CN106536642B - 用于导体的能固化的两部分涂料 - Google Patents

Abstract

用于形成组合物的组成试剂盒包括分开的第一组成和第二组成。第一组成包括填料、交联剂和发射剂；和第二组成包括硅酸盐粘结剂。还提供了用于制造组成试剂盒和用于制造涂覆的高架导体的方法。

Description

用于导体的能固化的两部分涂料

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年6月10日提交的题为用于导体的能固化的两部分涂料的美国临时申请序号62/010,144的优先权，并且由此将该申请完全引入本文作为参考。

技术领域

本公开内容涉及表面改性的高架(架空，overhead)导体(导线)，其具有容许所述导体在较低温度下工作的涂层(包覆层)。

背景技术

随着对电力的需求持续增长，对更高容量传输和配送线路的需求也增长。传输线路可输送的功率值取决于线路的载流容量(安培容量)。然而，线路的安培容量受承载电流的裸导体的最大安全工作温度限制。超过该温度可导致对导体或者对传输和配送线路配件的破坏。导体温度由线路上的加热和冷却的累积效果决定。导体通过欧姆损耗和太阳热而被加热和通过传导、对流和辐射而被冷却。由于欧姆损耗产生的热量取决于导体的电流(I)和电阻(R)并且由如下关系决定：欧姆损耗＝I2R。电阻(R)本身进一步取决于温度。越高的电流和温度导致越高的电阻，其进而导致导体中越大的电损耗。

本领域中已经提出了若干解决方案来制造更高容量传输和配送线路。例如，已知涂覆(包覆)有光谱选择性表面涂层的高架导体。这样的涂层可具有高于0.7的散热系数(E)和小于0.3的太阳吸收系数(A)。这样的涂层可为白色的以降低太阳吸收。

还已知具有拥有大于0.6的发射率(emissivity)的黑漆涂层的高架电缆。这样的漆可由塑料(例如聚氨酯)和黑色颜料制成。

还已知涂覆有发射系数(emissivity coefficient)为0.7或更大并且太阳吸收系数为0.3或更小的聚合物层的电导体。这样的聚合物层可由聚偏氟乙烯(PVDF)和白色颜料添加剂制成。

然而，这些已知涂层中的许多是白色涂层，其由于眩光和可随着时间推移而出现的褪色而不是合意的。此外，聚合物涂层由于它们成问题的热和湿老化特性也不是合意的。

热保护性涂层也是广泛知晓的。然而，这样的涂层用于保护基底免受来自基底外部的热，并且未通过将热辐射至外部环境而冷却基底。

因此，对于如下的用于高架导体的耐久的无机涂层存在需要：其容许所述导体在降低的温度下工作。

发明内容

根据一个实施方式，用于制造用于形成能固化的涂料组合物的组成试剂盒(组合物包，compositional kit)的方法包括混合第一组成和混合第二组成，其中第一组成和第二组成是分开的。第一组成包括：以所述组成试剂盒的干重计的约2％-约55％的填料、以所述组成试剂盒的干重计的约5％-约20％的交联剂、和以所述组成试剂盒的干重计的约6％-约42％的发射剂。第二组成包括金属硅酸盐粘结剂。所述金属硅酸盐粘结剂的金属为碱土金属(alkali earth metal)或碱土金属(alkaline earth metal)之一。

根据另一实施方式，提供制造高架导体的方法。所述方法包括通过混合第一组成和混合第二组成而提供组成试剂盒，其中第一组成和第二组成是分开的；然后将第一组成和第二组成混合在一起以形成涂料组合物，然后将所述涂料组合物施加在裸导体的表面上以形成所述高架导体。第一组成包括以所述组成试剂盒的干重计的约2％-约55％的填料、以所述组成试剂盒的干重计约5％-约20％的交联剂、和以所述组成试剂盒的干重计的约6％-约42％的发射剂。第二组成包括以所述组成试剂盒的干重计约20％-约65％的金属硅酸盐粘结剂。所述金属硅酸盐粘结剂的金属为碱土金属或碱土金属之一。

附图说明

图1描绘根据一个实施方式的具有多根芯线的裸导体的横截面图。

图2描绘根据一个实施方式的没有芯线的裸导体的横截面图。

图3描绘根据一个实施方式的由梯形形状的导线形成并且具有多根芯线的裸导体的横截面图。

图4描绘根据一个实施方式的由梯形形状的导线形成并且没有芯线的裸导体的横截面图。

图5描绘根据一个实施方式的导体的连续涂覆过程。

图6描绘根据一个实施方式的溢流式模头的横截面图。

图7描绘图6的溢流式模头的透视图。

图8描绘图6的溢流式模头的剖视图。

图9描绘用于测量金属基底对于所给的施加电流的温度的试验布置。

具体实施方式

导体的温度取决于许多因素，包括导体的电性质、导体的物理性质、以及当地气候条件。例如，通过吸收由于太阳辐射引起的来自太阳的热，导体的温度可升高。所吸热的热量取决于导体的表面，即，表面吸收系数(“吸收率”)。低的吸收率表示导体吸收仅少量的由于太阳辐射引起的热。

