CN106221500A - 一种防电晕高阻涂料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防电晕高阻涂料的制备方法，属于涂料技术领域。本发明以油茶籽粕为原料，粉碎过筛制得油茶籽粕粉末与萃取剂混合进行超声分散，收集用无水乙醇洗涤后的滤饼并碾磨制得脱脂油茶籽粕粉末，把粉末与乙醇溶液进行水浴，收集滤液旋转蒸发，所得结晶和硝酸镁、硝酸铝混合滴加氢氧化钠溶液反应制得改性茶皂素插层镁铝水滑石，最后与甲苯、环氧树脂和二酚基丙烷型环氧树脂混合后水浴，冷却后得一种防电晕高阻涂料。经实例证明，所制得的防电晕高阻涂料很好的防止放电现象产生，使材料与外界阻隔性能较理想，以环氧树脂做添加剂使涂料具有较佳的粘合性，不受雨雪天气干扰，性质稳定，具有广泛的应用价值。
Description
技术领域
本发明公开了一种防电晕高阻涂料的制备方法，属于涂料技术领域。
背景技术
电晕的产生是因为不平滑的导体产生不均匀的电场，在不均匀的电场周围曲率半径小的电极附近当电压升高到一定值时，由于空气游离就会发生放电，形成电晕。因为在电晕的外围电场很弱，不发生碰撞游离，电晕外围带电粒子基本都是电离子，这些离子便形成了电晕放电电流。简单地说，曲率半径小的导体电极对空气放电，便产生了电晕。高压电机定子绕组在通风槽口及直线出槽口处、绕组端部电场集中，当局部位置场强达到一定数值时，气体发生局部电离，在电离处出现蓝色荧光，这即是电晕现象。电晕产生热效应和臭氧、氮的氧化物，使线圈内局部温度升高，导致胶粘剂变质、碳化，股线绝缘和云母变白，进而使股线松散、短路，绝缘老化。运行中的超/特高压输电线路在施工过程中难免发生磕碰刮伤导线或导线本身就存在突出金属物，形成局部电晕放电点。
目前普遍采用增加导线直径、分裂数或者提高杆塔高度的方法降低超/特高压导线电晕损耗。这些方法虽然能达到降低电晕损耗的效果，但本身投入量大，并且对现有存在电晕缺陷的输电线路，大规模的更换导线或者增加杆塔高度显得不切实际，实际操作中有一定局限性。高压电机端部电场十分集中，为改善电场分布，目前国内外普遍采用的是碳化硅防晕材料。当然，高压电机对人体接触伤害不可估量，这就亟待生产出高阻涂料，减少每年因高压电机导致的死亡率。传统的防电晕高阻涂料存在放电现象异常、长时间放置容易发生龟裂、起皮和脱落且使用过程中天气雨雪影响导致线路的短路和接触不良、阻隔性能较差等缺陷。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对传统的防电晕高阻涂料存在放电现象异常、阻隔性能不理想、易受外界环境因素干扰性质不稳定等缺陷，提供了一种防电晕高阻涂料的制备方法。本发明以油茶籽粕为原料，粉碎过筛制得油茶籽粕粉末与萃取剂混合进行超声分散，收集用无水乙醇洗涤后的滤饼并碾磨制得脱脂油茶籽粕粉末，把粉末与乙醇溶液进行水浴，收集滤液旋转蒸发，所得结晶和硝酸镁、硝酸铝混合滴加氢氧化钠溶液反应制得改性茶皂素插层镁铝水滑石，最后与甲苯、环氧树脂和二酚基丙烷型环氧树脂混合后水浴，冷却后得一种防电晕高阻涂料。本发明通过将茶皂素表面活性剂通过插层方式置于镁铝水滑石中，由于镁铝水滑石中纳米粒子的粒径小、比表面积大以及表面层内插层由阳离子表面活性剂，导致其原子所占比例较大，可使得其与聚合物充分键合，使粒子与基体界面之间的粘合强度得到增强，有利于应力传递，因而可承受较大负荷，有效解决了传统的防电晕高阻涂料存在放电现象异常、阻隔性能不理想、易受外界环境因素干扰性质不稳定的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）收集油茶籽粕，将其粉碎并过70～80目筛，制备得油茶籽粕粉末，随后将其置于65～80℃下干燥3～5h，随后按质量比1:5，将干燥油茶籽粕粉末与石油醚搅拌混合并在200～300W下超声分散10～15min，过滤并收集滤饼，用无水乙醇洗涤3～5次后，在65～80℃下干燥6～8h并碾磨，制备得脱脂油茶籽粕粉末；
（2）按质量比1：10，将脱脂油茶籽粕粉末与质量浓度40%乙醇溶液搅拌混合，在65～80℃下水浴加热45～50min后，过滤并收集滤液，随后在75～80℃下旋转蒸发至干，收集干燥结晶；
