CN106189721B - 一种超高压输电线路防电晕涂料的制备方法 - Google Patents

一种超高压输电线路防电晕涂料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种超高压输电线路防电晕涂料的制备方法，属于涂料制备技术领域。本发明首先将丙烯酸、五水合四氯化锡、三氯化锑等物质进行搅拌加热溶解，再以过硫酸铵为引发剂，得到浅蓝色粘稠聚合物，再将其与桃胶进行加热搅拌并超声分散后，在氮气保护下，对其进行高温煅烧，使反应得到的聚合物填充于炭化后的桃胶骨架中，冷却后得到灰黑色固体，最后将其与E‑51环氧树脂、丙酮等物质进行混合球磨后，经振荡处理，得到超高压输电线路防电晕涂料。本发明制备的超高压输电线路防电晕涂料具有较高的附着力，不易脱落；且具有较好的防电晕性能，电晕损失功率小于20.5W/m，起晕电压可升高22～25kV。

Description

一种超高压输电线路防电晕涂料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种超高压输电线路防电晕涂料的制备方法，属于涂料制备技术领域。
背景技术
运行中的输电线路周围存在电场，受宇宙射线的影响空气中会产生一定数量的自由电子。在电场力的作用下电子加速运动，积累动能，当自由电子获得足够能量后，与空气中的中性原子或分子发生碰撞电离，产生新的离子。此时，靠近导线小范围内的空气开始电离，这些离子在外加场强的影响下同样发生碰撞电离，且随导线周围场强的增加，气体电离程度加剧，产生大量电子和正负离子，称之为电子崩。从导线表面向外延伸，越远离导线，电场强度越弱。根据这一特点，输电线路周围的电离区仅局限在导线附近的范围内，不可能扩展到很大。电离在发展过程中还会伴随着复合和反激励过程，辐射出大量光子，在光线非常暗的情况下可以看到发生电离的导线附近有蓝色的晕光出现，同时还能听到有“嘶嘶”声，我们将气体这种形式的放电现象称之为电晕放电。 当输电线路周围电场强度超过空气临界击穿场强时，导线附近的空气会在电场作用下发生电离形成电晕放电，伴随着电晕放电现象，还会产生可听噪声和无线电干扰等。电压为交变电压时，放电产生的带电离子在交变电场作用下在导线周围做往返运动，这些现象都将消耗能量，并以热量的形式扩散于周围空气中，统称为电晕损失。电晕损失不仅是设计输电线路时需要考虑的重要内容，也是线路安全经济运行及年运行费用的直接影响因素。
目前国产并使用的高电阻防电晕漆均为单组份气干高阻防电晕漆，漆基为环氧酯或聚酯类气干漆，它们对容器密封及储存条件要求极高，储存寿命短。同时，由于是气干漆，若涂层过厚，或喷涂在有吸附性的表面上，则底层防晕漆极难固化，从而极大影响其附着性及防晕性能。这种漆基耐热等级为B级（130℃），与超高压输电线路表面附着性不好，室温条件下固化不充分，易在装配过程中脱落或在使用过程中由于各种腐蚀导致漆基失效分解，从而最终导致输电线路因电晕腐蚀烧损。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前使用的高电阻防电晕漆与超高压输电线路表面附着性不好，易脱落，影响其防晕性能的问题，本发明首先将丙烯酸、五水合四氯化锡、三氯化锑等物质进行搅拌加热溶解，再以过硫酸铵为引发剂，得到浅蓝色粘稠聚合物，再将其与桃胶进行加热搅拌并超声分散后，在氮气保护下，对其进行高温煅烧，使反应得到的聚合物填充于炭化后的桃胶骨架中，冷却后得到灰黑色固体，最后将其与E-51环氧树脂、丙酮等物质进行混合球磨后，经振荡处理，得到超高压输电线路防电晕涂料。本发明制备的超高压输电线路防电晕涂料附着性能高，易固化，且具有较高的防电晕性能。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）在反应釜中，依次加入600～700mL丙烯酸，200～300mL去离子水，30～40g五水合四氯化锡，2～4g三氯化锑，启动反应釜搅拌器，以560～620r/min转速搅拌至完全溶解，开启反应釜加热器，升温至70～75℃，在恒温搅拌条件下，加入240～280mL质量浓度为18～20%过硫酸铵溶液，反应30～45min，得浅蓝色粘稠聚合物；