导体通常可通过经由辐射发射热而降低其温度。辐射的热量取决于导体表面的发射系数(“发射率”)。高的发射率表示所述导体与具有较低发射率的导体相比辐射更多的热。

因此，在某些实施方式中，包括热辐射剂的高架导体在根据ANSIC119.4-2004测试时可在比没有热辐射剂的相同导体的温度低的温度下工作。所述热辐射剂可直接引入到所述导体中或者可涂覆在所述导体上。在一个实施方式中，可使工作温度降低约5℃或更多。

另外，在本文中还描述了将高架导体用如下的无机、非白色、柔性涂层涂覆的方法：其使所述导体的工作温度与没有热辐射剂的相同导体的温度相比降低。

在某些实施方式中，置于高架导体上的涂层可具有其它有益性质，包括在如下的一个或多个方面的改善：导体的耐腐蚀性、导体的耐电晕性、导体的寿命、和在导体上的冰和灰尘方面的减少。

在某些实施方式中，两部分涂料组合物(在本文中也称作组成试剂盒)在涂覆于高架导体上并且根据ANSI C119.4-2004测试时可使所述导体的工作温度与没有热辐射剂的相同导体的温度相比降低。在一个实施方式中，当与未涂覆的高架导体的工作温度相比时，工作温度可降低约5℃或更多(在测量的工作温度为约60℃或更高时)。在某些实施方式中，当与未涂覆的高架导体的工作温度相比时，工作温度可降低约10℃或更多(在测量的工作温度为约100℃或更高时)。如能够领会的，工作温度的降低可容许对于给定的载流容量使用更细的导体或者在传统尺寸的导体上使用提高的载流容量。例如，用所述两部分涂料组合物涂覆的电缆与类似的未涂覆的电缆相比可在更低温度下工作，同时传导1900安培，所述未涂覆的电缆仅传导1500安培。

根据某些实施方式，两部分涂料组合物或组成试剂盒可包括：第一组成部分，其包括填料、交联剂(例如反应性试剂)、和发射剂；和第二组成部分，其包括硅酸盐粘结剂。可将所述两部分(例如，第一和第二组成部分)保持分开直到使用。本发明人已经出人预料地发现，在混合所述两部分时，所得涂料组合物可既开始固化，又呈现出随着时间推移在粘度方面的增加。不受任何具体理论制约，理论化的是，固化由于交联剂和硅酸盐粘结剂之间的反应而发生。如能够领会的，随着粘度增加，涂料组合物涂覆高架导体的能力变得更困难。因此，将所述两种组成部分保持分开直到使用可为有利的。

如本文中使用的，所有的百分数(％)为整个组合物的重量百分数，也表示为重量/重量％、％(w/w)、w/w、w/w％或者简单地％，除非另有说明。此外，如本文中使用的，术语“湿(的)”指的是在分散介质(例如水)中的涂料组合物的相对百分数；和“干(燥)(的)”指的是在添加分散介质之前的干涂料组合物的相对百分数。换而言之，干百分数是在不考虑分散介质的情况下呈现的那些。湿的掺和物指的是添加有分散介质的涂料组合物。“湿重百分数”或者类似物是在湿的混合物中的重量；和“干重百分数”或者类似物是在没有分散介质的干组合物中的重量百分数。除非另有说明，本文中使用的百分数(％)为基于整个组合物的重量的干重百分数。

根据某些实施方式，用于第一组成的合适填料可为金属氧化物，其包括，但不限于石英、氧化铝、云母、煅烧高岭土、硅灰石、方解石、氧化锆、锆石、云母氧化铁、铁氧化物、硅酸铝、滑石(有时称作水合硅酸镁)、硫酸钡、锌钡白、以及其组合。在某些实施方式中，合适填料的更具体实例可选自滑石、煅烧高岭土、氧化铝和/或石英。在某些实施方式中，合适的填料可具有约50微米或更小、在某些实施方式中约20微米或更小、和在某些实施方式中约5微米或更小的平均粒度。组成试剂盒中的填料的总量可为约2％-约55％、在某些实施方式中约10％-约40％、和在某些实施方式中约15％-约30％。

根据某些实施方式，合适的交联剂(例如，反应性试剂)可为在与粘结剂混合(特别是在含水淤浆中)时可促进所述组合物的固化的化合物。合适交联剂的实例可包括，但不限于氢氧化镁、氧化镁、氧化锌、或其组合。在某些实施方式中，合适交联剂的具体实例可包括氢氧化镁和/或氧化镁。在某些实施方式中，组成试剂盒中存在的交联剂的总量可从约5％到约20％、和在某些实施方式中从约7％到约15％变化。

发射剂可改善组合物辐射来自高架导体的热的能力。合适发射剂的实例可包括，但不限于，氧化镓、氧化铈、氧化锆、六硼化硅、四硼化碳、四硼化硅、碳化硅、二硅化钼、二硅化钨、二硼化锆、氧化锌、亚铬酸铜、氧化镁、二氧化硅、氧化铬、铁氧化物、碳化硼、硅化硼、氧化铜铬、二氧化钛、氮化铝、氮化硼、氧化铝、以及其组合。在某些实施方式中，合适发射剂的具体实例可选自氧化硼、氧化铈、和/或二氧化钛。在某些实施方式中，组成试剂盒中发射剂的总量可为约6％-约42％、在某些实施方式中约10％-约32％、和在某些实施方式中约15％-约28％。