（3）按重量份数计，分别称量10～15份硝酸镁、10～15份硝酸铝、5～10份上述制备的干燥结晶和45～50份去离子水置于三角烧瓶中，搅拌混合并对三口烧瓶滴加1mol/L氢氧化钠溶液，待滴加至pH为10.0～11.0时停止滴加并静置10～12h，随后过滤并收集滤饼，在65～70℃下干燥20～24h，制备得改性茶皂素插层镁铝水滑石；
（4）按重量份数计，分别称量45～50份甲苯、10～15份上述制备的改性茶皂素插层镁铝水滑石、15～20份环氧树脂和45～50份无水乙醇置于烧杯中，搅拌混合10～15min后，对烧杯中添加与环氧树脂质量相同的二酚基丙烷型环氧树脂，待添加完成后，搅拌混合并置于45～50℃下水浴加热25～30min，随后静置冷却至室温，即可制备得一种防电晕高阻涂料。
本发明的应用方法是：将本发明制得的防电晕高阻涂料涂覆于高压电缆层表面，涂料厚度为0.19～0.28mm，在60～80℃温度下烘烤5～8min后冷却至室温，放电率降低80～90%，电缆层表面电阻达1011～1013Ω，电缆使用寿命延长6～8年。
本发明的有益效果是：
（1）本发明制得防电晕高阻涂料放电率降低80～90%，电缆层表面电阻达1011～1013Ω，有效的减少因高压电缆触电产生的死亡率；
（2）本发明以油茶籽粕为原料，用环氧树脂作添加剂，有优良的粘合性，减少高压电缆在雨雪状况下工作导致的线路短路和接触不良等缺陷，具有较佳的稳定性。
具体实施方式
首先收集油茶籽粕，将其粉碎并过70～80目筛，制备得油茶籽粕粉末，随后将其置于65～80℃下干燥3～5h，随后按质量比1:5，将干燥油茶籽粕粉末与石油醚搅拌混合并在200～300W下超声分散10～15min，过滤并收集滤饼，用无水乙醇洗涤3～5次后，在65～80℃下干燥6～8h并碾磨，制备得脱脂油茶籽粕粉末；按质量比1：10，将脱脂油茶籽粕粉末与质量浓度40%乙醇溶液搅拌混合，在65～80℃下水浴加热45～50min后，过滤并收集滤液，随后在75～80℃下旋转蒸发至干，收集干燥结晶；按重量份数计，分别称量10～15份硝酸镁、10～15份硝酸铝、5～10份上述制备的干燥结晶和45～50份去离子水置于三角烧瓶中，搅拌混合并对三口烧瓶滴加1mol/L氢氧化钠溶液，待滴加至pH为10.0～11.0时停止滴加并静置10～12h，随后过滤并收集滤饼，在65～70℃下干燥20～24h，制备得改性茶皂素插层镁铝水滑石；按重量份数计，分别称量45～50份甲苯、10～15份上述制备的改性茶皂素插层镁铝水滑石、15～20份环氧树脂和45～50份无水乙醇置于烧杯中，搅拌混合10～15min后，对烧杯中添加与环氧树脂质量相同的二酚基丙烷型环氧树脂，待添加完成后，搅拌混合并置于45～50℃下水浴加热25～30min，随后静置冷却至室温，即可制备得一种防电晕高阻涂料。
实例1
首先收集油茶籽粕，将其粉碎并过70目筛，制备得油茶籽粕粉末，随后将其置于65℃下干燥3h，随后按质量比1:5，将干燥油茶籽粕粉末与石油醚搅拌混合并在200W下超声分散10min，过滤并收集滤饼，用无水乙醇洗涤3次后，在65℃下干燥6h并碾磨，制备得脱脂油茶籽粕粉末；按质量比1：10，将脱脂油茶籽粕粉末与质量浓度40%乙醇溶液搅拌混合，在65℃下水浴加热45min后，过滤并收集滤液，随后在75℃下旋转蒸发至干，收集干燥结晶；按重量份数计，分别称量10份硝酸镁、10份硝酸铝、5份上述制备的干燥结晶和45份去离子水置于三角烧瓶中，搅拌混合并对三口烧瓶滴加1mol/L氢氧化钠溶液，待滴加至pH为10.0时停止滴加并静置10h，随后过滤并收集滤饼，在65℃下干燥20h，制备得改性茶皂素插层镁铝水滑石；按重量份数计，分别称量45份甲苯、10份上述制备的改性茶皂素插层镁铝水滑石、15份环氧树脂和45份无水乙醇置于烧杯中，搅拌混合10min后，对烧杯中添加与环氧树脂质量相同的二酚基丙烷型环氧树脂，待添加完成后，搅拌混合并置于45℃下水浴加热25min，随后静置冷却至室温，即可制备得一种防电晕高阻涂料。
本发明的应用方法是：将本发明制得的防电晕高阻涂料涂覆于高压电缆层表面，涂料厚度为0.19mm，在60℃温度下烘烤5min后冷却至室温，放电率降低80%，电缆层表面电阻达1011Ω，电缆使用寿命延长6年。
实例2
