CN110168001B - 用于电缆的环境固化涂覆组合物和电缆配件 - Google Patents

Abstract

公开了一种组合物，其包括填充剂、发射性试剂、交联促进剂、和金属硅酸盐粘结剂。该组合物可以在环境条件下固化。还公开了用这样的涂覆组合物涂覆高架导体和输电线配件的方法。

Description

用于电缆的环境固化涂覆组合物和电缆配件

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年10月28日提交的题名为用于电缆的环境固化涂覆组合物和电缆配件的美国临时申请序号62/414,563的优先权，据此通过引用以其全部内容并入本申请文中。

技术领域

本公开一般涉及电缆用涂覆组合物的环境固化和电缆配件。该涂覆组合物包含金属硅酸盐粘结剂。

背景技术

由包含金属硅酸盐粘结剂的组合物形成的涂层可以展现多种有用的性质，使得这种涂层特别适用于高架导体和其它输电线配件。例如，由这种组合物形成的涂层可以展现高耐用性、长的使用年限和耐电晕、腐蚀和粉尘性。另外，可以改造这种涂层以展现高的热发射率，这可以允许高架导体和输电线配件在较低温度下操作。然而，包含金属硅酸盐粘结剂的已知组合物需要高温来固化，限制了组合物的可用性。因此，提供在环境条件下施涂和固化包含金属硅酸盐粘结剂的组合物的方法将是有利的。

发明内容

根据一个实施方案，一种组合物，其包括填充剂、发射性试剂(emissivityagent)、交联促进剂和金属硅酸盐粘结剂。交联促进剂包含潜在酸化合物。

根据另一实施方案，一种涂覆制品的形成方法，其包括提供涂覆组合物，将该涂覆组合物施涂至制品的外表面上，且在约15℃～约40℃的温度下使该涂覆组合物固化。该组合物包括填充剂、发射性试剂、交联促进剂和金属硅酸盐粘结剂。该交联促进剂包含潜在酸化合物。

附图说明

图1描述了根据一个实施方案的具有多根芯线的裸导体的截面图。

图2描述了根据一个实施方案的没有芯线的裸导体的截面图。

图3描述了根据一个实施方案的由梯形导线形成的、且具有多根芯线的裸导体的截面图。

图4描述了根据一个实施方案的由梯形导线形成的、且没有芯线的裸导体的截面图。

图5描述了根据一个实施方案的导体的连续涂覆过程。

图6描述了根据一个实施方案的灌注模(flooded die)的截面图。

图7描述了图6的灌注模的透视图。

图8描述了图6的灌注模的剖视图。

具体实施方式

包含金属硅酸盐粘结剂的组合物可用作用于高架导体和输电线配件的涂层。例如，美国专利申请公开号2015/0353737和美国专利号9,328,245中记载的组合物提供了热发射率改善的柔韧的且耐用的高架导体用涂层，它们各自都通过引用并入本文中。然而，通过要求升高的温度以固化已知组合物中的金属硅酸盐粘结剂，这种已知的组合物的实用受到限制。

已发现了如潜在酸化合物和两性金属粉末等特定交联促进剂的使用可提供此类组合物在通常的环境条件下的适当的固化。如本文中使用的，环境条件可意味着在某些实施方案中温度为约15℃～约40℃，在某些实施方案中温度为约20℃～约35℃，和在某些实施方案中温度为约25℃～约30℃的环境中。在环境条件下的环境还可意味着在某些实施方案中相对湿度为约40％～约95％，在某些实施方案中相对湿度为约50％～约90％，和在某些实施方案中相对湿度为约60％～约80％。

如本文中使用的，潜在酸化合物可以是指在适当的条件下可释放酸组分至周围环境的pH降低剂(pH reducing agents)。认为，包含此类潜在酸化合物能够通过提供从碱性pH控制降低pH水平至适合于实行金属硅酸盐粘结剂的固化的水平而使本文中记载的组合物固化。还认为，使用潜在酸化合物可促进在合适的时间段内的固化，从而能够在固化完成前得到组合物的充分的可加工性。可以理解，金属硅酸盐粘结剂在没有改性的情况下可以显示约10～约14的碱性pH。在此类碱性条件下，金属硅酸盐粘结剂是稳定的。通过潜在酸释放酸组分而导致的pH的降低可引起金属硅酸盐粘结剂开始交联。具体地，在约11以下的pH下，硅醇键可在金属硅酸盐粘结剂的硅氧阴离子之间形成。