合适的硅酸盐粘结剂可为碱/碱土金属硅酸盐，例如但不限于硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂、硅酸钙、或其组合。在某些实施方式中，硅酸盐粘结剂也可为含水胶体二氧化硅。在某些实施方式中，所述粘结剂可为硅酸钾。在某些实施方式中，合适的金属硅酸盐也可作为水溶液提供。如本领域技术人员可领会的，合适的水溶液，例如由硅酸钾和氧化钾形成的溶液，可具有，例如，在某些实施方式中约1:1-约1:6的金属氧化物对二氧化硅比率、或者在某些实施方式中约1:2-约1:4的比率。所述硅酸盐粘结剂可以约20％-约65％、在某些实施方式中以约20％-约50％、和在某些实施方式中以约25％-约35％存在于组成试剂盒中。

如能够领会的，组成试剂盒可另外包括其它添加剂，所述添加剂包括如下的一种或多种：稳定剂、消泡剂、和乳化剂。这样的添加剂可添加至所述组成试剂盒的第一组成部分或者第二组成部分。合适稳定剂的实例可包括，但不限于，膨润土、高岭土、镁氧化铝氧化硅粘土、和稳定化的氧化锆。另外、或者替代地，也可包括其它球粘土稳定剂作为合适的稳定剂。在某些实施方式中，所述稳定剂可为膨润土。所述稳定剂可以约0.1％-约2％添加。

可包括消泡剂以抑制、或者迟滞当将水添加至干组合物时泡沫的形成。消泡剂的合适实例可包括基于硅的防泡剂和非基于硅的防泡剂。某些表面活性剂也可用作消泡剂。这样的表面活性剂的实例可包括，但不限于，阳离子型、阴离子型、或者非离子型表面活性剂，和脂肪酸盐。消泡剂可以约0.2％-约1.5％添加。

可包括乳化剂以在将水添加至干组合物时保持均匀的分散。乳化剂的合适实例可包括月桂基硫酸钠、十二烷基苯基磺酸钠、硬脂酸钾、琥珀酸二辛酯磺酸钠、十二烷基二苯氧基二磺酸盐、壬基苯氧基乙基聚(1)乙氧基乙基硫酸铵、苯乙烯基磺酸钠、十二烷基烯丙基琥珀酸酯磺酸钠、亚麻油脂肪酸、乙氧基化的壬基苯酚磷酸酯的钠或铵盐、辛基酚聚醚-3-磺酸钠、椰子肌氨酸钠、1-烷氧基-2-羟基丙基磺酸钠、α-烯烃(C₁₄-C₁₆)磺酸钠、羟基链烷醇硫酸盐、N-(1,2-二羧基乙基)-N-十八烷基磺基水杨酰胺四钠盐、N-十八烷基磺基水杨酰基氨基酸二钠盐、烷基酰氨基聚乙氧基磺基琥珀酸酯二钠、乙氧基化的壬基苯酚磺基琥珀酸半酯二钠、乙氧基乙基硫酸钠。所用乳化剂的量可为约2％-约3％。

组成试剂盒可另外包括增塑剂以改善施加至基底之后涂层的柔性。增塑剂的合适实例包括如下的一种或多种：甘油、糖和纤维素。

在某些实施方式中，第一组成部分可包括约1％-约18％滑石，约1％-约15％煅烧高岭土，约0％-约10％氧化铝，约0％-约12％石英，约5％-约20％氢氧化镁和/或氧化镁，约1-12％氧化硼、碳化硅、和氧化铈，和约5％-约30％二氧化钛；和第二部分包含约20％-约65％硅酸钾。

如能够领会的，第一和第二组成部分可分开混合并且可一直到刚使用之前都保持分开。可将第一组成部分的组分混合，然后干的或湿的储存。当湿的时，分散介质可为水。作为湿混合物的所得第一组成部分可为具有约30％-约55％、在某些实施方式中约35％-约50％、和在某些实施方式中约43％-约50％的总固体含量的悬浮液。也可使用有机分散剂作为分散介质。这样的有机分散剂的合适实例可包括，但不限于，醇、酮、酯、烃、以及其组合。在某些实施方式中，所述有机分散剂可为与水混溶的。可类似地制备湿的第二组成部分。作为湿混合物的第二组成部分可为具有约20％-约50％、在某些实施方式中约25％-约45％、和在某些实施方式中约30％-约38％的总固体含量的悬浮液。所述组成试剂盒的所述两部分无论是干的还是湿的在储存时都不应进行接触。一将所述两个组成部分混合，所述组成试剂盒就可开始固化。作为固化过程的结果，所述涂料组合物的粘度可随着时间推移而增加。由于在涂料组合物涂覆在裸导体上时高的粘度不利地影响涂料组合物，因此可将第一和第二部分(组成)的混合延迟直至刚要施加之前。

在所述两个组成部分的混合时，所述涂料组合物可用于涂覆裸导体。在某些实施方式中，所述涂料组合物可在混合之后约24小时内、在某些实施方式中在约12小时内、和在某些实施方式中在约8小时内使用。在所述两个部分混合成湿混合物时，所述湿混合物的粘度可为约10秒-约30秒、在某些实施方式中约13秒-约25秒、和在某些实施方式中约15秒-约20秒，如通过使用B4福特杯根据ASTM D1200(2010)测量的。另外，在将第一和第二组成部分混合在一起约8小时内，所述湿混合物的粘度可增加不超过65％。所述湿混合物可在高速分散机(“HSD”)、球磨机、珠磨机或者使用本领域中已知的其它技术制备。作为举例说明，可使用HSD来使所述涂料组合物缓慢地一起添加有第一和第二组成部分和混合直至实现组分的期望分散。在某些实施方式中，混合器速度可为约10rpm或更大以实现期望的涂料组合物。

