CN102977700B - 一种全面改善架空导线性能的涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及输电线路架空导线技术领域，特别是涉及一种全面改善架空导线性能的涂料。本发明提供一种架空导线涂料，其原料按重量百分比计包括如下组分：FEVE氟碳树脂38～59%；有机溶剂30～50%；固化剂10～20%；助剂1～12%。本发明采用的涂料具有良好的抗老化性能、自洁净性能，同时涂料具有高的热辐射系数。通过本涂料的涂覆使得普通钢芯铝绞线的表面状况得到综合改善，进而提高普通钢芯铝绞线的载流量、抗覆冰能力、电晕特性。

Description

一种全面改善架空导线性能的涂料

技术领域

本发明涉及输电线路架空导线技术领域，特别是涉及一种全面改善架空导线性能的涂料。

背景技术

随着经济的迅速发展和人民生活水平的日益提高，对电力的需求也大幅度攀升，因此需要不断的提高输电线路的输送容量。传统的钢芯铝绞线由于输电截面积和运行温度的限制，提高输送容量有限。因此人们开发了各种增容导线，有通过提高运行温度来实现线路增容的如耐热铝合金系列导线，还有通过提高导电材料的导电率和采用新的导线结构来实现线路增容的如碳纤维复合芯软铝导线、钢芯软铝导线等。但这些新型增容导线由于价格、技术成熟度、配套金具及施工方面的原因很难大规模的在输电线路上使用，只能用于一些特殊的增容线路。因此提高普通钢芯铝绞线的输送容量是一个重要的研究内容，同时提高普通导线的防覆冰能力、电晕特性和与环境协调性也是重要的研究内容。研究表明导线的表面状况与这些性能有很大的关系。目前对通过导线表面处理来提高导线的防覆冰能力研究很多，主要是喷涂如憎水性涂料、电热性涂料、凝固点抑制剂性涂料等。这些涂料的涂覆对导线的防覆冰能力有一定程度的提高。但是随着导线运行时间的增加，在外界环境的作用下，这些涂料层会老化、脱落和吸附污秽。使原有的涂层性能丧失，进而失去防覆冰能力。

目前用来改善钢芯铝绞线表面状况的涂料存在以下的问题：

1）涂料抗老化性能差，相对于钢芯铝绞线30～40年的使用寿命，一般涂料在外界的光、水分等环境条件作用下使用寿命为3～5年。与导线本体使用寿命相比很短，使得使用涂料来改善导线表面状况，进而提高导线使用寿命的这一技术路径收到很大的限制。

2）涂料的自洁净能力差，在外界环境下，容易吸附污秽，进而大大破坏导线表面的涂覆状况，使得涂覆涂料后的导线表面不再具有预期的防冰雪等功能。

3)涂覆现有的涂料仅使导线的防覆冰能力有所改善，对于其他导线性能没有改进。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种架空导线涂料，该涂料以三氟氯乙烯为含氟单体和烷基乙烯醚共聚所得到的FEVE氟碳树脂基材料为基体，加入与基体相溶性好的有机溶剂、固化剂以及助剂。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种架空导线涂料，其原料按重量百分比计包括如下组分：

FEVE氟碳树脂38～59%；

有机溶剂30～50%；

固化剂10～20%；

助剂1～12%。

优选的，所述架空导线涂料，其原料按重量百分比计包括如下组分：

FEVE氟碳树脂38～47%；

有机溶剂30～39%；

固化剂12～16%；

助剂8～12%。

优选的，所述FEVE氟碳树脂为三氟氯乙烯为含氟单体和烷基乙烯醚共聚所得。

优选的，所述FEVE氟碳树脂含氟量在26%～30%之间。

所述FEVE氟碳树脂购自上海衡峰氟碳材料有限公司。

优选的，所述有机溶剂选自与FEVE氟碳树脂相溶的有机溶剂。

优选的，所述有机溶剂选自乙酸丁酯或甲基异丁基酮。

优选的，所述固化剂选自六亚甲基二异氰酸酯缩二脲或六亚甲基二异氰酸酯三聚体。

优选的，所述助剂选自氧化锌或氧化钛。

本发明第二方面提供所述架空导线涂料的制备方法，包括如下步骤：

1）将FEVE氟碳树脂和有机溶剂按比例混合、均匀分散，然后将分散均匀的混合物进行研磨，获得氟碳树脂分散液；

2）随后在氟碳树脂分散液中按比例加入固化剂和助剂，充分搅拌并均匀混合，即获得所述架空导线涂料。

优选的，所述步骤1中所述氟碳树脂分散液的细度为15～35μm。

优选的，所述步骤2中获得的架空导线涂料的细度为20～40μm。

本发明第三方面提供所述架空导线涂料在改善架空导线性能领域的应用。

本发明针对目前用来涂覆导线表面涂料的不足，选择合适的涂料基体和添加剂。使得新涂料具有以下性能。

1）涂料抗老化性能提高，使其寿命达到30年以上。

3）涂料具有良好的自洁净能力，不易吸附污秽。

4）涂料具有高的表面热散射系数，热散射系数＞0.8。

5）涂料具有高的表面光滑系数，表面光滑系数＞0.95。

本发明采用的涂料具有良好的抗老化性能、自洁净性能，同时涂料具有高的热辐射系数。通过本涂料的涂覆使得普通钢芯铝绞线的表面状况得到综合改善，进而提高普通钢芯铝绞线的载流量、抗覆冰能力、电晕特性。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置；所有压力值和范围都是指绝对压力。

