CN101067063A - 高压电缆塑料护套检测用高分子导电耐磨涂料 - Google Patents

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郭强
丁剑
汪晓明
潘国梁
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Shanghai University
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Abstract

本发明涉及一种超高压输电电缆聚氯乙烯护套外表面检测用的高分子导耐磨涂料及其制备方法和应用，属化工高分子导电涂料和电线电缆制造技术领域。本发明的高分子导电耐磨涂料具有以下的原料配方：甲组份的重量百分组成为：热固性高分子树脂35～54％，导电填料35～62％，固体润滑剂0.5～7.0％，偶联剂0.1～2.0％，有机触变剂0.1～2.0％，消泡剂0.1～2.0％；乙组份为固化剂酚醛胺T31；高分子导电耐磨涂料由甲组份和乙组份以重量比3～5∶1配制而成。将上述的高分子导电耐磨涂料涂覆在超高压输电电缆聚氯乙烯炉套的外表面，其涂层为0.2～0.8mm，在20～100℃下固化成膜，形成检测用高分子导电耐磨涂料；该涂层适用于超高压输电电缆聚氯乙烯护套外表面的直流耐压检测。

Description

高压电缆塑料护套检测用高分子导电耐磨涂料
技术领域
本发明涉及一种超高压输电电缆聚氯乙烯护套外表面检测用的高分子导电耐磨涂料及其制备方法和应用，属化工高分子导电涂料和电线电缆制造技术领域。
背景技术
目前超高压输电电缆的最外层是聚氯乙烯护套及其外表面的导电检测涂层构成，导电检测涂层主要作用是在电缆辅设后测试护套绝缘的安全可靠性。目前在工程上主要采用涂霞导电石墨干粉子形成这层导电检测层，这种方法的缺点是在涂覆过程中会污染环境和对操作人员造成粉尘伤害，而且在电缆运输和铺设过程中因碰擦易造成石墨干粉层脱落而影响检测的可靠性，这样给生产厂家和用户带来诸多不便。因此，目前迫切需要开发一种涂覆方便、无粉尘、既导电又耐磨的新型导电检测涂层，也即需要一种相应的符合要求的高分子导电涂料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超高压输电电缆塑料护套外表面检测用的高分子导电耐磨涂料及其制备方法和应用方法。本发明的另一目的是克服现有超高压输电电缆聚氯乙烯护套外表面石墨干粉导电检测层的上述诸多缺点，提供一种液相固化型高分子导电耐磨的检测涂层。
本发明一种高压输电塑料护套检测用高分子导电导耐磨涂料，其特征在于具有以下组成成分及其重量百分比：
A.甲组份的组成及其重量百分比：
热固性高分子树脂：35～54％；所述的热固性高分子树脂为E20环氧树脂，E12环氧树脂或E51环氧树脂中的任一种；
导电填料：35～62％；所述的导电填料为导电炭黑、石墨、铝粉、铜粉、银粉中的任一种或两种；
固体润滑剂：0.5～7.0％；所述的固体润滑剂为二硫化钼、硼酸钡、石墨中的任一种；
偶联剂：0.1～2.0％；所述的偶联剂为γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷；
有机触变剂：0.1～2.0％；所述的有机触变剂为Bentono-34；
消泡剂：0.1～2.0％；所述的消泡剂为EFKA2035；
B.乙组份：
固化剂：100％；所述的固化剂为酚醛胺T31；高分子导电耐磨涂料由上述的甲组份和乙组份配制而成；甲组份和乙组份的重量配比为3∶1～5∶1。
一种高压电缆塑料护套检测用高分子导电耐磨涂料的制备方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：
a.取一定的热固性高分子树脂溶于适量溶剂中，溶剂为二甲苯/正丁醇之质量比为2～3∶1的混合溶剂；随后加入一定量的偶联剂γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、有机触变剂Bentone-34、消泡剂EFKA2035；采用高效搅拌机或超声振荡器使之充分均匀分散；然后再依次加入导电填料和固体润滑剂浆料，再用高效搅拌机或超声振荡器使之充分均匀分散；然后将上述混合浆料放入球磨罐中进一步球磨分散，再加入适量上述溶剂，再进行均匀分散，即得到涂料的甲组份；冷藏备用；
b.在一定量的固化剂酚醛胺T31中加入适量有机溶剂，该溶剂为二甲苯/正丁醇之质量比为2～3∶1的混合溶剂；稀释均匀后，得到涂料的乙组份；冷藏备用；
c.将上述的甲组份与乙组份按重量配比为3∶1～5∶1的比例充分混合均匀，混合后即得检测用高分子导电耐磨涂料。
一种高压电缆塑料护套检测用高分子导电耐磨涂料的用途即其使用方法，其特征是将上述的高分子导电耐磨涂料覆在超高压输电电缆聚氯乙烯护套的外表面，其涂层厚度为0.2～0.8mm，在20～100℃下固化成膜，形成检测用高分子导电耐磨涂层。采用WV4033/4全自动动功能数字万用表测试该涂层的表面电阻R(Ω)，涂层表面电阻达4000～7800Ω；该涂层适用于超高压输电电缆聚氯乙烯护套外表面的直流耐压检测。
本发明方法制得的高分子检测涂层与现用的石墨干粉检测涂层相比，本发明的高分子检测涂层具有优良的导电性能、耐磨性能，而且具有较好的附着力。另外，无粉尘污染，有利于环境保护；而且不易碰伤脱落，具有较高的操作可靠性，不会影响检测正确性。本发明方法工艺简单，操作方便。
具体实施方式
实施例一：本实施例中采用的原料组分及重量百分比如下：
A.甲组份的组成及其重量百分比：
热固性高分子树脂E12环氧树脂：42％；
