CN104140749A - 防腐涂层、使用该涂层的隔离开关弹簧件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防腐涂层、使用该涂层的隔离开关弹簧件及其制备方法，该防腐涂层由底层和面层组成，所述底层为由达克罗涂料形成的达克罗层，所述面层为由聚酯氨基烤漆形成的烤漆层；使用该涂层的隔离开关弹簧件表面涂覆有防腐涂层，该防腐涂层由底层和面层组成，所述底层为由达克罗涂料形成的达克罗层，所述面层为由聚酯氨基烤漆形成的烤漆层。本发明的防腐涂层，具有优良的表面抗磕碰划伤性能和表面防锈蚀性能，防腐时间长，维护费用低。本发明的使用该涂层的隔离开关弹簧件，表面涂覆本发明的防腐涂层，具有优良的表面防腐性能、抗冲击性能、耐热性能和表面稳定性，延长了弹簧件的工作寿命，降低了隔离开关的维护费用。

Description

防腐涂层、使用该涂层的隔离开关弹簧件及其制备方法

技术领域

本发明属于电气设备防腐技术领域，具体涉及一种防腐涂层、使用该涂层的隔离开关弹簧件及其制备方法。

背景技术

隔离开关是在电路中起隔离作用的，是电力系统中用量最多的一种输变电设备，它本身的工作原理及结构比较简单，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，它的运行情况对电网的安全性有着重要的影响。隔离开关的主要作用为：分闸后，建立可靠的绝缘间隙，将需要检修的设备或线路与电源用一个明显断开点隔开，以保证检修人员和设备的安全；根据运行需要，换接线路；可用来分、合线路中的小电流，如套管、母线、连接头、短电缆的充电电流，开关均压电容的电容电流，双母线换接时的环流以及电压互感器的励磁电流等；根据不同结构类型的具体情况，可用来分、合一定容量变压器的空载励磁电流。高压隔离开关按其安装方式的不同，可分为户外高压隔离开关与户内高压隔离开关。户外高压隔离开关指能承受风、雨、雪、污秽、凝露、冰及浓霜等作用，适于安装在露台使用的高压隔离开关。隔离开关在低压设备中主要适用于民宅、建筑等低压终端配电系统，主要功能为带负荷分断和接通线路。

户外高压隔离开关是受环境和气候条件影响最大的一种电器设备，它的运行条件比较恶劣，长年累月经受风吹、雨淋、日晒和冰雪、霜露、湿热的影响，加上沙尘、盐雾、污秽和鸟虫的侵害，隔离开关中的弹簧件很容易出现磕碰划伤和锈蚀现象，影响产品外观，造成弹簧件弹性减弱、疲劳变形、接触不良等问题，进而引起导电回路过热、触头烧损等问题，严重影响产品性能和工作寿命，增大维护的工作量和维护费用，并威胁着电力系统的安全运行。

现有技术中，隔离开关的弹簧件多采用油漆和电镀锌来防护，普通油漆不能承受严重的大气腐蚀，其保护周期太短，每年需重刷一次；锌层在污染的工业大气中腐蚀速度达6～15μm/年，由于电镀锌层厚度有限，一般为18～30μm，长期直接暴露在潮湿大气中的电镀锌件，锈蚀严重；近年来逐渐发展起来的达克罗、达克罗与丙烯酸聚氨酯面漆相结合的工艺由于防腐周期短、维护费用高也不能满足隔离开关弹簧件的防腐要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种防腐涂层，具有优良的表面抗磕碰划伤性能和表面防锈蚀性能，防腐时间长，维护费用低。

本发明的第二个目的是提供一种使用该涂层的隔离开关弹簧件。

本发明的第三个目的是提供一种隔离开关弹簧件的制备方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种防腐涂层，该防腐涂层由底层和面层组成，所述底层为由达克罗涂料形成的达克罗层，所述面层为由聚酯氨基烤漆形成的烤漆层。

