1.本技术涉及熔断器的技术领域，尤其是涉及一种灭弧材料。
背景技术：
2.熔断器是一种电流保护器，当电流超过规定值时，熔断器以自身产生的热量使熔体熔断，从而断开电路。熔断器广泛用于高低压配电系统、控制系统以及用电设备中。在电路中的熔断器熔断时，刚断开的熔断体之间会产生电弧。
3.熔断器主要由熔体、熔管和灭弧材料等部分组成。现有低压熔断器在高电压和高分断能力下，通常采用石英砂作为主要的灭弧材料，主要是因为石英砂具有较高的导热性和绝缘的性能。
4.但是石英砂作为熔断器的主要灭弧材料存在一些问题，如石英砂的表面粗糙，颗粒填充密度的均匀度难以控制，进而影响熔断器的分断能力。
技术实现要素：
5.为了提高熔断器的分断能力，本技术提供一种具有高分断能力的灭弧材料。
6.本技术提供的一种具有高分断能力的灭弧材料采用如下的技术方案：一种具有高分断能力的灭弧材料，包括以下主组分：sio2≥99.6wt%，金属氧化物≤0.2wt%，烧失量≤0.2wt%；所述主组分的颗粒度配比为：30～40目占1-15wt%；40～50目占50-70wt%；50～80目占10-35wt%；80～100目占5-15wt%；100～120目≤3wt%。
7.通过采用上述技术方案，灭弧材料中sio2的颗粒度配比均衡，相对较大的颗粒与相对较小的颗粒均匀分散在一起时，填充的空间致密度较佳，当熔断体熔断时，熔断体与灭弧材料的接触面积较大，吸收金属游离质点的量更多，从而降低或限制金属液态桥的产生，有利于提高熔断器的分断能力，相比于以往的灭弧材料来说，分断能力明显提升。其中，烧失量是指灭弧材料在高温条件下灼烧足够长的时间后失去的质量占原始样品质量的百分比。
8.可选的，所述主组分的颗粒度配比为：30～40目占5-11wt%；40～50目占55-65wt%；50～80目占15-30wt%；80～100目占5-15wt%；100～120目≤3wt%。
9.通过采用上述技术方案，通过对灭弧材料的颗粒度配比进行优选，得到灭弧材料的最佳颗粒度配比，使得灭弧材料在填充中空间致密度更佳，从而提高熔断器的分断能力更高。
10.可选的，所述金属氧化物包括fe2o3、al2o3、mgo、cao和tio2。
11.通过采用上述技术方案，灭弧材料中金属氧化物作为杂质，会影响灭弧材料的分断能力，本技术灭弧材料中al2o3、mgo、cao和tio2的质量分数之和不大于0.2%，即金属氧化物的含量很少，所以灭弧材料的纯度高，从而使得熔断器的分断能力高。
12.可选的，所述金属氧化物中fe2o3的质量分数≤0.01%。
13.通过采用上述技术方案，铁离子能促进电弧扩大，灭弧材料中fe2o3的质量分数不
大于0.01%，大大降低铁离子对电弧扩大的影响。
14.可选的，所述主组分经过以下表面处理：将主组分浸入甘油中，在80-90℃的温度下加热并搅拌1-1.5h，然后过滤得到沉淀并烘干。
15.通过采用上述技术方案，主组分浸入甘油中，经过烘干后甘油能负载于sio2的表面，使得sio2表面光滑、均匀，当熔体熔断产生电弧时，电弧通道的等离子体可通过空隙向四周均匀传导，电弧与灭弧材料可以充分接触，有利于灭弧。
16.可选的，还包括尿素，所述主组分与尿素的质量比为18-20:1。
17.通过采用上述技术方案，在电弧作用下，尿素容易分解产生气体，气体会增加熔断器中熔断管内的压力，使得电弧可被快速熄灭，提高灭弧材料的灭弧能力。此外，甘油会与尿素和主组分共同作用，提高尿素与主组分之间的界面结合能力。
18.可选的，所述尿素表面经过包覆处理，得到硅橡胶包覆尿素，过程如下：s1：将十二烷基苯磺酸钠溶于水配制成1-2wt%的十二烷基苯磺酸钠溶液；s2：按重量份，将1-2份尿素加入到10-20份s1制得的十二烷基苯磺酸钠溶液中，搅拌使其混合均匀，得到混合溶液；s3：将硅橡胶溶于环己烷中，得到40-50wt%的硅橡胶/环己烷溶液，然后将2-4份s2制得的混合溶液滴入6-8份硅橡胶/环己烷溶液中，静置2-3h，接着溶液分液去上层液，最后过滤得到硅橡胶包覆尿素颗粒并烘干。