导电填料：54％；
固体润滑剂：2％；
偶联剂γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷：1％；
有机触变剂Bentono-34：0.5％；
消泡剂EFKA2035：0.5％；
B.乙组份：
固化剂酚醛胺T31：100％；
高分子导电耐磨涂料由上述的甲组份和乙组份两者配制而成；甲组份和乙组份的重量配比为4∶1；。
高分子导电涂料的制备过程和步骤如下：
(1)取上述原料配方中规定重量的热固性高分子树脂E12环氧树脂溶于适量溶剂中，溶剂为二甲苯/正丁醇质量比为2.33∶1的混合溶剂；随后加入一定量的偶联剂γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、有机触变剂Bentone-34、消泡剂EFKA2035；采用高效搅拌机进行搅拌，使之充分均匀分散；然后再依次加入导电填料石墨及固体润滑剂石墨(54％+2％＝56％)的浆料，再用高速搅拌机进行搅拌，使之充分均匀分散；然后将上述混合浆料放入球磨罐中进一步球磨分散，再加入适量上述溶剂，再进行均匀分散，即得到涂料的甲组份；冷藏备用；
(2)在上述一定量的固化剂酚醛胺T31中加入适量有机溶剂，该溶剂为二甲苯/正丁醇质量比为2.33∶1的混合溶剂；稀释均匀后，得到涂料的乙组份；冷藏备用；
(3)将上述的甲组份与乙组份按重量配比为4∶1的比例将两者充分混合均匀，混合后即得检测用高分子导电耐磨涂料。
将上述的高分子导电耐磨涂料浆料涂覆在超高压输电电缆聚氯乙烯护套的外表面，在80℃温度下固化成膜，涂层厚度在0.4、0.8mm范围内。
采用WV4033/4全自动多功能数字万用表测试试样涂层的表面电阻R(Ω)，测量距离为12cm，进行5次平行测试，将测试结果取算术平均值，测得该涂层的表面电阻为4000Ω。
采用M2000型磨损试验机，环块滑动接触于摩擦磨损，滑动速度为0.42m/s，载荷25N条件下试验20min后，涂层摩擦系数仍然维持在0.31左右，比磨损率为1.791×10-10mm3/Nm。
试样涂层按GB 1720-79测试涂层附着力为1～2级，GB/T1732-93测试涂层抗冲性能为50cm，抗冲击性能合格。
实施例二：本实施例与上述实施例1的工艺过程和步骤完全相同。不同的是其原料配方不相同。
本实施例中的原料组分及重量百分比如下：
A.甲组份：
热固性高分子树脂E51环氧树脂：37％；
导电材料石墨52％和铜粉8％，合计60％；
固体润滑剂二硫化钼：1％；
偶联剂γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷：1.5％；
有机触变剂Bentono-34：0.3％；
消泡剂EFKA2035：0.2％；
B.乙组份：
固化剂酚醛胺T31：100％；
高分子导电耐磨涂料由上述的甲组份和乙组份两者配制而成；甲组份和乙组份的重量配比为4.5∶1。
本实施例中高分子导电涂料的制备过程和步骤5与上述实施例1完全相同。不同的是：
(1)热固性高分子树脂E51环氧树脂的溶剂是采用二甲苯/正丁醇质量比为2.67∶1的混合溶剂。
(2)甲组份与乙组份两者以4.5∶1的重量配比混合。
上述的高分子导电耐磨涂料浆料涂覆在超高压输电电缆聚氯乙烯护套的外表面，在80℃温度下固化成膜，涂层厚度在0.4、0.8mm范围内。
采用WV4033/4全自动多功能数字万用表测试试样涂层的表面电阻R(Ω)，测量距离为12cm，进行5次平行测试，将测试结果取算术平均值，测得该涂层的表面电阻为6900Ω。
采用M2000型磨损试验机，环块滑动接触于摩擦磨损，滑动速度为0.42m/s，载荷25N条件下试验周期20min后，涂层摩擦系数仍然维持在0.35左右，比磨损率为2.976×10-10mm3/Nm。
试样涂层按GB1720-79测试涂层附着力为2～3级，GB/T1732-93测试涂层抗冲性能为45cm，抗冲击性能合格。
实施例三：本实施例与上述实施例1的工艺过程和步骤完全相同。不同的是其原料配方不相同。
本实施例中的原料组分及重量百分比如下：
A.甲组份：
热固性高分子树脂E20环氧树脂：52％；
导电材料石墨35％和铝粉5％，合计40％；
固体润滑剂石墨：5％；
偶联剂γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷：1％；
有机触变剂Bentono-34：1％；
消泡剂EFKA2035：1％；
B.乙组份：
固化剂酚醛胺T31：100％；
高分子导电耐磨涂料由上述的甲组份和乙组份两者配制而成；甲组份和乙组份的重量配比为3.5∶1。
本实施例中高分子导电涂料的制备过程和步骤5与上述实施例1完全相同。不同的是：
(1)热固性高分子树脂E20环氧树脂的溶剂是采用二甲苯/正丁醇质量比为3∶1的混合溶剂。
(2)甲组份与乙组份两者以3.5∶1的重量配比混合。
上述的高分子导电耐磨涂料浆料涂覆在超高压输电电缆聚氯乙烯护套的外表面，在80℃温度下固化成膜，涂层厚度在0.4、0.8mm范围内。
采用WV4033/4全自动多功能数字万用表测试试样涂层的表面电阻R(Ω)，测量距离为12cm，进行5次平行测试，将测试结果取算术平均值，测得该涂层的表面电阻为7800Ω。
采用M2000型磨损试验机，环块滑动接触于摩擦磨损，滑动速度为0.42m/s，载荷25N条件下试验周期20min后，涂层摩擦系数仍然维持在0.35左右，比磨损率为1.985×10-10mm3/Nm。
试样涂层按GB1720-79测试涂层附着力为1～2级，GB/T1732-93测试涂层抗冲性能为50cm，抗冲击性能合格。