一旦在导体上施加和固化，则所述涂料可提供这样的柔性涂层：其在约5英寸或更小直径的心轴上弯曲时未显示出可见的裂纹。在某些实施方式中，所述柔性涂层在范围为0.5英寸-5英寸直径的心轴上弯曲时可不显示可见的裂纹。固化的涂层还可为耐热性的并且在90℃下热老化7天之后可通过相同的心轴弯曲试验。固化的涂层还可为耐外部气候的并且在4,000小时暴露于外部风化条件(例如，UV光、水雾、和热施加的组合)之后可通过相同的心轴弯曲试验。

可将涂料(涂层)施加在各种各样的电缆(包括高压高架电力传输线路)周围。如能够领会的，这样的高架电力传输线路可以各种各样的配置形成并且可通常包括由多根导线形成的芯。例如，铝导体钢增强的(“ACSR”)电缆、铝导体钢支撑的(“ACSS”)电缆、铝导体复合芯(“ACCC”)电缆和全铝合金导体(“AAAC”)电缆。ACSR电缆是高强度绞合导体并且包括外部导电绞线、和支撑性中央绞线。外部导电绞线可由具有高的电导率和低的重量的高纯度铝合金形成。中央支撑性绞线可为钢并且可具有支撑更具延展性的外部导电绞线所需要的强度。ACSR电缆可具有总体上高的拉伸强度。ACSS电缆是同心扭绞电缆并且包括：钢中央芯，围绕其绞合一层、或者多层铝、或铝合金线。形成对照的是，ACCC电缆是通过由碳、玻璃纤维、氧化铝纤维或聚合物材料的一种或多种形成的中央芯增强的。复合芯相对于全铝或钢增强的常规电缆可提供多种优点，因为复合芯的高拉伸强度和低的热流挂的组合使得实现更长的跨度。ACCC电缆可使得能够用更少的支撑结构体来建造新线路。AAAC电缆用铝或铝合金线制成。AAAC电缆由于它们在很大程度上或者完全地为铝的事实而可具有更好的耐腐蚀性。ACSR、ACSS、ACCC、和AAAC电缆可用作用于高架配送和传输线路的高架电缆。

如能够领会的，电缆也可为间隙导体。间隙导体可为由环绕高强度钢芯的梯形形状的耐温铝锆线形成的电缆。

图1、2、3、和4各自说明根据某些实施方式的多种裸高架导体。高架导体100、200、300和400可通常像图2和4中一样仅包括一根或多根导线210和410，或者像图1和3中一样包括环绕芯110和310的导线120、210、320和410。图1-4中描绘的各高架导体可包括由所述两个组成部分形成的涂层(130、220、330和420)。另外，图1和3可在某些实施方式中通过选择钢用于芯和铝用于导线而形成为ACSR电缆。同样地，图2和4可在某些实施方式中通过适当地选择铝或铝合金用于导线而形成为AAAC电缆。

在替代实施方式中，芯110、310可为钢、殷钢、复合材料、可向所述导体提供强度的任何其它材料。在其它替代实施方式中，导线120、210、320、410可由任何合适的导电材料制成，所述导电材料包括铜、铜合金、铝、铝合金(包括铝型1350、6000系列合金铝、铝–锆合金)、碳纳米管、石墨烯、或者任何其它导电材料。

复合芯导体由于在较高工作温度下具有较低流挂以及它们较高的强度对重量比而是有用的。复合材料基于以铝或者任何其它可向所述导体提供强度和较低流挂的材料增强的玻璃纤维、碳纤维、聚合物纤维、氧化铝纤维。另外或者替代地，可在复合芯导体设计中采用聚合物涂层。如能够领会的，具有由组成试剂盒形成的涂层的复合芯导体可由于所述涂层而具有导体工作温度的进一步降低并且由降低的工作温度而可具有复合物中的某些聚合物树脂的较低流挂和较低降解(劣化)。复合芯的非限制性实例可参见美国专利No.7,015,395、美国专利No.7,438,971、美国专利No.7,752,754、美国专利申请No.2012/0186851、美国专利No.8371028、美国专利No.7,683,262、和美国专利申请No.2012/0261158，将其各自引入本文作为参考。

在某些实施方式中，在所述涂料组合物的施加之前可准备所述高架导体的表面。所述准备过程可包括如下的一种或多种：化学处理、加压空气清洁、热水或蒸汽清洁、刷清洁、热处理、喷砂、超声、除眩(deglaring)、溶剂擦拭、等离子体处理等。在某些过程中，可将所述高架导体的表面通过喷砂而除眩。

根据某些实施方式，涂料组合物可通过喷枪使用受控的空气压力以约10psi-约45psi压力施加。在这样的实施方式中，喷枪喷嘴可垂直于所述导体的方向(例如，大约90°角)放置以在导体产物上得到均匀的涂层。在某些情况下，还可使用两支或更多支枪以得到更高效的涂层。涂层厚度和密度通过掺和物粘度、枪压力、和导体线速度而控制。在涂料施加期间，取决于导体的材料，可将高架导体温度保持在10℃-90℃之间。

