良影响。这些碱金属或碱土金属的氧化物对以CaAl₂O₄（偏铝酸钙）为主的渣相能起到改性、变质和改变表面张力的作用，从而更有利于钢水的纯净。

如上所述的铝渣球，可用Ti部分或全部取代Al，以满足用Ti脱氧与合金化的钢种（如不锈钢等）。

如上所述的铝渣球，可在其中添加钒、铌的氧化物，利用铝的还原作用完成对钢中添加合金成分的过程，以降低合金化的成本。

铝渣球及其制备方法有益效果

一、碳、硅、硫、磷等杂质含量很低，特别适用于低碳，低硅纯净钢和其他超纯净钢；代替了粉煤灰、碳化稻壳等有缺陷的保温剂；水分含量的控制，避免了物料进入钢水中的爆腾现象。

二、可在相当大的范围内改变脱氧和合金化元素的成分含量，适应多钢种变化的需要。

三、在一定含量的范围内可任意选择碱金属或碱土金属氧化物（以碳酸钙化合物的形式加入）完成对精炼合成渣的改性、变质等特殊要求。

四、原料普通、易得，成球工艺简单、可靠，不存在成分偏析波动，投加工艺简单，钢水表面铺展保温性能优良。

五、脱氧与精炼同步进行，钢水中氧化物夹杂减少。

2007年，《铝渣球及其制备方法》获得第五届江苏省专利项目奖优秀奖。

珠光粉末涂料及其制备方法专利目的

《珠光粉末涂料及其制备方法》的目的之一在于提供一种邦定珠光粉末涂料，其珠光颜料能被树脂均匀地包裹，得到高光泽度的珠光粉末涂料，即当涂料被喷涂后珠光颜料仍能在涂料中均匀分散，增加了回收率。

珠光粉末涂料及其制备方法技术方案

《珠光粉末涂料及其制备方法》包括底粉与珠光颜料以及消泡剂邦定而成，以重量份数计，所述底粉包括聚酯树脂35-45份、环氧树脂35-45份、固化剂3.6-4份、增光剂0.35-0.45份、脱气剂0.25-0.35份、流平剂0.2-0.3份、填料10-15份以及普通颜料1-2份，所述消泡剂为0.2-0.3份，所述珠光颜料为2-4份。通过采用上述方案，环氧树脂的力学性能高，附着力强、固化收缩率小、工艺性能好并且稳定性好，但是其耐候性差，不宜用作户外面漆；而聚酯树脂附着力好，耐候性优良；因此以聚酯树脂以及环氧树脂作为涂料的成膜物质能够增强涂料的附着力、耐候性以及稳定性；在两种树脂中加入的流平剂能够提高树脂的流平性，减少涂膜缩孔；脱气剂能够消除熔融粉末中的气泡；消泡剂能够抑制泡沫产生或者消除已产生的泡沫；增光剂能够降低漆膜表面粗糙度而增加光泽，使得涂料的光泽度提高；填料能够增强涂料的强度以及其他性能；珠光颜料能够赋予涂料变成的金属光泽，提高美观性能。较佳的，以重量份数计，其原料包括聚酯树脂40份、环氧树脂40份、固化剂3.8份、增光剂0.4份、脱气剂0.3份、消泡剂0.25份、流平剂0.25份、填料13.5份、普通颜料1.5份以及珠光颜料3份。较佳的，以重量份数计，所述填料包括沉淀硫酸钡、超细消光硫酸钡以及纳米硫酸钡，其三者的重量比分别为3:1:1。