所述达克罗涂料由以下原料组成：锌粉20～25g、铝粉3.5～5g、正丁醇25～30ml、丙二醇甲醚醋酸酯35～45ml、铬酸盐45～55g、聚氨酯树脂20～25g、消泡剂3～4ml，上述原料的量可以同比例进行调整。

一种使用上述涂层的隔离开关弹簧件，所述弹簧件表面涂覆有防腐涂层，该防腐涂层由底层和面层组成，所述底层为由达克罗涂料形成的达克罗层，所述面层为由聚酯氨基烤漆形成的烤漆层。

所述达克罗层的厚度为5～10μm，所述烤漆层的厚度为20～30μm。

上述隔离开关弹簧件的制备方法，包括下列步骤：

1）清洗：使用有机溶剂清洗弹簧件，去除弹簧件表面的油污；

2）抛丸：使用抛丸处理去除弹簧件表面的锈蚀物；

3）涂覆达克罗涂料：将经过抛丸处理的弹簧件冷却至室温后，浸渍涂覆达克罗涂料形成达克罗层，达克罗涂料的温度为室温，浸渍时间为0.5～2.0min；

4）甩干：将涂覆有达克罗层的弹簧件放入离心机中进行离心甩干；

5）固化：将甩干后的弹簧件放入固化炉中进行固化处理，固化处理分为两个阶段，第一阶段为涂层预热，温度为60～80℃，时间为10～15min，第二阶段为高温固化，温度为290～310℃，时间为30～60min；

6）冷却：将经过固化处理的弹簧件在常温下自然冷却，冷却时间为3～4h；

7）喷涂聚酯氨基烤漆：将冷却后的弹簧件表面的达克罗层上均匀喷涂聚酯氨基烤漆形成烤漆层，流平时间为10～20min；

8）烘干：将喷涂有烤漆层的弹簧件进行烘干，即得。

步骤1）中所述有机溶剂为汽油。

步骤2）中所述抛丸处理，所用钢丸直径为0.5～0.6mm，抛丸机转速2900r/min，抛丸处理时间为10min。

步骤4）中所述离心甩干，离心机转速为200～300r/min，离心甩干的时间为0.2～0.5min。

步骤6）中冷却方法也可以采用风冷，风冷时间为1～2h。

步骤8）中所述烘干的温度为140℃，烘干时间为30min。

本发明的隔离开关弹簧件的制备方法，步骤2）中经抛丸处理的工件温度比较高，待降到室温方可进行下道工序。步骤3）中达克罗涂料在浸液槽的配制过程中，浸液槽中溶液的温度不宜过高，应为室温，防止溶液自身发生反应。步骤4）中离心甩干的作用是除去多余的涂层，使涂层均匀。步骤5）中固化的作用是使达克罗层固化成膜；涂层预热阶段，工件吸热升温，稍微预热，注意升温不可过急，应让工件缓缓吸热，让涂层中的水分逐渐逸出，避免涂层起泡，产生缺陷；高温固化阶段，固化炉中的温度应控制在工艺要求的范围内，不可过高或过低，其决定了涂层在工件上的最终性能。步骤6）中可根据环境温湿度选择自然冷却或风冷，采用风冷可提高冷却速度。步骤7）中喷涂烤漆层，提高防腐涂层的耐蚀性及耐磨性。步骤8）中烘干使工件表面烤漆层固化致密。

本发明的防腐涂层，将达克罗涂料形成的达克罗层和聚酯氨基烤漆形成的烤漆层结合在一起，弥补了两种涂层各自的缺陷，即达克罗层弥补了直接涂装造成的狭缝内及内腔涂装不均匀的缺陷，而较硬的烤漆层弥补了达克罗涂层较软容易磕碰划伤的缺陷；具有优良的表面抗磕碰划伤性能和表面防锈蚀性能。使用该涂层的隔离开关弹簧件，采用“达克罗+聚酯氨基烤漆”相结合的新表面处理工艺，大大提升了隔离开关产品防腐能力，具有以下显著的特点：