替代地，在某些实施方式中，可通过浸渍、刷子的一种或多种、或者通过辊将涂料组合物施加至高架导体。例如，在浸渍过程中，可将经清洁和干燥的导体浸渍在涂料组合物中以容许所述涂料组合物完全涂覆所述导体。然后可将所述导体从所述涂料组合物移出并且容许其干燥。

在所述涂料的施加之后，可通过在室温下或者在升高温度下蒸发而容许所述高架导体上的涂料固化/干燥。在某些实施方式中，可将涂料通过烘箱加热而干燥。在某些这样的实施方式中，烘箱可为约325℃、在某些实施方式中约200℃-约250℃。在某些实施方式中，涂料可另外或者替代地经历直接火焰暴露，其将所述涂料暴露于强的加热。例如，在某些实施方式中，可施加直接火焰约0.1秒-约60秒、和在某些实施方式中约0.5秒-约30秒。在还进一步的实施方式中，可将所述电缆烘箱加热，之后直接火焰暴露。此处，两种加热过程可在线连续发生(即，所述电缆可离开所述烘箱，然后可直接引导至火焰)，或者替代地可以间歇方式发生。例如，在烘箱加热之后，可将电缆卷绕在线轴上，然后可将所述线轴转移至冒焰设备，在此处将所述电缆从所述线轴展开并且运行通过火焰以进一步固化/干燥所述涂料。在某些实施方式中，在被烘箱和火焰加热之后，可将电缆卷绕在线轴上，可将所述线轴进一步在烘箱中加热。在这样的实施方式中，所述烘箱在某些实施方式中可为约200℃-约325℃，和在某些实施方式中处于约200℃-约250℃。可将所述线轴在烘箱中在某些实施方式中加热约0.1小时-约24小时、和在某些实施方式中加热约1小时-约15小时。

如能够领会的，还可将涂料施加至已经安装并且目前处于使用之中的导体。可将已有导体用用于自动化或半自动化涂覆的机器人系统涂覆。所述自动化系统以三个步骤作用：(1)清洁所述导体表面；(2)将所述涂料施加在所述导体表面上；和(3)干燥所述涂料。

另外，可将涂料(涂层)施加至高架传输线路配件。例如，变电站可包括多种产生热的配件，包括断路器和变压器例如电流耦合变压器。可将本文中描述的涂料施加至这些配件的一个或多个以使经涂覆的配件的工作温度与类似的、但未涂覆的配件相比降低。如能够领会的，另外的传输线路配件也可受益于这样的涂料，作为非限制性实例，包括空端(deadend)/终端(termination)产品、拼接处(splice)/接头、挂钩和支撑产品、运动控制/振动产品(有时称作阻尼器)、拉线产品、野生动物保护和吓阻产品、导体和压接修复部分、变电站产品、夹子、和电晕环。可将涂料以任何合适的方式施加至这样的配件。例如，对于新的配件，可在清洁配件表面之后施加涂料。替代地，对于已有配件，也可在清洁配件表面之后施加涂料。在每个这样的实施方式中，可将所述涂料通过暴露于环境温度或者由例如直接火焰提供的升高的温度而干燥和固化。

涂料可以若干方式施加至导体。例如，可通过如下施加涂料：将单独的线在将它们组装成裸的高架导体之前涂覆。如能够领会的，可涂覆所述导体的所有线，或者更经济地，仅涂覆导体的最外面的线。替代地，可将涂料仅施加至裸高架导体的外表面而不是单独的线。在某些实施方式中，可涂覆裸导体的完整外表面。在其它实施方式中，可涂覆裸导体的仅一部分。

如能够领会的，涂料可以间歇工艺、半间歇工艺、或者连续工艺施加。图5说明连续涂覆工艺并且描绘了导体512从摄入卷绕辊502传递至预处理单元504和涂覆单元506。预处理单元504使所述导体的表面准备好用于在涂覆单元506中施加所述涂料。在施加所述涂料之后，可将所述导体经由干燥/固化单元508干燥。一旦干燥，则可将所述电缆卷绕在滚轴511上。

在预处理单元504中，可通过介质喷射而准备导体512的表面。这样的介质可包括砂、玻璃珠、钛铁矿、钢丸、和其它合适的介质。所述介质喷射之后可为空气擦拭以将颗粒材料从导体512吹掉。空气擦拭使用射流将空气以一定角度和以与导体112的行进方向相反的方向吹到导体512上。空气射流产生360°空气环，其附着至导体512的周围并且将表面用高速空气擦拭。在这样的实例中，当所述导体离开预处理单元504时，任何粘附至导体512的颗粒可被擦拭掉并且吹回到预处理单元504中。合适的空气射流可在某些实施方式中以约60-约100PSI、在某些实施方式中以约70PSI-约90PSI、和在某些实施方式中以约80PSI操作。所述空气射流可具有在某些实施方式中约125mph-约500mph、在某些实施方式中约150mph-约400mph、和在某些实施方式中约250mph-约350mph的(从喷嘴出来的)速度。在空气擦拭之后，残留在所述导体的表面上的尺寸大于约10微米的颗粒的数量可为在某些实施方式中的约1,000个颗粒/平方英尺或更少、或者在某些实施方式中的约100个颗粒/平方英尺或更少。在空气擦拭之后，可将所述导体加热，例如通过加热烘箱、UV、IR、E-束、感应加热、加压蒸汽加热、明火等加热。所述加热可通过单个或多个单元完成。在一个实施方式中，可使用直接火焰施加来预热所述导体。此处，可使所述电缆直接穿过火焰以将电缆表面加热至高于环境温度的温度。预处理中高的加热温度可容许在干燥/固化单元中采用较低的加热温度。然而，加热不应该太剧烈到其影响涂层的品质(例如，通过粘附性、均匀性、起泡等)。在某些实施方式中，导体512不应加热至高于约140℃，和在某些实施方式中至不超过约120℃。