用于本文中记载的组合物的合适的潜在酸化合物可包含在某些实施方案中当在约9以上的pH的环境中分散时可释放酸组分的潜在酸化合物。在更酸性的条件下，潜在酸不释放酸组分。可以理解，多种潜在酸化合物可以是合适的，包含例如，在适当的条件下释放二氧化碳的潜在酸化合物和在适当的条件下水解的潜在酸化合物。合适的潜在酸化合物种类的更具体实例可包括缩合磷酸铝，释放二氧化碳的各种有机碳酸酯类和无机碳酸盐类，在碱性条件下水解以释放酸组分的酯类，羧酸的无机铵盐和有机铵盐。例如，在某些实施方案中，缩合磷酸铝，四乙基硼酸铵，氟硅酸钠，硼砂，硼酸，氯化铵，磷酸二铵，硫酸铵，硝酸铵，乙酸铵，甲酰胺，草酸铵，柠檬酸铵，三醋酸甘油酯，木质素磺酸钙，焦磷酸钠及其组合可以是合适的潜在酸化合物。在与碱性金属硅酸盐粘结剂接触时，潜在酸化合物可以释放酸组分，且可以将所述组合物的pH，在某些实施方案中降低至约11以下的pH，在某些实施方案中降低至约10以下的pH，且在某些实施方案中降低至约9以下的pH，由此实行金属硅酸盐粘结剂的交联。

在某些实施方案中，交联促进剂可额外地、或可选择地为两性金属粉末。两性金属粉末可以与金属硅酸盐粘结剂反应而形成陶瓷结合。特别有利的两性金属粉末包含可在环境条件下使金属硅酸盐粘结剂交联而形成金属锌硅酸盐的锌粉。可以理解，其它两性金属粉末也可以是合适的，包括铝粉。在某些实施方案中，两性金属粉末可以用作其它交联促进剂的补充物，其可以更快地交联或使其它金属硅酸盐部分交联。

可以理解，组合物施涂的基底也可以起到两性金属的作用。该反应即使在基底的表面轻微氧化的情况下也可以发生。例如，铝基底的表面在清洁(例如，通过喷砂)后快速氧化为薄水铝石(AlO(OH))。

在某些实施方案中，交联促进剂也可以、或者可选择地是硅烷化合物。合适的硅烷交联促进剂可包括三甲氧基硅烷类和氟硅烷类。例如，辛基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、及其氟代硅烷类，和它们的组合可以是合适的用于本文中记载的组合物的硅烷交联促进剂。在使用硅烷交联促进剂的某些实施方案中，可以有利地降低组合物的pH以改善反应动力学。例如，在某些实施方案中，硅烷交联促进剂可以有利地与潜在酸组合使用。

根据某些实施方案，可以以所述组合物的以干重计约0.5％～约20％包含交联促进剂。在某些实施方案中，可以以所述组合物的以干重计约3％～约15％包含交联促进剂。在某些实施方案中，可以以所述组合物的以干重计约7.5％～约12.5％包含交联促进剂。在某些实施方案中，交联促进剂可以可选择地以金属硅酸盐粘结剂的约5重量％～约40重量％，金属硅酸盐粘结剂的约7.5重量％～约35重量％，或金属硅酸盐粘结剂的约10重量％～约30重量％添加。

通常，本文记载的任意的交联促进剂可以有效地使包含在所述组合物中的一种或多种金属硅酸盐粘结剂交联。根据某些实施方案，合适的金属硅酸盐粘结剂可包括硅酸钾，硅酸钠，硅酸锂，硅酸钙及其组合。在某些实施方案中，可以可选择地、或额外地包含金属硅酸盐粘结剂的去离子形式，例如含水胶体二氧化硅。在某些实施方案中，合适的金属硅酸盐粘结剂中金属氧化物与二氧化硅的比率，在某些实施方案可以为约1:1～约1:10，或在某些实施方案中为约1:2～约1:4的比率。在某些实施方案中，金属硅酸盐粘结剂的组合，例如硅酸钾、硅酸锂、硅酸钠和胶体二氧化硅的组合可以是有用的。总的说来，所述组合物在某些实施方案中可以约10重量％～约60重量％，在某些实施方案中以约20重量％～约50重量％，和在某些实施方案中以约25重量％～约40重量％包含金属硅酸盐粘结剂。

可以理解，包含金属硅酸盐粘结剂的组合物可通常包括许多额外的组分。例如，除了金属硅酸盐粘结剂和交联促进剂之外，所述组合物还可在某些实施方案中包含一种以上的活化剂。

通常，活化剂可以改善金属硅酸盐粘结剂和铝基底之间的结合。在某些实施方案中，合适的活化剂可以是多价阳离子，其可以与金属硅酸盐粘结剂相互作用以改善基底结合。可以理解，多价阳离子可通过包含各种前体化合物而被包含在所述组合物中，例如包含沸石的多价阳离子；多价金属的盐、氧化物和氢氧化物；多价金属离子的氨配合物；和矿物例如硅酸钙(例如，硅灰石)。在某些实施方案中，多价阳离子可以是二价阳离子。