1）环保性：工艺流程的无污染和无公害，在生产加工及工件涂覆的整个过程中，不会产生对环境有污染的废水、废气，不用三废治理，降低了处理成本；

2）高抗冲击性：传统工艺的弹簧件表面容易造成抗磕碰划伤，经过烤漆处理后，表面涂层硬度可达4H；

3）高耐热性：表面可耐高温腐蚀，耐热温度可达300℃以上，大大超越了隔离开关产品的实际运行工况要求；

4）无氢脆性：由于工艺流程的特点，可保证零件无氢脆现象，减少了零件加工后的除氢工序处理；

5）良好的渗透性：针对零件中的深孔、狭缝、内壁等不易涂覆部位，均可形成保护层；

6）高耐蚀性：零件表面形成涂层厚度为25～30μm，盐雾试验1000h以上无红锈产生，用在隔离产品上可保证在户外防锈时间达20年～25年；

7）表面稳定性：依据《GB/T 9286-1998色漆和清漆漆膜的划格试验》进行了结合力检测分析，结合力能够达到1级；

8）经济性：节省了因锈蚀造成的质量问题和更换零部件的费用，延长了弹簧件的使用寿命，每年可节约费用10万。

本发明的使用该涂层的隔离开关弹簧件，表面涂覆本发明的防腐涂层，具有优良的表面防腐性能，工作寿命长，维护费用低。本发明的隔离开关弹簧件的制备方法，工艺简单，适合大规模工业化生产。

附图说明

图1为实验例2中抗冲击试验示意图，其中a为实施例1的防腐涂层，b为达克罗+丙烯酸聚氨酯面漆；

图2为实验例2中实施例1～3的防腐涂层的结合力试验示意图，其中c为实施例1的防腐涂层，d为实施例2的防腐涂层，c为实施例3的防腐涂层；

图3为实验例2中达克罗+丙烯酸聚氨酯面漆的结合力试验示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例1

本实施例的防腐涂层由底层和面层组成，所述底层为由达克罗涂料形成的达克罗层，所述面层为由聚酯氨基烤漆形成的烤漆层。所述达克罗涂料由以下原料组成：锌粉20g、铝粉3.5g、正丁醇27ml、丙二醇甲醚醋酸酯45ml、铬酸盐50g、聚氨酯树脂25g、消泡剂4ml，上述原料的量可以同比例进行调整。所述聚酯氨基烤漆是市售商品（牌号JAT-01，郑州拓立涂料有限公司）。

本实施例的使用上述涂层的隔离开关弹簧件表面涂覆有防腐涂层，该防腐涂层由底层和面层组成，所述底层为由达克罗涂料形成的达克罗层，所述面层为由聚酯氨基烤漆形成的烤漆层。所述达克罗层的厚度为5μm，所述烤漆层的厚度为25μm。

本实施例的隔离开关弹簧件的制备方法，包括下列步骤：

1）清洗：使用汽油清洗弹簧件，去除弹簧件表面的油污；

2）抛丸：使用抛丸处理去除弹簧件表面的锈蚀物，抛丸处理中所用钢丸直径为0.5～0.6mm，抛丸机转速2900r/min，抛丸处理时间为10min；

3）涂覆达克罗涂料：将经过抛丸处理的弹簧件冷却至室温后，浸渍涂覆达克罗涂料形成达克罗涂层，达克罗涂料的温度为室温，浸渍时间为0.5min；

4）甩干：将涂覆有达克罗涂层的弹簧件放入离心机中进行离心甩干，离心甩干中离心机转速为250r/min，离心甩干的时间为0.4min；

5）固化：将甩干后的弹簧件放入固化炉中进行固化处理，固化处理分为两个阶段，第一阶段为涂层预热，温度为60℃，时间为10min，第二阶段为高温固化，温度为300℃，时间为45min；