19.通过采用上述技术方案，首先将尿素分散中十二烷基苯环酸钠溶液中，然后将其慢慢滴入硅橡胶/环己烷溶液中，十二烷基苯磺酸钠中的疏水基团会进入到硅橡胶中，同时带动尿素进入硅橡胶溶液中，由于尿素不溶于硅橡胶/环己烷溶液中，则尿素表面容易包覆一层十二烷基苯磺酸钠，十二烷基苯磺酸钠外侧连接有硅橡胶，从而形成硅橡胶包覆尿素颗粒。尿素具有一定的吸水性能，在尿素表面包覆一层疏水性的硅橡胶，硅橡胶表面存在疏水基团，从而保护尿素不易吸水，提高尿素的使用寿命和稳定性。同时硅橡胶相比于普通橡胶的强度低，有利于尿素分解产生的气体散发出去。
20.可选的，所述硅橡胶包覆尿素经过如下处理：将硅橡胶包覆尿素颗粒加入1-2wt% hf溶液中，浸泡3-5min后过滤，得到表面刻蚀的硅橡胶包覆尿素。
21.通过采用上述技术方案，硅橡胶包覆尿素表面经过hf刻蚀后，硅橡胶的表面会产生孔洞或者深浅不一的坑，孔洞或坑的存在减少硅橡胶包覆界面强度，有利于尿素分解产生的气体散发出去，有利于提高熔断器的分断能力。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.本技术灭弧材料中sio2的颗粒度配均衡，相对较大的颗粒与相对较小的颗粒均匀分散在一起时，填充的空间致密度较佳，当熔断体熔断时，熔断体与灭弧材料的接触面积较大，吸收金属游离质点的量更多，从而降低或限制金属液态桥的产生，有利于提高熔断器的分断能力；2.铁离子能促进电弧的扩大，灭弧材料中fe2o3的质量分数不大于0.01%，大大降低了铁离子对电弧扩大的影响；3.尿素在电弧的作用下，会分解产生大量的气体，使得管内压力迅速增加，从而使得电弧迅速熄灭，进一步提高灭弧材料的灭弧能力。
具体实施方式
23.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明，予以特别说明的是：以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
24.本技术实施例采用如下原料：硅橡胶的型号为704硅橡胶，购买自惠州市达泽希新材料有限公司。
25.制备例1：硅橡胶包覆尿素的制备过程如下：s1：将十二烷基苯磺酸钠溶于水配制成1wt%的十二烷基苯磺酸钠溶液；s2：将1kg尿素加入到10kg十二烷基苯磺酸钠溶液中，搅拌使其混合均匀，得到混合溶液；s3：将硅橡胶溶于环己烷中，得到40wt%的硅橡胶/环己烷溶液，然后将2kgs2制得的混合溶液滴入6kg硅橡胶/环己烷溶液中，静置2h，最后过滤得到硅橡胶包覆尿素颗粒并烘干。
26.制备例2：硅橡胶包覆尿素的制备过程如下：s1：将十二烷基苯磺酸钠溶于水配制成1.5wt%的十二烷基苯磺酸钠溶液；s2：将1.5kg尿素加入到15kg十二烷基苯磺酸钠溶液中，搅拌使其混合均匀，得到混合溶液；s3：将硅橡胶溶于环己烷中，得到45wt%的硅橡胶/环己烷溶液，然后将3kgs2制得的混合溶液滴入7kg硅橡胶/环己烷溶液中，静置2.5h，最后过滤得到硅橡胶包覆尿素颗粒并烘干。
27.制备例3：硅橡胶包覆尿素的制备过程如下：s1：将十二烷基苯磺酸钠溶于水配制成2wt%的十二烷基苯磺酸钠溶液；s2：将2kg尿素加入到20kg十二烷基苯磺酸钠溶液中，搅拌使其混合均匀，得到混合溶液；s3：将硅橡胶溶于环己烷中，得到50wt%的硅橡胶/环己烷溶液，然后将4kgs2制得的混合溶液滴入8kg硅橡胶/环己烷溶液中，静置3h，最后过滤得到硅橡胶包覆尿素颗粒并烘干。
28.制备例4：与制备例3的区别在于，还包括s4，具体过程如下：将硅橡胶包覆尿素颗粒加入1wt%hf溶液中，浸泡3min后过滤，得到表面刻蚀的硅橡胶包覆尿素。
29.制备例5：与制备例3的区别在于，还包括s4，具体过程如下：将硅橡胶包覆尿素颗粒加入1.5wt%hf溶液中，浸泡4min后过滤，得到表面刻蚀的硅橡胶包覆尿素。
30.制备例6：与制备例3的区别在于，还包括s4，具体过程如下：将硅橡胶包覆尿素颗粒加入2wt%hf溶液中，浸泡5min后过滤，得到表面刻蚀的硅橡胶包覆尿素。
31.实施例1：一种具有高分断能力的灭弧材料，包括1kg主组分：996g sio2、0.1g fe2o3、2g al2o3、mgo、cao和tio2的混合物、1.9g烧失量；主组分的颗粒度配比为：30目占1wt%；40目占50wt%；50目占35wt%；80目占11wt%；100目占3wt%。