一旦导体512的表面准备好，则其可准备用于涂覆。涂覆过程可发生在涂覆单元中，其中电缆穿过溢流式模头，所述溢流式模头将涂料组合物的液体悬浮液沉积在准备好的表面上。图6-8描绘环形溢流式模头601。可将涂料悬浮液经由管606进料至模头601。随着导体512穿过溢流式模头601的中央开口604，涂料组合物经由模头601的内表面中的一个或多个开放的端口602涂覆导体512。在某些实施方式中，溢流式模头601可包括围绕所述内表面的周长均匀间隔开的两个或更多个、四个或更多个、或者六个或更多个开放的端口602。一旦导体512离开溢流式模头，则导体512可穿过另一空气擦拭以除去过量的涂料悬浮液并且使所述涂料组合物围绕所述导体均匀地铺展。在绞合导体的情况下，空气擦拭可容许涂料渗入所述导体表面上的绞线之间的沟槽。该空气擦拭可使用与预处理单元504中的空气擦拭类似的条件操作。

一旦导体512被涂覆，其可穿过干燥/固化单元508，如图5中描绘的。干燥/固化可通过使用空气或加热的空气完成。例如，可将合适的空气在某些实施方式中加热至约1000℃并且加热/固化单元可用在某些实施方式中约9英尺/min-约500英尺/min的线速度、和在某些实施方式中约10英尺/min-约400英尺/min的线速度操作。空气的温度和线速度可基于导体512中使用的金属合金而选择。干燥过程可为逐渐干燥过程、快速干燥过程、和/或直接火焰施加过程。如能够领会的，干燥或固化也可通过其它技术实现，所述技术包括使用如下的一种或多种：加热烘箱、UV辐射、IR辐射、E-束固化、感应加热、化学品施加、二氧化碳气体或者液体喷雾等。干燥过程可发生在单个单元中或者发生在多个单元中。其还可为竖直的或水平的或者以特定角度发生。在某些实施方式中，干燥/固化可通过如下发生：加热，之后为直接火焰施加。例如，电缆可首先穿过加热烘箱，然后直接穿过火焰以将电缆表面加热至约150℃或更低的温度，和在某些实施方式中加热至约120℃或更低的温度。一旦干燥或固化，则可将涂覆的导体卷绕在滚轴511上用于存储。

连续过程，如果是对于单独的绞线(而不是绞合的电缆)操作的话，可以在某些实施方式中约2500ft/min或更小、在某些实施方式中约9ft/min-约2000ft/min、在某些实施方式中约10ft/min-约500ft/min、和在某些实施方式中约30ft/min-约300ft/min的线速度操作。

一旦涂覆在导体512上并且干燥/固化，则涂层可为在某些实施方式中的小于约100微米、和在某些实施方式中约10-30微米。所产生的涂层可为具有约20或更大的L值的非白色。所述涂层可为电学上不导电的、半导电的、或者导电的。

涂覆的导体可呈现出改善的散热。发射率是表面通过辐射而发射热的相对本领(power)，并且是通过表面发射的辐射能量对在相同温度下通过黑体发射的辐射能量的比率。发射度是物体每单位面积的表面辐射的能量。发射率可例如通过Lawry等的美国专利申请公布No.2010/0076719(将其引入本文作为参考)中公开的方法测量。涂覆的导体可具有在某些实施方式中约0.3或更大、在某些实施方式中约0.5或更大、和在某些实施方式中约0.75或更大的发射系数。

在没有进一步描述的情况下，据信，使用前面的描述和以下说明性的实施例，本领域普通技术人员可制造和利用本公开内容的组合物和方法。给出以下实施例以说明本公开内容和要求保护的发明。应理解，本公开内容和要求保护的发明不限于那些实施例中描述的具体条件或细节。

实施例

测试程序

粘度：组合物的粘度是使用B4福特杯粘度计根据ASTM D 1200(2010)测量的。

带粘附力：带粘附力测试是对涂覆的铝条根据ASTM D 3359(2009)进行的。

涂料施加性：为了测定涂料施加性，对涂覆的样品评价两种涂覆缺陷，针孔缺陷和干斑缺陷。测定所涂覆的条每平方厘米的这些缺陷的数量。每平方厘米6个或者更多个涂覆缺陷指示“差的”施加性；每平方厘米2-5个缺陷指示“中等”施加性；和1个或者没有缺陷指示“良好的”施加性。具有“中等”或“良好”施加性的组合物被认为对于涂覆目的而言是可接受的。

心轴弯曲试验：使用心轴弯曲试验测试涂层的柔性。在心轴弯曲试验中，将涂覆的样品在不同的圆柱形心轴尺寸(从较大的直径到小的直径)上弯曲以观察涂层的任何可视裂纹。可视裂纹的存在指示样品的失败。