Claims (3)

1.一种高压输电塑料护套检测用高分子导电导耐磨涂料，其特征在于具有以下组成成分及其重量百分比：
A.甲组份的组成及其重量百分比：
热固性高分子树脂：35～54％；所述的热固性高分子树脂为E20环氧树脂，E12环氧树脂或E51环氧树脂中的任一种；
导电填料：35～62％；所述的导电填料为导电炭黑、石墨、铝粉、铜粉、银粉中的任一种或两种；
固体润滑剂：0.5～7.0％；所述的固体润滑剂为二硫化钼、硼酸钡、石墨中的任一种；
偶联剂：0.1～2.0％；所述的偶联剂为γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷；
有机触变剂：0.1～2.0％；所述的有机触变剂为Bentono-34；
消泡剂：0.1～2.0％；所述的消泡剂为EFKA2035；
B.乙组份：
固化剂：100％；所述的固化剂为酚醛胺T31；
高分子导电耐磨涂料由上述的甲组份和乙组份配制而成；甲组份和乙组份的重量配比为3∶1～5∶1。
2.权利要求1的一种高压电缆塑料护套检测用高分子导电耐磨涂料的制备方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：
a.取一定的热固性高分子树脂溶于适量溶剂中，溶剂为二甲苯/正丁醇之质量比为2～3∶1的混合溶剂；随后加入一定量的偶联剂γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、有机触变剂Bentone-34、消泡剂EFKA2035；采用高效搅拌机或超声振荡器使之充分均匀分散；然后再依次加入导电填料和固体润滑剂浆料，再用高效搅拌机或超声振荡器使之充分均匀分散；然后将上述混合浆料放入球磨罐中进一步球磨分散，再加入适量上述溶剂，再进行均匀分散，即得到涂料的甲组份；冷藏备用；
b.在一定量的固化剂酚醛胺T31中加入适量有机溶剂，该溶剂为二甲苯/正丁醇之质量比为2～3∶1的混合溶剂；稀释均匀后，得到涂料的乙组份；冷藏备用；
c.将上述的甲组份与乙组份按重量配比为3∶1～5∶1的比例充分混合均匀，混合后即得检测用高分子导电耐磨涂料。
3.权利要求1的一种高压电缆塑料护套检测用高分子导电耐磨涂料的用途即其使用方法，其特征是将上述的高分子导电耐磨涂料覆在超高压输电电缆聚氯乙烯护套的外表面，其涂层厚度为0.2～0.8mm，在20～100℃下固化成膜，形成检测用高分子导电耐磨涂层。采用WV4033/4全自动动功能数字万用表测试该涂层的表面电阻R(Ω)，涂层表面电阻达4000～7800Ω；该涂层适用于超高压输电电缆聚氯乙烯护套外表面的直流耐压检测。
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