首先收集油茶籽粕，将其粉碎并过75目筛，制备得油茶籽粕粉末，随后将其置于70℃下干燥4h，随后按质量比1:5，将干燥油茶籽粕粉末与石油醚搅拌混合并在250W下超声分散13min，过滤并收集滤饼，用无水乙醇洗涤4次后，在70℃下干燥7h并碾磨，制备得脱脂油茶籽粕粉末；按质量比1：10，将脱脂油茶籽粕粉末与质量浓度40%乙醇溶液搅拌混合，在70℃下水浴加热47min后，过滤并收集滤液，随后在77℃下旋转蒸发至干，收集干燥结晶；按重量份数计，分别称量13份硝酸镁、13份硝酸铝、7份上述制备的干燥结晶和47份去离子水置于三角烧瓶中，搅拌混合并对三口烧瓶滴加1mol/L氢氧化钠溶液，待滴加至pH为10.5时停止滴加并静置11h，随后过滤并收集滤饼，在67℃下干燥22h，制备得改性茶皂素插层镁铝水滑石；按重量份数计，分别称量47份甲苯、13份上述制备的改性茶皂素插层镁铝水滑石、17份环氧树脂和47份无水乙醇置于烧杯中，搅拌混合13min后，对烧杯中添加与环氧树脂质量相同的二酚基丙烷型环氧树脂，待添加完成后，搅拌混合并置于47℃下水浴加热27min，随后静置冷却至室温，即可制备得一种防电晕高阻涂料。
本发明的应用方法是：将本发明制得的防电晕高阻涂料涂覆于高压电缆层表面，涂料厚度为0.23mm，在70℃温度下烘烤7min后冷却至室温，放电率降低85%，电缆层表面电阻达1012Ω，电缆使用寿命延长7年。
实例3
首先收集油茶籽粕，将其粉碎并过80目筛，制备得油茶籽粕粉末，随后将其置于80℃下干燥5h，随后按质量比1:5，将干燥油茶籽粕粉末与石油醚搅拌混合并在300W下超声分散15min，过滤并收集滤饼，用无水乙醇洗涤5次后，在80℃下干燥8h并碾磨，制备得脱脂油茶籽粕粉末；按质量比1：10，将脱脂油茶籽粕粉末与质量浓度40%乙醇溶液搅拌混合，在80℃下水浴加热50min后，过滤并收集滤液，随后在80℃下旋转蒸发至干，收集干燥结晶；按重量份数计，分别称量15份硝酸镁、15份硝酸铝、10份上述制备的干燥结晶和50份去离子水置于三角烧瓶中，搅拌混合并对三口烧瓶滴加1mol/L氢氧化钠溶液，待滴加至pH为11.0时停止滴加并静置12h，随后过滤并收集滤饼，在70℃下干燥24h，制备得改性茶皂素插层镁铝水滑石；按重量份数计，分别称量50份甲苯、15份上述制备的改性茶皂素插层镁铝水滑石、20份环氧树脂和50份无水乙醇置于烧杯中，搅拌混合15min后，对烧杯中添加与环氧树脂质量相同的二酚基丙烷型环氧树脂，待添加完成后，搅拌混合并置于50℃下水浴加热30min，随后静置冷却至室温，即可制备得一种防电晕高阻涂料。
本发明的应用方法是：将本发明制得的防电晕高阻涂料涂覆于高压电缆层表面，涂料厚度为0.28mm，在80℃温度下烘烤8min后冷却至室温，放电率降低90%，电缆层表面电阻达1013Ω，电缆使用寿命延长8年。
Claims (1)
1.一种防电晕高阻涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）收集油茶籽粕，将其粉碎并过70～80目筛，制备得油茶籽粕粉末，随后将其置于65～80℃下干燥3～5h，随后按质量比1:5，将干燥油茶籽粕粉末与石油醚搅拌混合并在200～300W下超声分散10～15min，过滤并收集滤饼，用无水乙醇洗涤3～5次后，在65～80℃下干燥6～8h并碾磨，制备得脱脂油茶籽粕粉末；
（2）按质量比1：10，将脱脂油茶籽粕粉末与质量浓度40%乙醇溶液搅拌混合，在65～80℃下水浴加热45～50min后，过滤并收集滤液，随后在75～80℃下旋转蒸发至干，收集干燥结晶；
（3）按重量份数计，分别称量10～15份硝酸镁、10～15份硝酸铝、5～10份上述制备的干燥结晶和45～50份去离子水置于三角烧瓶中，搅拌混合并对三口烧瓶滴加1mol/L氢氧化钠溶液，待滴加至pH为10.0～11.0时停止滴加并静置10～12h，随后过滤并收集滤饼，在65～70℃下干燥20～24h，制备得改性茶皂素插层镁铝水滑石；
（4）按重量份数计，分别称量45～50份甲苯、10～15份上述制备的改性茶皂素插层镁铝水滑石、15～20份环氧树脂和45～50份无水乙醇置于烧杯中，搅拌混合10～15min后，对烧杯中添加与环氧树脂质量相同的二酚基丙烷型环氧树脂，待添加完成后，搅拌混合并置于45～50℃下水浴加热25～30min，随后静置冷却至室温，即可制备得一种防电晕高阻涂料。
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