6）冷却：将经过固化处理的弹簧件在常温下自然冷却，冷却时间为4h；

7）喷涂聚酯氨基烤漆：将冷却后的弹簧件表面均匀喷涂聚酯氨基烤漆形成烤漆层，流平时间为10min，烤漆层厚度为20μm；

8）烘干：将喷涂有聚酯氨基烤漆的弹簧件进行烘干，烘干温度为140℃，烘干时间为30min，即得。

实施例2

本实施例的防腐涂层由底层和面层组成，所述底层为由达克罗涂料形成的达克罗层，所述面层为由聚酯氨基烤漆形成的烤漆层。所述达克罗涂料由以下原料组成：锌粉23g、铝粉5g、正丁醇25ml、丙二醇甲醚醋酸酯40ml、铬酸盐55g、聚氨酯树脂22g、消泡剂3ml，上述原料的量可以同比例进行调整。所述聚酯氨基烤漆是市售商品（牌号JAT-01，郑州拓立涂料有限公司）。

本实施例的使用上述涂层的隔离开关弹簧件表面涂覆有防腐涂层，该防腐涂层由底层和面层组成，所述底层为由达克罗涂料形成的达克罗层，所述面层为由聚酯氨基烤漆形成的烤漆层。所述达克罗层的厚度为10μm，所述烤漆层的厚度为20μm。

本实施例的隔离开关弹簧件的制备方法，包括下列步骤：

1）清洗：使用汽油清洗弹簧件，去除弹簧件表面的油污；

2）抛丸：使用抛丸处理去除弹簧件表面的锈蚀物，抛丸处理中所用钢丸直径为0.5～0.6mm，抛丸机转速2900r/min，抛丸处理时间为10min；

3）涂覆达克罗涂料：将经过抛丸处理的弹簧件冷却至室温后，浸渍涂覆达克罗涂料形成达克罗涂层，达克罗涂料的温度为室温，浸渍时间为1.0min；

4）甩干：将涂覆有达克罗涂层的弹簧件放入离心机中进行离心甩干，离心甩干中离心机转速为200r/min，离心甩干的时间为0.5min；

5）固化：将甩干后的弹簧件放入固化炉中进行固化处理，固化处理分为两个阶段，第一阶段为涂层预热，温度为80℃，时间为15min，第二阶段为高温固化，温度为290℃，时间为30min；

6）冷却：将经过固化处理的弹簧件进行风冷，风冷时间为2h；

7）喷涂聚酯氨基烤漆：将冷却后的弹簧件表面均匀喷涂聚酯氨基烤漆形成烤漆层，流平时间为20min，烤漆层厚度为20μm；

8）烘干：将喷涂有聚酯氨基烤漆的弹簧件进行烘干，烘干温度为140℃，烘干时间为30min，即得。

实施例3

本实施例的防腐涂层由底层和面层组成，所述底层为由达克罗涂料形成的达克罗层，所述面层为由聚酯氨基烤漆形成的烤漆层。所述达克罗涂料由以下原料组成：锌粉25g、铝粉4.2g、正丁醇30ml、丙二醇甲醚醋酸酯35ml、铬酸盐45g、聚氨酯树脂20g、消泡剂3.5ml，上述原料的量可以同比例进行调整。所述聚酯氨基烤漆是市售商品（牌号JAT-01，郑州拓立涂料有限公司）。

本实施例的使用上述涂层的隔离开关弹簧件表面涂覆有防腐涂层，该防腐涂层由底层和面层组成，所述底层为由达克罗涂料形成的达克罗层，所述面层为由聚酯氨基烤漆形成的烤漆层。所述达克罗层的厚度为7μm，所述烤漆层的厚度为30μm。