此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1：

1）将FEVE氟碳树脂和乙酸丁酯按质量百分比1:1比例混合并用高速分散机分散约10min，然后将混合物经砂磨机研磨至细度达25μm，得到氟碳树脂分散液。

2）将氟碳树脂分散液和六亚甲基二异氰酸酯缩二脲按质量百分比16:3比例混合经高速分散约15min，然后得到混合液。

3）在以上制得的混合液中按质量百分比9:1加入氧化锌，加热至30～50℃时，将其经高速分散机充分搅拌并混合均匀，将其研磨至细度达30μm，即可制得所要求性能的架空导线涂料A。

实施例2：

1）将FEVE氟碳树脂和甲基异丁基酮按质量百分比1.5:1比例混合并用高速分散机分散约15min，然后将混合物经砂磨机研磨至细度达25μm，得到氟碳树脂分散液。

2）将氟碳树脂分散液和六亚甲基二异氰酸酯缩二脲按质量百分比5:1比例混合经高速分散约15min，然后得到混合液。

3）在以上制得的混合液中按质量百分比9:1加入氧化钛，加热至30～50℃时，将其经高速分散机充分搅拌并混合均匀，将其研磨至细度达30μm，即可制得所要求性能的架空导线涂料B。

实施例3

1）将FEVE氟碳树脂和乙酸丁酯按质量百分比1.3:1比例混合并用高速分散机分散约10min，然后将混合物经砂磨机研磨至细度达25μm，得到氟碳树脂分散液。

2）将氟碳树脂分散液和六亚甲基二异氰酸酯三聚体按质量百分比6:1比例混合经高速分散约20min，然后得到混合液。

3）在以上制得的混合液中按质量百分比10:1加入氧化锌，加热至30～50℃时，将其经高速分散机充分搅拌并混合均匀，将其研磨至细度达30μm，即可制得所要求性能的架空导线涂料C。

实施例4

将实施例1、2、3和4所得的架空导线涂料涂敷于外径从18mm～42mm的圆线同心绞和型线同心绞钢芯铝绞线表面，并分别进行抗老化性能、自洁净能力、表面热散射系数、表面光滑系数测定，各参数的测试方法如下所示，具体测试结果如表1所示：

1）抗拉老化性能测试

按GB/T1865-2009《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露滤过的氙弧辐射》规定进行。

2）自洁净性能测试

该性能目前无标准，通过对涂层表面用彩色油性记号笔在涂层涂痕迹，放置48h后，用脱脂棉蘸适量95%的乙醇连续往复擦拭痕迹处5次，如果涂层处不留明显痕迹，则认为通过。

3）表面热散射系数测试

通过载流量测试方法间接计算得到：

P=R_TI²+P_sol-P_conv

K=P/[aDK_e（T₂ ⁴-T₁ ⁴）]

式中：K热散射系数

P热散射损失能（W）

a常数

D导线直径(mm)

T₂导线温度（K）；

T₁环境温度（K）。

P_conv对流热损失能（W）

P_sol日照吸热（W）

R_T在温度T₂时的导体电阻（Ω/m）；

I导体电流（A）。

4）表面光滑系数测试

通过表面光滑系数与电晕之间的关系（见公式2），间接测试表面光滑系数。

$E_{\mathrm{\δ}}=\frac{U}{r\ln \frac{2H}{r}}---\left(1\right)$

$E_{\mathrm{\δ}}=30.3\mathrm{m\δ}(1+\frac{0.298}{\sqrt{\mathrm{r\δ}}})---\left(2\right)$

式中：U－电晕起始电压，峰值，kV；

E_δ－不同空气密度下导线表面起晕场强，kV/cm；

r－导线半径，cm；

H－导线对地高度；

δ－相对空气密度；

m－导线表面光滑系数。

表1

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种架空导线涂料，其原料按重量百分比计包括如下组分：

所述FEVE氟碳树脂含氟量在26％～30％之间；所述有机溶剂选自与FEVE氟碳树脂相溶的有机溶剂，所述FEVE氟碳树脂为三氟氯乙烯和烷基乙烯醚共聚所得；

所述固化剂选自六亚甲基二异氰酸酯缩二脲或六亚甲基二异氰酸酯三聚体；

所述助剂选自氧化锌或氧化钛。

2.如权利要求1所述的一种架空导线涂料，其特征在于，所述有机溶剂选自乙酸丁酯或甲基异丁基酮。

3.如权利要求1-2任一权利要求所述的架空导线涂料的制备方法，包括如下步骤：

1)将FEVE氟碳树脂和有机溶剂按比例混合、均匀分散，然后将分散均匀的混合物进行研磨，获得氟碳树脂分散液；

2)随后在氟碳树脂分散液中按比例加入固化剂和助剂，充分搅拌并均匀混合，即获得所述架空导线涂料。

4.如权利要求3所述的一种架空导线涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中所述氟碳树脂分散液的细度为15～35μm。

5.如权利要求3所述的一种架空导线涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中获得的架空导线涂料的细度为20～40μm。

6.如权利要求1-2任一权利要求所述的架空导线涂料在改善架空导线性能领域的应用。