CN108395839A - 一种绝缘子防冰涂料及其制备方法 - Google Patents

一种绝缘子防冰涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种绝缘子防冰涂料及其制备方法，防水涂料的质量份数成分为：氟硅树脂35‑45，氧化铝4‑5.5，二氧化硅6‑8，钛白粉2‑3，分散剂0.3‑0.8，表面活性剂0.4‑0.9，消泡剂0.2‑0.9，催化剂0.1‑0.5，抗氧化剂0.02‑0.08，固化剂0.2‑0.8，溶剂PMA：30‑50，将氧化铝、二氧化硅和钛白粉分别加入表面活性剂，并添加无水乙醇，边添加边搅拌直至完全润湿，然后超声搅拌分散，再干燥，再分别用PMA润湿蒸干，然后将氟硅树脂和剩余的PMA混合后搅拌分散，前述所有体系液倒入研磨机内分散，再将消泡剂、抗氧化剂和催化剂倒入研磨机内分散，再加入固化剂分散，即得防冰涂料，所得防冰涂料憎水性能显著提高，对输电线路防冰效果好，表干时间、体积电阻率和介电强度也满足标准。

Description

一种绝缘子防冰涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种绝缘子防冰涂料及其制备方法，属于输电线路防灾减灾技术领域。
背景技术
在输变电工程中，导线覆冰现象较为普遍，输电线路覆冰引起的故障严重地影响了电力系统的正常运行。覆冰可以引起导线舞动、杆塔倾斜、倒塌、断线及绝缘子闪络，从而造成重大事故。目前防范绝缘子覆冰的有效措施非常有限，主要是通过改变绝缘子的悬挂方式或绝缘子自身的结构，成本高且效果不佳，而且绝缘子受使用环境的影响结构改变空间不大。现用的RTV涂料憎水性较差，不能解决由于水、雾滴等流动不畅造成的结冰等不良现象的发生，若是选用憎水性好的涂料，表干时间、体积电阻率、介电强度又可能达不到要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：设计一种绝缘子防冰涂料及其制备方法，以解决现有技术输电导线覆冰措施中改变绝缘子结构成本高且效果不佳的问题和现用绝缘子涂料憎水性较差，不能解决由于水、雾滴等流动不畅造成的结冰等不良现象发生的问题。
本发明的技术方案为：一种绝缘子防冰涂料，成分和配方如下：
优选的，所述钛白粉为金红石型纳米二氧化钛。
优选的，所述氧化铝和所述二氧化硅均为纳米级。
优选的，所述分散剂为EFKA5010。
优选的，所述表面活性剂为月桂酸钠。
优选的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
优选的，所述抗氧化剂为叔丁基对苯二酚。
优选的，所述固化剂为聚氨酯。
溶剂PMA是指丙二醇甲醚醋酸酯。
绝缘子防冰涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、分别称取氧化铝、二氧化硅和钛白粉并置于各自烧杯中，放置在鼓风干燥箱中，设定恒温105°干燥48小时，分别加入适量表面活性剂，并添加无水乙醇，边添加边搅拌直至完全润湿，将润湿后的氧化铝、二氧化硅、钛白粉放入超声分散机中一边超声分散一边搅拌分散，搅拌速度为15000rpm，分散时长2h；
步骤二、将步骤一中分散后的氧化铝、二氧化硅、钛白粉放入鼓风干燥箱中，设定恒温85℃干燥72h，待用；
步骤三、将步骤二中的氧化铝，二氧化硅，钛白粉分别用PMA润湿蒸干，搅拌后置于各自烧杯中，在分散机中15000rpm速度下高速分散2h，PMA的用量为将氧化铝，二氧化硅，钛白粉刚好完全润湿；
步骤四、称取氟硅树脂和剩余的PMA倒入烧杯中，在搅拌机中1000rpm速度下分散1h；
步骤五、将步骤三和步骤四所有体系液倒入研磨机内，加入分散剂，以速度1800rpm下分散2h；
步骤六、在步骤五的基础上，称取消泡剂、抗氧化剂和催化剂倒入研磨机，速度1800rpm下分散2h；
步骤七、在步骤六的基础上加入固化剂，速度1800rpm下分散20min，制得防冰涂料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
