CN104017486A - 一种防护干式空心电抗器包封开裂的涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防护干式空心电抗器包封开裂的涂料，属于户外干式空心电抗器表面防护涂料领域。是由如下重量份的甲组分和乙组分组成的：甲组分：原胶：线形聚硅氧烷90~110份，补强剂：二氧化硅4~6份，乙组分：正硅酸乙酯7~9份，二月桂酸二丁基锡1.5~2.5份，有机硅偶联剂―KH-550，6~8份，聚甲基丙烯酸丁酯树脂7~9份；甲组分与乙组分配比为10:（2~3）。本发明具有提高干式空心电抗器的使用寿命、防止表面树枝状放电的发生等优点，是目前较理想的防护材料。

Description

一种防护干式空心电抗器包封开裂的涂料

技术领域

本发明属于户外干式空心电抗器表面防护涂料领域。

背景技术

由于干式空心电抗器在户外运行，长期承受高电压、冷热、紫外线、大气、污染等因素的复合作用。因此，其表面所涂的防护材料性能对电抗器的寿命及安全运行有着举足轻重的作用。目前使用的表面防护漆，在放电的作用下，表面憎水性很快消失，且不易恢复。憎水性消失后，防污性退化，表面在雨水作用下形成水膜，增加了水份的吸附性，表面劣化加速。现使用的表面防护漆固化后形成的保护膜很脆，随着包封绝缘的开裂而开裂。包封绝缘的开裂，一方面是导体与绝缘材料的线膨胀系数有差异，在频繁投切和环境温度变化影响下，发生开裂；另一方面是环氧树脂和玻璃纤维复合材料界面空隙的存在，内部发生放电而使包封绝缘开裂。包封绝缘发生开裂是这类产品本身固有的缺陷，而加强表面防护则是明智选择的有效措施。

发明内容

本发明提供一种防护干式空心电抗器包封开裂的涂料，以解决干式空心电抗器包封开裂的问题。

本发明采取的技术方案是，是由如下重量份的甲组分和乙组分组成的：

甲组分：

原胶：线形聚硅氧烷 90~110份；

补强剂：二氧化硅4~6份，平均颗粒直径为10～40μm，比表面积150～300m²/g；

乙组分：

交联剂：正硅酸乙酯7~9份；

固化催化剂：二月桂酸二丁基锡1.5~2.5份；

表面处理剂：有机硅偶联剂―KH-550，6~8份；

增粘树脂：聚甲基丙烯酸丁酯树脂7~9份；

甲组分与乙组分配比为10:（2~3）

本发明生产方法包括下列步骤：

（一）、线形聚硅氧烷通过补强剂二氧化硅进行补强，得到产品甲；

（二）、将交联剂正硅酸乙酯、固化催化剂二月桂酸二丁基锡、表面处理剂有机硅偶联剂―KH-550、增粘树脂聚甲基丙烯酸丁酯树脂按比例进行混合，得到产品乙；

（三）、将产品甲和产品乙按重量比10：（2~3）分别进行包装。

本发明开发一种即可以保持长久憎水性又富有弹性、强度及与本体能良好粘结的新防护胶，即有机硅橡胶胶粘剂，它是以有机硅弹性体为基料的胶粘剂，硅弹性体是一种线性的以硅-氧键为主链的高分子量橡胶态物质，虽然硅橡胶分子间的相互作用力弱，内聚力低，不满足实际应用要求，但经过改性处理，在固化剂及催化剂的作用下使其缩合成有若干交联点的弹性体，就解决了硅橡胶分子间的相互作用力弱、内聚力低的问题。使用这种有机硅橡胶胶粘剂可提高空心电抗器包封表面的憎水性、弹性，可保持电抗器的防污性，可保持包封绝缘与环境的隔绝，就是发生包封绝缘的开裂，也会阻止污物侵入匝间绝缘，起到保护作用。从而能提高干式空心电抗器的使用寿命，防止表面树枝状放电的发生，提高干式空心电抗器的可靠性。