（2）按质量比为3:1～5:1，依次将桃胶和上述所得浅蓝色粘稠聚合物加入烧杯中，再将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器上，于温度为70～80℃，转速为680～760r/min条件下，恒温搅拌混合45～60min，再将烧杯转入超声振荡仪，以20～25kHz频率振荡10～15min；
（3）待超声结束，将烧杯中物料倒入坩埚中，随后将坩埚转入箱式电阻炉中，在氮气保护状态下，以6～8℃/min速率逐步加热升温至680～720℃，保温煅烧30～45min后，继续以3～5℃/min速率升温至820～880℃，保温煅烧45～60min，停止加热，在氮气保护状态下随炉冷却至室温，得灰黑色固体；
（4）按重量份数计，在球磨机中依次加入160～180份E-51环氧树脂，20～28份上述所得灰黑色固体，30～45份丙酮，再按球料比为3:1加入氧化锆球磨珠，于1500～1800r/min转速球磨8～10min，将所得物料转入烧杯中，随后将烧杯置于超声振荡仪中，以20～25kHz频率振荡处理10～15min，灌装，即得超高压输电线路防电晕涂料。
本发明的应用方法：按重量份数计，称取50～60份上述制备的超高压输电线路防电晕涂料，2～3份异氰酸酯，3～4份醇酯十二，搅拌混合均匀后，将处理过的导线全线包裹住并尽量保证表面均匀和光滑，再将混合均匀的混合物喷涂于其表面，喷涂厚度控制为0.2～0.4mm，待喷涂结束后，静置7～8h，再进行喷涂，静置20～23h，即可完成对超高压输电线路的防电晕处理。经检测，该超高压输电线路防电晕涂料附着力高，输电线的电晕损失功率小于20.5W/m，起晕电压可升高22～25kV。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的超高压输电线路防电晕涂料具有较高的附着力，不易脱落；
（2）本发明制备的超高压输电线路防电晕涂料具有较好的防电晕性能，电晕损失功率小于20.5W/m，起晕电压可升高22～25kV；
（3）本发明制备工艺简单，所需原材料成本低。
具体实施方式
首先在反应釜中，依次加入600～700mL丙烯酸，200～300mL去离子水，30～40g五水合四氯化锡，2～4g三氯化锑，启动反应釜搅拌器，以560～620r/min转速搅拌至完全溶解，开启反应釜加热器，升温至70～75℃，在恒温搅拌条件下，加入240～280mL质量浓度为18～20%过硫酸铵溶液，反应30～45min，得浅蓝色粘稠聚合物；按质量比为3:1～5:1，依次将桃胶和上述所得浅蓝色粘稠聚合物加入烧杯中，再将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器上，于温度为70～80℃，转速为680～760r/min条件下，恒温搅拌混合45～60min，再将烧杯转入超声振荡仪，以20～25kHz频率振荡10～15min；待超声结束，将烧杯中物料倒入坩埚中，随后将坩埚转入箱式电阻炉中，在氮气保护状态下，以6～8℃/min速率逐步加热升温至680～720℃，保温煅烧30～45min后，继续以3～5℃/min速率升温至820～880℃，保温煅烧45～60min，停止加热，在氮气保护状态下随炉冷却至室温，得灰黑色固体；最后按重量份数计，在球磨机中依次加入160～180份E-51环氧树脂，20～28份上述所得灰黑色固体，30～45份丙酮，再按球料比为3:1加入氧化锆球磨珠，于1500～1800r/min转速球磨8～10min，将所得物料转入烧杯中，随后将烧杯置于超声振荡仪中，以20～25kHz频率振荡处理10～15min，灌装，即得超高压输电线路防电晕涂料。