将上述方案的涂料制备完成后，接触角达到了137.1°，相较现用的RTV涂料提高了32.72％，憎水性显著优于现用的RTV涂料，在提高防冰涂料的憎水性能方面获得突破性进展，而且涂料的外观检查，绝缘性能的测试-体积电阻率、介电常数的测试结果显示均满足标准中规定的对防冰涂料的绝缘性能的要求。其组分中的氟硅树脂(又称氟硅共聚树脂)，是由有机硅树脂和有机氟树脂经混合改性的合成树脂。氟硅树脂同时改善了有机硅树脂成膜性差、附着力差和有机氟树脂对填料润湿性差、价格昂贵的缺点，因而氟硅树脂具有憎水性强、憎油性强、自清洁性好、耐候性强、寿命长等优点，是一种新型、具有良好发展前景的基体材料。氟硅树脂具有极高的化学稳定性，由于其含有C-F键，电负性大，能屏蔽紫外线对其影响，能够为聚氨酯涂料提供化学惰性涂膜，并且氟的加入可以使涂料的憎水性进一步提高。其组分中的聚氨酯耐碱性、耐寒性、柔韧性优良，其分子中存在的-NCO有着很高的反应活性，因此，聚氨酯既可以高温固化，又可以在低温下施工，并且在0℃以下也能正常固化，有利于提高绝缘子防冰性能。防冰涂料组分中的补强填料是白炭黑(即纳米SiO2)，按其制备方法分为气相法白炭黑和沉淀法白炭黑。气相法制备的白炭黑的特点是粒子纯度高、粒子半径小、补强效果好，添加气相法白炭黑后的硅橡胶具有更好的耐候耐热性和电气性能等。防冰涂料组分中的金红石型TiO2折光指数高于任何一种白色颜料，故其可吸收/散射紫外线，可以提高涂料的抗紫外线能力，使绝缘子使用寿命增长。
具体实施方式
为使本发明的内容、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例进一步阐述本发明，这些实施例仅用于说明本发明，而本发明不仅限于以下实施例。
实施例1-3：
实施例1-3的各组分质量分数如下表1所示，按1000g配制：
表1
所述钛白粉为金红石型纳米二氧化钛，所述氧化铝和所述二氧化硅均为纳米级，所述分散剂为EFKA5010，所述表面活性剂为月桂酸钠，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，所述抗氧化剂为叔丁基对苯二酚，所述固化剂为聚氨酯，溶剂PMA是指丙二醇甲醚醋酸酯，所述消泡剂选用道康宁消泡剂。
实施例1-3中绝缘子防冰涂料均按如下方法制备：
步骤一、分别称取氧化铝、二氧化硅和钛白粉并置于各自烧杯中，放置在鼓风干燥箱中，设定恒温105°干燥48小时，分别加入适量表面活性剂，并添加无水乙醇，边添加边搅拌直至完全润湿，将润湿后的氧化铝、二氧化硅、钛白粉放入超声分散机中一边超声分散一边搅拌分散，搅拌速度为15000rpm，分散时长2h；
步骤二、将步骤一中分散后的氧化铝、二氧化硅、钛白粉放入鼓风干燥箱中，设定恒温85℃干燥72h，待用；
步骤三、将步骤二中的氧化铝，二氧化硅，钛白粉分别用PMA润湿蒸干，搅拌后置于各自烧杯中，在分散机中15000rpm速度下高速分散2h，PMA的用量为将氧化铝，二氧化硅，钛白粉刚好完全润湿；
步骤四、称取氟硅树脂和剩余的PMA倒入烧杯中，在搅拌机中1000rpm速度下分散1h；
步骤五、将步骤三和步骤四所有体系液倒入研磨机内，加入分散剂，以速度1800rpm下分散2h；
步骤六、在步骤五的基础上，称取消泡剂、抗氧化剂和催化剂倒入研磨机，速度1800rpm下分散2h；
步骤七、在步骤六的基础上加入固化剂，速度1800rpm下分散20min，制得防冰涂料。
将实施例1-3制备出的涂料添加适量固化剂，使用玻璃棒轻轻搅拌均匀后，立刻刷在干净干燥的玻璃片上，室温下自然固化72h，选取试样的3个点使用接触角测量仪分别测量接触角左侧值和接触角右侧值，测量结果先取3个点的平均值，再取左侧值和右侧值得平均值，如下表2所示：
表2
在三种涂料涂刷到试样上后，在25℃±2℃，40％-70％RH条件下自然固化，记录表干时间为25min，24min，24min，满足标准中规定表干时间为25min-45min的要求。
计算实施例1的体积电阻率ρv1＝1.07×1012Ω·m，实施例2的体积电阻率ρv2＝1.07×1012Ω·m，实施例3的体积电阻率ρv1＝1.08×1012Ω·m。均满足体积电阻率不小于1.0×1010Ω·m的要求。
计算实施例1-3的介电强度分别为E1＝19KV/mm，E2＝19.91KV/mm，E3＝19.93KV/mm。均满足介电强度大于18KV/mm的要求。