附图说明

图1是水珠在防紫外线漆表面的形态图；

图2是第一周期后憎水性变化图；

图3是每周期放电结束时憎水性变化图；

图4是第六周期后憎水性变化图。

具体实施方式

实施例1

是由如下重量份的甲组分和乙组分组成的：

甲组分：

原胶：线形聚硅氧烷 90份；

补强剂：二氧化硅4份，平均颗粒直径为10μm，比表面积150m²/g；

乙组分：

交联剂：正硅酸乙酯7份；

固化催化剂：二月桂酸二丁基锡1.5份；

表面处理剂：有机硅偶联剂―KH-550，6份；

增粘树脂：聚甲基丙烯酸丁酯树脂7份；

甲组分与乙组分配比为10:2）

本发明生产方法包括下列步骤：

（一）、线形聚硅氧烷通过补强剂二氧化硅进行补强，得到产品甲；

（二）、将交联剂正硅酸乙酯、固化催化剂二月桂酸二丁基锡、表面处理剂有机硅偶联剂―KH-550、增粘树脂聚甲基丙烯酸丁酯树脂按比例进行混合，得到产品乙；

（三）、将产品甲和产品乙按重量比10：2分别进行包装。

实施例2

是由如下重量份的甲组分和乙组分组成的：

甲组分：

原胶：线形聚硅氧烷 100份；

补强剂：二氧化硅5份，平均颗粒直径为25μm，比表面积220m²/g；

乙组分：

交联剂：正硅酸乙酯8份；

固化催化剂：二月桂酸二丁基锡2份；

表面处理剂：有机硅偶联剂―KH-550，7份；

增粘树脂：聚甲基丙烯酸丁酯树脂8份；

甲组分与乙组分配比为10:2.5；

本发明生产方法包括下列步骤：

（一）、线形聚硅氧烷通过补强剂二氧化硅进行补强，得到产品甲；

（二）、将交联剂正硅酸乙酯、固化催化剂二月桂酸二丁基锡、表面处理剂有机硅偶联剂―KH-550、增粘树脂聚甲基丙烯酸丁酯树脂按比例进行混合，得到产品乙；

（三）、将产品甲和产品乙按重量比10：2.5分别进行包装。

实施例3

是由如下重量份的甲组分和乙组分组成的：

甲组分：

原胶：线形聚硅氧烷110份；

补强剂：二氧化硅6份，平均颗粒直径为40μm，比表面积300m²/g；

乙组分：

交联剂：正硅酸乙酯9份；

固化催化剂：二月桂酸二丁基锡2.5份；

表面处理剂：有机硅偶联剂―KH-550，8份；

增粘树脂：聚甲基丙烯酸丁酯树脂9份；

甲组分与乙组分配比为10:3;

本发明生产方法包括下列步骤：

（一）、线形聚硅氧烷通过补强剂二氧化硅进行补强，得到产品甲；

（二）、将交联剂正硅酸乙酯、固化催化剂二月桂酸二丁基锡、表面处理剂有机硅偶联剂―KH-550、增粘树脂聚甲基丙烯酸丁酯树脂按比例进行混合，得到产品乙；

（三）、将产品甲和产品乙按重量比10：3分别进行包装。

使用时，将产品甲和产品乙按比例混在一起，用石油醚进行稀释后喷到干式空心电抗器包封的环氧树脂表面，即形成严密的、富有弹性和憎水性等特点的有机硅橡胶防护膜。

本发明所用的硅橡胶分子是由硅-氧原子交替排列成主链的线性聚硅氧烷，根据硅原子及其结构特点该聚硅氧烷具有良好的耐气候性，如大多数的塑料和橡胶在自然环境的作用下会发生老化现象，即逐渐变硬、变脆或变软发粘而不能继续使用，硅橡胶分子是硅原子组成的主链有机侧基上没有双键，所以，对臭氧、紫外线的作用都是稳定的，试验表明在室温下臭氧浓度为150ppm，大多数橡胶在七小时至八天即遭破坏，而硅橡胶却没变化，经过十多年的大气老化也未发现龟裂或发粘现象；具有良好的电性能，正因为硅胶分子是非极性的，因此具有较强的电性能，且这些电性能不易受温度变化和频率变化的影响，此外由于硅橡胶分子由简单的硅氧基重复单元构成，表现了良好的疏水性和低的表面张力；具有很好的耐热和耐寒性，这主要是由于它有类似无机硅酸盐结构的硅氧键，它的键能（80千卡/mol）比有机硅橡胶的碳―碳键的键能（58千卡/mol）要大很多，这就意味着要破坏硅氧键就需要较高的能量，如硅橡胶通过热老化试验，在180℃～200℃热辐射 2～4年及在300℃下热辐射几天硅橡胶仍然保持足够的抗张强度（40～50kg/cm²），此外硅橡胶还具有较低的结晶温度和玻璃化转变温度，从-65℃～250℃这样宽的温度范围内保持着橡胶弹性，它是使用温度最宽的一种弹性体。另一方面，当温度变化时，硅橡胶的物理和力学性能不象有机橡胶那样急剧变化，体现优越的温度性能；同时它还有较低的粘附强度，这是由于在线性聚硅氧烷的螺旋状卷曲有序结构中，硅氧键的极性相互抵消，而连接在硅原子上的非极性羟基则排列在螺旋状的硅氧烷主链外侧，对硅氧键的极性起一定的屏蔽作用，因此它对各种材料的粘附强度都比较低。这就是硅橡胶作为胶粘剂的一大缺点，本发明就是通过其他手段（如橡胶本身用填料补强，用底胶处理被粘材料表面等方法）来提高胶接强度，满足使用要求。