实例1
首先在反应釜中，依次加入700mL丙烯酸，300mL去离子水，40g五水合四氯化锡，4g三氯化锑，启动反应釜搅拌器，以620r/min转速搅拌至完全溶解，开启反应釜加热器，升温至75℃，在恒温搅拌条件下，加入280mL质量浓度为20%过硫酸铵溶液，反应45min，得浅蓝色粘稠聚合物；按质量比为5:1，依次将桃胶和上述所得浅蓝色粘稠聚合物加入烧杯中，再将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器上，于温度为80℃，转速为760r/min条件下，恒温搅拌混合60min，再将烧杯转入超声振荡仪，以25kHz频率振荡15min；待超声结束，将烧杯中物料倒入坩埚中，随后将坩埚转入箱式电阻炉中，在氮气保护状态下，以8℃/min速率逐步加热升温至720℃，保温煅烧45min后，继续以5℃/min速率升温至880℃，保温煅烧60min，停止加热，在氮气保护状态下随炉冷却至室温，得灰黑色固体；最后按重量份数计，在球磨机中依次加入180份E-51环氧树脂，28份上述所得灰黑色固体，45份丙酮，再按球料比为3:1加入氧化锆球磨珠，于1800r/min转速球磨10min，将所得物料转入烧杯中，随后将烧杯置于超声振荡仪中，以20kHz频率振荡处理15min，灌装，即得超高压输电线路防电晕涂料。
按重量份数计，称取60份上述制备的超高压输电线路防电晕涂料，3份异氰酸酯，4份醇酯十二，搅拌混合均匀后，将处理过的导线全线包裹住并尽量保证表面均匀和光滑，再将混合均匀的混合物喷涂于其表面，喷涂厚度控制为0.4mm，待喷涂结束后，静置8h，再进行喷涂，静置23h，即可完成对超高压输电线路的防电晕处理。经检测，该超高压输电线路防电晕涂料附着力高，输电线的电晕损失功率为19.5W/m，起晕电压可升高25kV。
实例2
首先在反应釜中，依次加入600mL丙烯酸，200mL去离子水，30g五水合四氯化锡，2g三氯化锑，启动反应釜搅拌器，以560r/min转速搅拌至完全溶解，开启反应釜加热器，升温至70℃，在恒温搅拌条件下，加入240mL质量浓度为18%过硫酸铵溶液，反应30min，得浅蓝色粘稠聚合物；按质量比为3:1，依次将桃胶和上述所得浅蓝色粘稠聚合物加入烧杯中，再将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器上，于温度为70℃，转速为680r/min条件下，恒温搅拌混合45min，再将烧杯转入超声振荡仪，以20kHz频率振荡10min；待超声结束，将烧杯中物料倒入坩埚中，随后将坩埚转入箱式电阻炉中，在氮气保护状态下，以6℃/min速率逐步加热升温至680℃，保温煅烧30min后，继续以3℃/min速率升温至820℃，保温煅烧45min，停止加热，在氮气保护状态下随炉冷却至室温，得灰黑色固体；最后按重量份数计，在球磨机中依次加入160份E-51环氧树脂，20份上述所得灰黑色固体，30份丙酮，再按球料比为3:1加入氧化锆球磨珠，于1500r/min转速球磨8min，将所得物料转入烧杯中，随后将烧杯置于超声振荡仪中，以23kHz频率振荡处理10min，灌装，即得超高压输电线路防电晕涂料。
按重量份数计，称取50份上述制备的超高压输电线路防电晕涂料，2份异氰酸酯，3份醇酯十二，搅拌混合均匀后，将处理过的导线全线包裹住并尽量保证表面均匀和光滑，再将混合均匀的混合物喷涂于其表面，喷涂厚度控制为0.2mm，待喷涂结束后，静置7h，再进行喷涂，静置20h，即可完成对超高压输电线路的防电晕处理。经检测，该超高压输电线路防电晕涂料附着力高，输电线的电晕损失功率为20W/m，起晕电压可升高23kV。