32.实施例2：一种具有高分断能力的灭弧材料，包括1kg主组分：997g sio2、0.1g fe2o3、1g al2o3、mgo、cao和tio2的混合物，1.9g烧失量；主组分的颗粒度配比为：35目占15w %；45目占65wt%；65目占10wt%；90目占7wt%；110目占3wt%。
33.实施例3：一种具有高分断能力的灭弧材料，包括1kg主组分：998g sio2、0.1g fe2o3、1g al2o3、mgo、cao和tio2的混合物，0.9g烧失量；主组分的颗粒度配比为： 40目占10wt%；50目占60wt%；80目占20wt%；100目占10wt%。
34.实施例4：一种具有高分断能力的灭弧材料，包括1kg主组分：996g sio2、0.1g fe2o3、2g al2o3、mgo、cao和tio2的混合物，1.9g烧失量；主组分的颗粒度配比为：30目占2wt%；40目占70wt%；50目占10wt%；80目占15wt%；100目占3wt%。
35.实施例5：一种具有高分断能力的灭弧材料，包括1kg主组分：997g sio2、0.1g fe2o3、1g al2o3、mgo、cao和tio2的混合物，1.9g烧失量；主组分的颗粒度配比为：35目占15wt%；45目占50wt%；65目占30wt%；90目占5wt%。
36.实施例6：一种具有高分断能力的灭弧材料，包括1kg主组分：998g sio2、0.1g fe2o3、1g al2o3、mgo、cao和tio2的混合物，0.9g烧失量；主组分的颗粒度配比为：40目占5wt%；50目占55wt%；80目占28wt%；100目占10wt%；120目占2wt%。
37.实施例7：一种具有高分断能力的灭弧材料，包括1kg主组分：996g sio2、0.1g fe2o3、2g al2o3、mgo、cao和tio2的混合物，1.9g烧失量；主组分的颗粒度配比为：30目占10wt%；40目占60wt%；50目占25wt%；80目占5wt%。
38.实施例8：一种具有高分断能力的灭弧材料，包括1kg主组分：997g sio2、0.1g fe2o3、1g al2o3、mgo、cao和tio2的混合物，1.9g烧失量；主组分的颗粒度配比为：35目占13wt%；45目占55wt%；65目占15wt%；90目占15wt%；110目占2wt%。
39.实施例9：一种具有高分断能力的灭弧材料，包括1kg主组分：998g sio2、0.1g fe2o3、1g al2o3、mgo、cao和tio2的混合物，0.9g烧失量；主组分的颗粒度配比为：40目占8wt%；50目占60wt%；80目占20wt%；100目占10wt%；120目占2wt%。
40.实施例10：与实施例9的区别在于，主组分经过以下表面处理：将主组分浸入甘油中，在80℃的温度下加热并搅拌1h，然后过滤得到沉淀并烘干，
得到表面改性主组分。
41.实施例11：与实施例9的区别在于，主组分经过以下表面处理：将主组分浸入甘油中，在85℃的温度下加热并搅拌1.25h，然后过滤得到沉淀并烘干，得到表面改性主组分。
42.实施例12：与实施例9的区别在于，主组分经过以下表面处理：将主组分浸入甘油中，在90℃的温度下加热并搅拌1.5h，然后过滤得到沉淀并烘干，得到表面改性主组分。
43.实施例13：与实施例11的区别在于，灭弧材料中53g表面改性主组分等质量替换为尿素，尿素的颗粒度为100目。
44.实施例14：与实施例11的区别在于，灭弧材料中50g表面改性主组分等质量替换为尿素，尿素的颗粒度为150目。
45.实施例15：与实施例11的区别在于，灭弧材料中48g表面改性主组分等质量替换为尿素，尿素的颗粒度为200目。
46.实施例16：与实施例9的区别在于，灭弧材料中53g主组分等质量替换为尿素，尿素的颗粒度为100目。
47.实施例17：与实施例9的区别在于，灭弧材料中50g主组分等质量替换为尿素，尿素的颗粒度为150目。
48.实施例18：与实施例9的区别在于，灭弧材料中48g主组分等质量替换为尿素，尿素的颗粒度为200目。