热老化：为了研究涂层的热稳定性，将涂覆的样品在循环烘箱中在90℃的温度下放置7天时间。在所述热老化完成之后，将样品在室温下放置24小时时间。然后将样品在不同的圆柱形心轴尺寸(从较大直径到较小直径)上弯曲并且在各心轴尺寸下检查任何可视裂纹。

水老化试验：为了研究涂层的热水稳定性，将涂覆的样品在保持在90℃的热水浴中老化7天。在所述老化过程完成之后，将样品取出并且在测试之前容许其在室温下静置24小时时间。然后将经老化的样品通过将所述样品在一系列递减的圆柱形尺寸的心轴上弯曲而测试并且在各心轴尺寸下检查任何可视裂纹。此外，在老化之前和之后对样品进行称重以测定来自沸水老化的任何重量增加/损失。

温度降低量：除了如下之外，根据Current Cycle Test Method,ANSIC119.4-2004进行测试以测量涂层降低导体样品的工作温度的效力：所述测试进行减少数量的热循环(进行至少50个循环)。实验设备如图9中所描绘的那样准备并且描述于下。

如图9中所描绘的，用6个相同尺寸的四英尺导体试样(三个未被涂覆和三个被涂覆)、和途经变流器的另外的合适的导体形成串联回路。所述串联回路由两串三个相同尺寸的导体试样组成。将裸的和涂覆的导体试样以交替方式焊接。在导体试样之间安装均衡器以提供等势面用于电阻测量。所述均衡器保证所有导体绞线之间的永久接触。均衡器(对于2/0实心铝，2”x 3/8”x 1.75”和对于795AAC Arbutus，3”x 3/8”x 3.5")由铝汇流条制造。在所述均衡器中钻出按照连接用导体的尺寸的孔。将相邻导体的末端焊接至所述均衡器以完成所述串联回路。在一端使用较大的均衡器(对于2/0实心铝，10”x3/8”x 1.75”和对于795AAC Arbutus，12”x 3/8”x 3.5”)来连接所述两串，而另一端连接至途经变流器的另外的导体。

发射率和太阳吸收率：涂覆和未涂覆样品的发射率和太阳吸收率分别根据ASTME408(2013)和ASTM E903(2012)测量。

风化试验：将样品根据ASTM G155-05a(2013)通过如下而风化：将样品放置在腔室中并且使样品轮转暴露于光、水分、和热。各循环为120分钟并且包括102分钟的在63℃下来自日光被过滤的氙弧灯的光、和18分钟的光和水喷射。样品暴露最高达10,000小时并且每隔2,000小时取出用于测试。

盐雾试验：根据ASTM 5 117-11/ISO-10289进行盐雾试验。使用1英尺的ASCR导体样品。将样品在盐雾室中暴露于5％NaCl的盐溶液并且每天观察锈、腐蚀、或者任何其它可视变化的出现。

实施例

制造三种(3)涂料组合物并且测试粘度、涂料施加性和带粘附力。这三种涂料组合物(对比例1以及本发明实施例1和2)的细节是基于干重提供的并且列于表1中。对于对比例1以及本发明实施例1和2还提供测试结果并且其报道于表1中。

表1.三种涂料组合物的细节。

在将两部分混合在一起之后随时间推移而测试本发明实施例1的粘度。随时间推移而提高的粘度示于表2中。

表2.对于本发明实施例1，粘度随时间推移而提高。

使用本发明实施例1作为用于高架导体电缆的涂料组合物。评价所述电缆的各种性质，包括温度降低量、发射率、和太阳吸收率。比较涂覆和未涂覆基底的测试结果呈现于表3中。

表3.涂覆和未涂覆样品的性质的比较。

还使用本发明实施例1制备另外的样品用于用心轴弯曲试验进行评价。比较涂覆样品和未涂覆样品的测试结果示于表4中。关于心轴弯曲试验的通过结果意味着没有观察到涂层的片状剥落、损坏或除去。

表4.在老化之前和之后的心轴弯曲试验

本文中公开的尺寸和值不应被理解为严格地局限于所叙述的精确的数值。相反，除非另有规定，每个这样的尺寸意图指所叙述的值以及围绕该值的功能上等同的范围两者。

应理解，在本说明书中给出的每一个最大数值限制包括每一个较低的数值限制，如同这样的较低的数值限制在本文中明确写入一般。在本说明书中给出的每一个最小数值限制将包括每一个较高的数值限制，如同这样的较高数值限制在本文中明确写入一般。在本说明书中给出的每一个数值范围将包括落在这样的较宽数值范围内的每一个较窄的数值范围，如同这样的较窄的数值范围全部在本文中明确写入一般。

将本文中引用的每一篇文献，包括任何交叉引用或者相关的专利或者申请，由此完全引入本文作为参考，除非明确地排除或者另有限制。任何文献的引用不是承认，其相对于本文中公开的或者要求保护的任何发明时间是现有技术，或者其单独地、或者以与任何其它参考文献(一篇或多篇)组合地教导、暗示、或者公开了任何这样的发明。进一步地，就本文献中的术语的任何含义或者定义与引入作为参考的文献中的相同术语的含义或定义矛盾来说，本文献中赋予该术语的含义或定义为准。

已经出于描述目的而呈现了实施方式和实施例的前述描述。不意图是穷尽性的或者限于所描述的形式。根据以上教导，许多改动是可能的。已经讨论了那些改动的一些并且其它将被本领域普通技术人员所理解。实施方式是为了说明各种实施方式而选择和描述的。范围当然不限于本文中阐述的实施例或实施方式，而是可被本领域普通技术人员用于许多申请和等同文献。相反，由此意图是，范围由所附权利要求限定。