本实施例的隔离开关弹簧件的制备方法，包括下列步骤：

1）清洗：使用汽油清洗弹簧件，去除弹簧件表面的油污；

2）抛丸：使用抛丸处理去除弹簧件表面的锈蚀物，抛丸处理中所用钢丸直径为0.5～0.6mm，抛丸机转速2900r/min，抛丸处理时间为10min；

3）涂覆达克罗涂料：将经过抛丸处理的弹簧件冷却至室温后，浸渍涂覆达克罗涂料形成达克罗涂层，达克罗涂料的温度为室温，浸渍时间为2.0min；

4）甩干：将涂覆有达克罗涂层的弹簧件放入离心机中进行离心甩干，离心甩干中离心机转速为300r/min，离心甩干的时间为0.2min；

5）固化：将甩干后的弹簧件放入固化炉中进行固化处理，固化处理分为两个阶段，第一阶段为涂层预热，温度为70℃，时间为13min，第二阶段为高温固化，温度为310℃，时间为60min；

6）冷却：将经过固化处理的弹簧件在常温下自然冷却，冷却时间为3h；

7）喷涂聚酯氨基烤漆：将冷却后的弹簧件表面均匀喷涂聚酯氨基烤漆形成烤漆层，流平时间为15min，烤漆层厚度为20μm；

8）烘干：将喷涂有聚酯氨基烤漆的弹簧件进行烘干，烘干温度为140℃，烘干时间为30min，即得。

实验例1

本实验例对实施例1～3的弹簧件进行盐雾耐蚀试验，试验方法依据标准《GB／T 1771—2007色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》，试验周期为1058h，喷雾方式为连续喷雾。试验结果如表1所示：

表1 盐雾耐蚀试验结果

从表1可以看出，对比例中，使用达克罗与丙烯酸聚氨酯面漆的弹簧件在552h出现大面积的红锈，并最终导致锈蚀面积的扩大；而实施例1～3的具有达克罗层与聚酯氨基烤漆层的弹簧件，盐雾试验可达1000h以上，说明其具有更优良的防腐性能。

实验例2

本实验例对涂覆有实施例1～3的防腐涂层的工件进行机械性能检测，其中硬度检测试验的方法依据《GB/T 6739-2006色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》，耐冲击性检测试验的方法依据《GB/T 20624.2-2006色漆和清漆快速变形（耐冲击性）试验第2部分：落锤试验（小面积冲头）》，结合力检测试验的方法依据《GB/T9286-1998色漆和清漆漆膜的划格试验》。检测试验结果如表2所示：

表2 机械性能检测结果

项目	防腐工艺	硬度	耐冲击性	结合力
					实施例1	达克罗+聚酯氨基烤漆	5H	冲击处脱落，周围凸出面没有产生裂纹	1级
实施例2	达克罗+聚酯氨基烤漆	5H	冲击处脱落，周围凸出面没有产生裂纹	1级
					实施例3	达克罗+聚酯氨基烤漆	5H	冲击处脱落，周围凸出面没有产生裂纹	1级

对比例

达克罗+丙烯酸聚氨酯面漆

2H

冲击凸出部分脱落，且周围凸出面产生裂纹

3级

从表2和图1可以看出，实施例1～3的防腐涂层的硬度和耐冲击性均优于达克罗+丙烯酸聚氨酯面漆的涂层；从表2和图2、3可以看出，达克罗+丙烯酸聚氨酯面漆的涂层的结合力为3级，不能满足隔离开关弹簧件的使用要求，而实施例1～3的防腐涂层的结合力为1级，满足隔离开关弹簧件的使用要求。

实验例3

本实验例对实施例1～3所得的具有防腐涂层的弹簧件进行性能测试，并与现有技术的弹簧件防腐工艺进行对比，结果如表3所示：

表3 隔离开关弹簧件防腐工艺性能测试结果

从表3可以看出，实施例1～3的隔离开关弹簧件，与采用电镀锌防腐工艺的弹簧件相比，大大提高了耐蚀性、耐热性、渗透性，并且具有无氢脆性的特点；与单独采用达克罗工艺的弹簧件相比，提高了耐蚀性和硬度；与采用达克罗+环氧底漆+丙烯酸聚氨酯面漆的防腐工艺相比，减少了涂层的层数，缩短了工艺流程，节省了劳动时间，并且提高了表面稳定性和硬度。