Claims (9)

1.一种绝缘子防冰涂料，其特征在于：该防水涂料的成分和配方如下：
2.按照权利要求1所述的一种绝缘子防冰涂料，其特征在于：所述钛白粉为金红石型纳米二氧化钛。
3.按照权利要求1所述的一种绝缘子防冰涂料，其特征在于：所述氧化铝和所述二氧化硅均为纳米级。
4.按照权利要求1所述的一种绝缘子防冰涂料，其特征在于：所述分散剂为EFKA5010。
5.按照权利要求1所述的一种绝缘子防冰涂料，其特征在于：所述表面活性剂为月桂酸钠。
6.按照权利要求1所述的一种绝缘子防冰涂料，其特征在于：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
7.按照权利要求1所述的一种绝缘子防冰涂料，其特征在于：所述抗氧化剂为叔丁基对苯二酚。
8.按照权利要求1所述的一种绝缘子防冰涂料，其特征在于：所述固化剂为聚氨酯。
9.按照权利要求1-7任一所述的一种绝缘子防冰涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、分别称取氧化铝、二氧化硅和钛白粉并置于各自烧杯中，放置在鼓风干燥箱中，设定恒温105°干燥48小时，分别加入适量表面活性剂，并添加无水乙醇，边添加边搅拌直至完全润湿，将润湿后的氧化铝、二氧化硅、钛白粉放入超声分散机中一边超声分散一边搅拌分散，搅拌速度为15000rpm，分散时长2h；
步骤二、将步骤一中分散后的氧化铝、二氧化硅、钛白粉放入鼓风干燥箱中，设定恒温85℃干燥72h，待用；
步骤三、将步骤二中的氧化铝，二氧化硅，钛白粉分别用PMA润湿蒸干，搅拌后置于各自烧杯中，在分散机中15000rpm速度下高速分散2h，PMA的用量为将氧化铝，二氧化硅，钛白粉刚好完全润湿；
步骤四、称取氟硅树脂和剩余的PMA倒入烧杯中，在搅拌机中1000rpm速度下分散1h；
步骤五、将步骤三和步骤四所有体系液倒入研磨机内，加入分散剂，以速度1800rpm下分散2h；
步骤六、在步骤五的基础上，称取消泡剂、抗氧化剂和催化剂倒入研磨机，速度1800rpm下分散2h；
步骤七、在步骤六的基础上加入固化剂，速度1800rpm下分散20min，制得防冰涂料。
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