Claims (21)

1.用于制造用于形成能固化的涂料组合物的组成试剂盒的方法，所述方法由以下组成：

a.混合包括以所述组成试剂盒的干重计2％-55％的填料、以所述组成试剂盒的干重计5％-20％的交联剂、和以所述组成试剂盒的干重计6％-42％的发射剂的第一组成；和

b.混合包括以所述组成试剂盒的干重计20％-65％的金属硅酸盐粘结剂的第二组成，其中所述金属硅酸盐粘结剂为硅酸钾；和

其中第一组成和第二组成是分开的，并且

其中

i)所述填料包括1％-18％滑石、1％-15％煅烧高岭土、0％-10％氧化铝、和0％-12％石英；

ii)所述交联剂包括5％-20％的如下的一种或多种：氢氧化镁和氧化镁；

iii)所述发射剂包括：1％-12％的在氧化硼、碳化硅、和氧化铈中的一种或多种；和5％-30％二氧化钛。

2.权利要求1的方法，其中所述填料具有50微米或更小的平均粒度。

3.权利要求1的方法，其中所述交联剂进一步包括氧化锌。

4.权利要求1的方法，其中所述发射剂进一步包括如下的一种或多种：氧化镓、氧化锆、六硼化硅、四硼化碳、四硼化硅、二硅化钼、二硅化钨、二硼化锆、氧化锌、亚铬酸铜、二氧化硅、氧化锰、氧化铬、铁氧化物、碳化硼、硅化硼、氧化铜铬、二氧化钛、氮化铝、氮化硼、氧化铝、和氧化镁。

5.权利要求1的方法，其中所述金属硅酸盐粘结剂进一步包括如下的一种或多种：硅酸钠、硅酸锂、硅酸钙、和硅酸镁铝。

6.权利要求1的方法，其中第一组成和第二组成的至少一种进一步包括如下的一种或多种：稳定剂、乳化剂、和消泡剂。

7.权利要求1的方法，其进一步包括将水添加至第一组成和第二组成的至少一种，和混合所述水以形成湿的掺和物。

8.权利要求7的方法，其中将水添加至第一组成和第二组成并且其中第一组成具有30重量％-55重量％的总固体含量范围和第二组成具有20重量％-50重量％的总固体含量范围。

9.权利要求1的方法，其进一步包括：

将第一组成和第二组成混合在一起以形成所述能固化的涂料组合物；

将所述能固化的涂料组合物施加至基底以形成涂覆的表面；和

用热使所述能固化的涂料组合物固化。

10.制造涂覆的高架导体的方法，所述方法包括：

a.通过形成第一组成和第二组成而提供组成试剂盒；

i.混合包括以所述组成试剂盒的干重计2％-55％的填料、以所述组成试剂盒的干重计5％-20％的交联剂、和以所述组成试剂盒的干重计6％-42％的发射剂的第一组成；和

ii.混合包括以所述组成试剂盒的干重计20％-65％的金属硅酸盐粘结剂的第二组成，其中所述金属硅酸盐粘结剂为硅酸钾并且其中第一组成和第二组成是分开混合的；

其中

(a).所述填料包括1％-18％滑石、1％-15％煅烧高岭土、0％-10％氧化铝、和0％-12％石英；

(b).所述交联剂包括5％-20％的如下的一种或多种：氢氧化镁和氧化镁；

(c).所述发射剂包括：1％-12％的在氧化硼、碳化硅、和氧化铈中的一种或多种；和5％-30％二氧化钛；

b.将第一组成和第二组成混合在一起以形成涂料组合物；和

c.将所述涂料组合物施加在裸导体的表面上以形成涂覆的高架导体。

11.权利要求10的方法，其中在将第一组成和第二组成混合在一起的8小时内，所述涂料组合物的粘度未增加超过65％。

12.权利要求10的方法，其进一步包括在施加所述涂料组合物之前通过如下准备所述裸导体：对所述导体进行喷砂。

13.权利要求10的方法，其中所述涂料组合物是用溢流式模头施加的。

14.权利要求10的方法，其进一步包括将所述涂料组合物用热固化。

15.权利要求10的方法，其中当所述涂覆的高架导体与未涂覆的高架导体的工作温度相比时具有降低10℃或更多的工作温度，此时各工作温度在100℃或更高测量。

16.权利要求10的方法，其中所述涂覆的高架导体包括0.75或更大的发射系数。

17.权利要求10的方法，其中在涂覆的高架导体上的涂料组合物包括100微米或更小的厚度。

18.权利要求10的方法，其中所述涂覆的高架导体于在90℃下老化7天之前和之后均通过在范围为0.5英寸-5英寸的心轴直径下的心轴弯曲试验。

19.权利要求10的方法，其中所述涂覆的高架导体是用所述涂料组合物部分地涂覆的。

20.权利要求10的方法，其中所述涂覆的高架导体包括芯，所述芯包括如下的一种或多种：碳纤维增强的复合物、玻璃纤维增强的复合物、氧化铝纤维增强的复合物、钢、和殷钢。

21.权利要求10的方法，其中所述裸导体之前已经用作配送线路导体或者传输线路导体。