实例3
首先在反应釜中，依次加入650mL丙烯酸，250mL去离子水，35g五水合四氯化锡，3g三氯化锑，启动反应釜搅拌器，以600r/min转速搅拌至完全溶解，开启反应釜加热器，升温至72℃，在恒温搅拌条件下，加入245mL质量浓度为19%过硫酸铵溶液，反应40min，得浅蓝色粘稠聚合物；按质量比为4:1，依次将桃胶和上述所得浅蓝色粘稠聚合物加入烧杯中，再将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器上，于温度为75℃，转速为690r/min条件下，恒温搅拌混合50min，再将烧杯转入超声振荡仪，以22kHz频率振荡12min；待超声结束，将烧杯中物料倒入坩埚中，随后将坩埚转入箱式电阻炉中，在氮气保护状态下，以7℃/min速率逐步加热升温至700℃，保温煅烧40min后，继续以4℃/min速率升温至870℃，保温煅烧50min，停止加热，在氮气保护状态下随炉冷却至室温，得灰黑色固体；最后按重量份数计，在球磨机中依次加入170份E-51环氧树脂，24份上述所得灰黑色固体，40份丙酮，再按球料比为3:1加入氧化锆球磨珠，于1600r/min转速球磨9min，将所得物料转入烧杯中，随后将烧杯置于超声振荡仪中，以25kHz频率振荡处理12min，灌装，即得超高压输电线路防电晕涂料。
按重量份数计，称取55份上述制备的超高压输电线路防电晕涂料，2份异氰酸酯，3份醇酯十二，搅拌混合均匀后，将处理过的导线全线包裹住并尽量保证表面均匀和光滑，再将混合均匀的混合物喷涂于其表面，喷涂厚度控制为0.3mm，待喷涂结束后，静置7h，再进行喷涂，静置22h，即可完成对超高压输电线路的防电晕处理。经检测，该超高压输电线路防电晕涂料附着力高，输电线的电晕损失功率为20.3W/m，起晕电压可升高24kV。

Claims (1)

1.一种超高压输电线路防电晕涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）在反应釜中，依次加入600～700mL丙烯酸，200～300mL去离子水，30～40g五水合四氯化锡，2～4g三氯化锑，启动反应釜搅拌器，以560～620r/min转速搅拌至完全溶解，开启反应釜加热器，升温至70～75℃，在恒温搅拌条件下，加入240～280mL质量浓度为18～20%过硫酸铵溶液，反应30～45min，得浅蓝色粘稠聚合物；
（2）按质量比为3:1～5:1，依次将桃胶和上述所得浅蓝色粘稠聚合物加入烧杯中，再将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器上，于温度为70～80℃，转速为680～760r/min条件下，恒温搅拌混合45～60min，再将烧杯转入超声振荡仪，以20～25kHz频率振荡10～15min；
（3）待超声结束，将烧杯中物料倒入坩埚中，随后将坩埚转入箱式电阻炉中，在氮气保护状态下，以6～8℃/min速率逐步加热升温至680～720℃，保温煅烧30～45min后，继续以3～5℃/min速率升温至820～880℃，保温煅烧45～60min，停止加热，在氮气保护状态下随炉冷却至室温，得灰黑色固体；
（4）按重量份数计，在球磨机中依次加入160～180份E-51环氧树脂，20～28份上述所得灰黑色固体，30～45份丙酮，再按球料比为3:1加入氧化锆球磨珠，以1500～1800r/min转速球磨8～10min，将所得物料转入烧杯中，随后将烧杯置于超声振荡仪中，以20～25kHz频率振荡处理10～15min，灌装，即得超高压输电线路防电晕涂料。
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