本发明所制出的对环氧树脂表面具有很强粘附力的硅橡胶胶粘剂，是利用室温固化，双组分包装，选择合适的配比，制备出来的。填料和其他添加剂的配比为10:（2~3）。

本发明对硅橡胶原胶进行了补强，这是由于硅橡胶分子间的相互作用力弱，内聚力低，因此来补强硅橡胶的力学性能不能满足实际要求。配方中我们选择的补强剂是二氧化硅（燃烧法和沉淀法）实验证明，燃烧法制备的二氧化硅补强效果最好，其平均颗粒直径为10～40μm，比表面积在150～300m2/g。

本发明选择的交联剂为正硅酸乙酯，因为正硅酸乙酯的烷氧基与硅橡胶的羟端基反应，通过脱醇交联完成固化过程。

本发明选用的催化剂为二月桂酸二丁基锡。

本发明还添加了表面处理剂，为了改善硅橡胶与环氧树脂表面的粘附性能，我们加入有机硅偶联剂KH-550，这样可以提高胶接强度。

本发明增粘树脂的选择：硅树脂是双组分室温固化硅橡胶胶粘剂的一种有效增粘剂，由于硅树脂内存在大量―OH基，所以对一般材料有良好的胶接强度。但加入硅树脂后，一般硅树脂本身不能常温固化，事必影响硅橡胶固化后的力学性能，为了改善硅树脂的常温干燥性，我们在配方中加入了聚甲基丙烯酸丁酯树脂，这样硅树脂与聚酯树脂在常温下可以通过―OH与―OC4H9反应脱醇实现干燥，同时由于环氧树脂与聚酯树脂有类似的醚键结构，大大地增加了彼此的粘附性，使固化后的硅橡胶对环氧表面的粘附能力大大增强，从而满足使用要求。

本发明溶剂的选择：为了满足工艺要求，我们选择了价廉适用的石油醚作为稀释介质。用石油醚进行稀释后喷到干式空心电抗器包封的环氧树脂表面，即形成严密的、富有弹性和憎水性等特点的有机硅橡胶防护膜。

实验例：

对所配得的干式空心电抗器表面防护胶进行了性能试验和严酷工作条件下的模型试验。通过各种检测手段，发现该胶涂层对环氧树脂表面有较强的粘附力，其击穿强度为：14.96kV/mm，体积电阻率为：8.7×1013，表面电阻率为：7.05×1015，相对介电系数为：2.234，介质损耗角正切为：2.555%，均好于涂胶前及涂RTV（防污闪涂料）的值。为检验新旧防护胶憎水性及防污性的差异。进行了相应的对比试验，具体方法：在两块玻璃板表面分别均匀涂抹一层防紫外线漆A与新制备的防护胶B，厚度为1mm；绝缘垫块厚度控制在3mm~3.5mm；在电极两端加10kV电压。一段时间后降压取出试样，分别测量两种材料的憎水性，并如此循环，以加压3小时为一个周期。憎水性测量，玻璃板倾角α=60°，测量水滴的接触角θ。如图1所示（在未加电压之前测得防紫外线漆A、B的θ角分别为40°、60°。）

第一周期后漆A与漆B的憎水性变化如图2所示；每周期放电刚结束漆A与漆B的憎水性变化如图3所示；连续6个周期后漆A与漆B的憎水性变化如图4所示。

从图中可得出，第一个放电周期后两种防护漆的憎水性有所下降，但很快又完成了自我恢复；同时随着放电周期的延长，两种漆的憎水性都在下降，当放电达到4个周期后两种漆的憎水性几乎为零，但当停止放电后，漆B又很快恢复了良好的憎水性，而漆A经过很长时间后其憎水性没有变化，从而说明，防护漆B不仅放电前其憎水性优越于防护漆A，在经过数次放电后，防护漆B的憎水性还具有较好的自恢复性能。因此，可以说本发明的这种新型干式空心电抗器表面防护漆具有提高干式空心电抗器的使用寿命、防止表面树枝状放电的发生等优点，是目前较理想的防护材料。

Claims (2)

1.一种防护干式空心电抗器包封开裂的涂料，是由如下重量份的甲组分和乙组分组成的：

甲组分：

原胶：线形聚硅氧烷 90~110份；

补强剂：二氧化硅4~6份，平均颗粒直径为10～40μm，比表面积150～300m²/g；

乙组分：

交联剂：正硅酸乙酯7~9份；

固化催化剂：二月桂酸二丁基锡1.5~2.5份；

表面处理剂：有机硅偶联剂―KH-550，6~8份；

增粘树脂：聚甲基丙烯酸丁酯树脂7~9份；

甲组分与乙组分配比为10:（2~3）。

2.如权利要求1所述一种防护干式空心电抗器包封开裂的涂料的生产方法，包括下列步骤：

（一）、线形聚硅氧烷通过补强剂二氧化硅进行补强，得到产品甲；

（二）、将交联剂正硅酸乙酯、固化催化剂二月桂酸二丁基锡、表面处理剂有机硅偶联剂―KH-550、增粘树脂聚甲基丙烯酸丁酯树脂按比例进行混合，得到产品乙；

（三）、将产品甲和产品乙按重量比10：（2~3）分别进行包装。