通过采用上述方案，沉淀硫酸钡作为涂料的填料，能够增强涂料的强度、抗老化性以及耐候性；超细消光硫酸钡对涂料能够起到消光或者亚光的作用，降低涂料原有的光泽，从而能够更加突出表现珠光颜料的金属光泽，并且消光钡有良好的化学惰性，相容性好且分散性优异，消光钡能够提高涂料的硬度和耐候性；超微细颗粒的强表面能使漆膜与底材结合更牢固，也使得漆膜更平整光滑且光泽度提高；纳米硫酸钡的粒径分布窄，具有较小比表面积和基料用量，可获得高光泽，并且易分散、耐磨性好、遮盖力强。较佳的，所述超细消光硫酸钡的粒径为5-20微米。较佳的，所述纳米硫酸钡的粒径为20-60纳米。较佳的，以重量份数计，所述普通颜料包括钛白粉以及着色颜料，其二者的重量比分别为3:1。通过采用上述方案，钛白粉具有无毒、最佳的不透明性、白度以及光亮度，能够将待喷涂物体的原色进行覆盖，有利于着色颜料对待喷涂物体的进行覆色。较佳的，所述着色颜料包括炭黑、铁红、铁黄、氧化铁棕、铁蓝中的一种或几种。通过采用上述方案，着色颜料采用的炭黑、铁红、铁黄、氧化铁棕、铁蓝，耐候性，耐光性，耐热性和着色性好并且无毒，适应于性广泛。较佳的，所述固化剂为TGIC。通过采用上述方案，TGIC是三缩水甘油基异氰尿酸酯，是一种杂环多环氧化合物，具有很好的耐热性、耐侯性、粘接性以及优异的高温性能；适用于对环氧树脂以及聚酯树脂的固化作用。较佳的，所述脱气剂为安息香脱气剂。

通过采用上述方案，安息香的化学名为二苯乙醇酮，用于消除固化过程中产生的针孔、缩孔、气泡等问题，能够降低熔融体的黏度和表面张力，安息香在成膜过程中发生氧化反应，消耗气泡中的氧气使气泡直径减小，从而导致气泡内部拉普拉斯张力增加，使得氮气在体系中的溶解速率加快而起到脱气的作用；安息香促进气体在树脂中的溶解和扩散。该发明的目的之二在于提供一种邦定珠光粉末涂料的制备方法。该发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：邦定珠光粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：（1）预混合：按上述重量份比例的聚酯树脂、环氧树脂、固化剂、脱气剂、增光剂、流平剂、填料以及普通颜料混合5-10分钟；（2）挤出：将混合后的物料置于双螺杆挤出机挤出，所述挤出机的挤出温度为70-80℃，挤出转速为80-90转；（3）破碎：将挤出后的物料压片、冷却后，经过破碎机将其破碎；（4）研磨：将破碎后的物料研磨成粉末，经过筛选得到粒径为40-50微米的物料即为底粉；（5）预热：将底粉置于邦定机中进行预热，预热温度为35-45℃，预热时间为4-8分钟，升温至85-95℃，并且持续搅拌直至其软化；（6）邦定：向软化后的物料中加入上述重量份比例的珠光颜料以及消泡剂进行邦定，搅拌转速为300-450转/分钟，搅拌时间为3-5分钟，搅拌温度为45-65℃；（7）冷却：对搅拌后的物料迅速降温，使其在1-2分钟内冷却至20℃以下，即得所述邦定珠光粉末涂料。通过采用上述方案，将底粉混合均匀后通过邦定机与珠光颜料进行混合，底粉软化后能将珠光颜料很好地包裹起来，并且使珠光颜料能够在底粉中均匀地分散，减少底粉与珠光颜料的分离；在搅拌时加入的消泡剂，能够降低加工过程中的表面张力，抑制泡沫的产生或者消除已产生的泡沫，提高了最终产品的光滑程度。

珠光粉末涂料及其制备方法改善效果

1.填料中采用的沉淀硫酸钡、超细消光硫酸钡以及纳米硫酸钡能够增强涂料的光泽度、耐候性、耐热性以及耐磨性并且分散性优良，其白度高，能够替代部分钛白粉，节约生产成本；

2.将底粉进行混合挤出磨碎后再通过邦定机与珠光颜料进行邦定，能使底粉将珠光颜料包裹，经过充分的搅拌，使得珠光颜料在底粉中均匀分散，不易脱落，使得光泽度有了较大的改善。