实验例4

本实验例依据隔离开关弹簧件的生产流程和现场运行情况，按照隔离开关弹簧件一年期限内的锈蚀和维护情况，计算出产品维护费用，实施例1～3所得隔离开关弹簧件与现有技术的环保经济性对比如表4所示：

表4 实施例1～3所得隔离开关弹簧件与现有技术的环保经济性对比

从表4可以看出，实施例1～3的隔离开关弹簧件，相对于采用电镀锌防腐工艺、单独达克罗工艺、达克罗+环氧底漆+丙烯酸聚氨酯面漆的防腐工艺，防腐年限大大增加，极大地延长了隔离开关弹簧件的工作寿命，减少维护的工作量，降低了维护费用。

Claims (10)

1.防腐涂层，其特征在于：该防腐涂层由底层和面层组成，所述底层为由达克罗涂料形成的达克罗层，所述面层为由聚酯氨基烤漆形成的烤漆层。

2.根据权利要求1所述的防腐涂层，其特征在于：所述达克罗涂料由以下原料组成：锌粉20～25g、铝粉3.5～5g、正丁醇25～30ml、丙二醇甲醚醋酸酯35～45ml、铬酸盐45～55g、聚氨酯树脂20～25g、消泡剂3～4ml，上述原料的量可以同比例进行调整。

3.使用如权利要求1所述涂层的隔离开关弹簧件，其特征在于：所述弹簧件表面涂覆有防腐涂层，该防腐涂层由底层和面层组成，所述底层为由达克罗涂料形成的达克罗层，所述面层为由聚酯氨基烤漆形成的烤漆层。

4.根据权利要求3所述的隔离开关弹簧件，其特征在于：所述达克罗层的厚度为5～20μm，所述烤漆层的厚度为20～30μm。

5.如权利要求3所述的隔离开关弹簧件的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：

1）清洗：使用有机溶剂清洗弹簧件，去除弹簧件表面的油污；

2）抛丸：使用抛丸处理去除弹簧件表面的锈蚀物；

3）涂覆达克罗涂料：将经过抛丸处理的弹簧件冷却至室温后，浸渍涂覆达克罗涂料形成达克罗层，达克罗涂料的温度为室温，浸渍时间为0.5～2.0min；

4）甩干：将涂覆有达克罗层的弹簧件放入离心机中进行离心甩干；

5）固化：将甩干后的弹簧件放入固化炉中进行固化处理，固化处理分为两个阶段，第一阶段为涂层预热，温度为60～80℃，时间为10～15min；第二阶段为高温固化，温度为290～310℃，时间为30～60min；

6）冷却：将经过固化处理的弹簧件在常温下自然冷却，冷却时间为3～4h；

7）喷涂聚酯氨基烤漆：将冷却后的弹簧件表面的达克罗层上均匀喷涂聚酯氨基烤漆形成烤漆层，流平时间为10～20min；

8）烘干：将喷涂有烤漆层的弹簧件进行烘干，即得。

6.根据权利要求5所述的隔离开关弹簧件的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述有机溶剂为汽油。

7.根据权利要求5所述的隔离开关弹簧件的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述抛丸处理，所用钢丸直径为0.5～0.6mm，抛丸机转速2900r/min，抛丸处理时间为10min。

8.根据权利要求5所述的隔离开关弹簧件的制备方法，其特征在于：步骤4）中所述离心甩干，离心机转速为200～300r/min，离心甩干的时间为0.2～0.5min。

9.根据权利要求5所述的隔离开关弹簧件的制备方法，其特征在于：步骤6）中冷却方法也可以采用风冷，风冷时间为1～2h。

10.根据权利要求5所述的隔离开关弹簧件的制备方法，其特征在于：步骤8）中所述烘干的温度为140℃，烘干时间为30min。