49.实施例19：与实施例14的区别在于，尿素等质量替换为制备例1制得的硅橡胶包覆尿素。
50.实施例20：与实施例14的区别在于，尿素等质量替换为制备例2制得的硅橡胶包覆尿素。
51.实施例21：与实施例14的区别在于，尿素等质量替换为制备例3制得的硅橡胶包覆尿素。
52.实施例22：与实施例17的区别在于，硅橡胶包覆尿素等质量替换为制备例4制得的表面刻蚀的硅橡胶包覆尿素。
53.实施例23：与实施例17的区别在于，硅橡胶包覆尿素等质量替换为制备例5制得的表面刻蚀的硅橡胶包覆尿素。
54.实施例24：与实施例17的区别在于，硅橡胶包覆尿素等质量替换为制备例6制得的表面刻蚀的硅橡胶包覆尿素。
55.对比例1：与实施例1的区别在于，灭弧材料包括以下组分：980g sio2、18g fe2o3、al2o3、mgo、cao和tio2的混合物、2g烧失量。
56.对比例2：与实施例1的区别在于，灭弧材料包括以下组分：990g sio2、8g fe2o3、al2o3、mgo、cao和tio2的混合物、2g烧失量。
57.对比例3：与实施例1的区别在于，主组分的颗粒度配比为100目。
58.对比例4：与实施例1的区别在于，主组分的颗粒度配比为200目。
59.分断能力测试：采用实施例1-24及对比例1-4的灭弧材料分别应用于熔断器中，作为检测样本进行测试。测试方法参照gb 13539.1-2015《低压熔断器 第1部分：基本要求》中的要求进行分断能力测试，在特定的电压下，过载电流按照以下顺序依次增加：50ka、80ka、100ka、140ka、145ka、150ka、160ka、165ka、170ka、175ka、180ka、190ka、200ka、210ka、215ka、220ka，测试熔断器能够承受的最大过载电流，测试产品尺寸为28mm*65mm。
60.表1分断能力测试结果记录表 电压/v最大过载电流/ka实施例1500140实施例2500145实施例3500150实施例4500160实施例5500165实施例6500170实施例7500165实施例8500170实施例9500175实施例10500180实施例11500180实施例12500180实施例13500200实施例14500200实施例15500200实施例16500190实施例17500190实施例18500190
实施例19500215实施例20500215实施例21500215实施例22500220实施例23500220实施例24500220对比例150050对比例250050对比例350080对比例450080从表1可以看出：1、实施例1-3与对比例1-2的测试数据对比可得，灭弧材料中sio2的含量越高，分断能力更高。
61.2、实施例1-6与对比例3-4的测试数据对比可得，相比于对比例3-4中的颗粒度配比，实施例1-6的颗粒度配比的灭弧材料的分断能力更高，说明实施例1-6中的颗粒度配比较佳，灭弧材料的空间致密度更佳。
62.5、实施例1-6与实施例7-9的测试数据对比可得，实施例7-9中颗粒度配比制得灭弧材料，分断能力更高，说明相比于实施例1-6中的颗粒度配比，实施例7-9中主组分的颗粒度配比更佳。
63.6、实施例10-12与实施例9的测试数据对比可得，将主组分经过表面处理后，制得的灭弧材料分断能力更高，说明甘油能提高灭弧材料的分断能力。
64.7、实施例13-15与实施例9的测试数据对比可得，主组分中加入尿素，分断能力更高，说明尿素可以提高灭弧材料的分断能力。
65.8、实施例16-18与实施例14的测试数据对比可得，经过表面改性的主组分加入尿素相比于未经过表面改性的主组分加入尿素，分断能力更高，说明经过表面改性的主组分中的甘油增加了主组分与尿素的界面结合能力。
66.8、实施例19-21与实施例14的测试数据对比可得， 尿素表面经过包覆处理后，制得的灭弧材料分断能力更高，说明尿素经过包覆处理后，减少尿素的吸水性，提高尿素的稳定性，使得尿素对提高熔断器的分断能力的贡献大。
67.9、实施例22-24与实施例17的测试数据对比可得，硅橡胶包覆尿素经过表面处理后，制得的灭弧材料分断能力更高，说明硅橡胶包覆尿素表面刻蚀后，有利于尿素产生气体散发出去。