可以理解，沸石是具有多孔的结晶固体结构的铝硅酸盐材料。多孔结构的通道和孔穴可以包含松散保持的可交换阳离子，如Na⁺、K⁺、Ca²⁺、和Mg²⁺、和Al³⁺阳离子。已发现了，在水溶液中，合适的沸石的松散保持的阳离子可以与金属硅酸盐粘结剂的阳离子在离子交换过程中交换。离子交换过程可促进本文中记载的组合物通过沉淀反应而结合至基底。合适的沸石可包括与组合物的金属硅酸盐粘结剂进行离子交换的任意的沸石。例如，包含二价阳离子如钙和镁阳离子(例如，Ca²⁺和Mg²⁺阳离子)的沸石会是合适的，因为此类沸石将与硅酸钠和硅酸钾交换阳离子。可以理解，多种沸石的混合也会是合适的。多种沸石的混合可以用于通过例如调整沸石释放阳离子的速度而调整最终涂层的固化时间和性质。在某些实施方案中，合适的沸石可具有Na₂O、Al₂O₃、nSiO₂、或xH₂O的化学式。

通常，合适的沸石可以以微粒化形式被包含在本文中记载的组合物中。例如，合适的沸石的平均粒径在某些实施方案中可以为约100nm～约100μm，在某些实施方案中可以为约1μm～约75μm，和在某些实施方案中可以为约10μm～约60μm。

在某些实施方案中，合适的活化剂可以可选择地、或额外地是多价金属的盐、氧化物或氢氧化物，例如钙、镁、锌、铝和锆的水溶性盐、氧化物和氢氧化物。可以理解，此类化合物的溶解或解离可以释放合适的阳离子如钙阳离子或镁阳离子。类似于沸石活化剂作用，阳离子的释放可以允许与金属硅酸盐粘结剂发生离子交换过程并且可以改善所述组合物对基底的结合。

可以理解，合适的多价阳离子也可以、或可选择地从其它化合物添加。例如，在某些实施方案中，二价阳离子的钙离子可以从硅酸钙添加。如硅灰石等硅酸钙矿物的弱解离可以将二价Ca²⁺阳离子释放至所述组合物。

在包含活化剂的实施方案中，活化剂可以以所述组合物的以干重计约0.5％～约20％被包含。在某些实施方案中，可以以干重计以所述组合物的约1％～约10％包含活化剂。在某些实施方案中，可以以所述组合物的以干重计约1.5％～约5％包含活化剂。

在某些实施方案中，额外的组分仍可以进一步包含在所述组合物中。例如，可以包括聚合物乳液、发射性试剂、稳定剂、消泡剂、乳化剂、和增塑剂中的一种以上以调节固化组合物的性质或改善未固化组合物的可加工性。

在某些实施方案中，聚合物乳液可以包括在所述组合物中以改善该组合物的初始强度(green strength)和改善固化组合物的耐久性。例如，丙烯酸系共聚物可以改善本文中记载的固化组合物的初始强度且可以给组合物提供耐UV损伤性。在某些实施方案中，合适的丙烯酸系共聚物可以是羟基官能性丙烯酸系共聚物。在某些实施方案中，可以以所述组合物的以干重计约0.1％～约20％包含聚合物乳液。在某些实施方案中，可以以所述组合物的以干重计约1％～约10％包含聚合物乳液。在某些实施方案中，可以以所述组合物的以干重计约2.5％～约7.5％包含聚合物乳液。

可以理解，可以包括一种以上的填充剂以影响所述组合物的机械和电学性质。通常，电缆工业中已知的任意的填充剂可以是合适的，包括石英、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、硅酸铝盐(包括合成硅铝酸盐)、滑石(有时称为水合硅酸镁)、硫酸钡、锌钡白及其组合物。特别有利的填充剂可包括滑石、煅烧高岭土、氧化铝和石英。

在某些实施方案中，合适的填充剂的平均粒径可以为约50μm以下，在某些实施方案中约20μm以下，和在某些实施方案中约5μm以下。该组合物中的填充剂的总量可以为组合物的约10重量％～约70重量％、组合物的约20重量％～约60重量％、和组合物的约35重量％～约50重量％。

在某些实施方案中，发射性试剂可以包括在所述组合物中以改善固化组合物从下面的基底辐射热的能力。例如，高架导体的操作温度通过对电缆的加热和冷却的累积效应而确定，包括通过导体电阻损耗产生的热，从外部来源吸收的热，和通过传导、对流(convection)和辐射从电缆发射的热。合适的发射性试剂包含在组合物中可以使得涂覆有固化组合物的高架导体通过增加由电缆发射的热量而比未涂覆有发射性试剂的类似的高架导体在更冷时操作。在某些实施方案中，涂覆有包含发射性试剂的组合物的高架导体在依照ANSI C119.4-2004测试时，与未涂覆有发射性试剂的类似的高架导体相比可以在约5℃或更冷时操作。在某些实施方案中，涂覆有包含发射性试剂的组合物的高架导体在依照ANSI C119.4-2004测试时，与未涂覆有发射性试剂的类似的高架导体相比，可以在约10℃或更冷时操作。在某些实施方案中，涂覆有包含发射性试剂的组合物的高架导体在依照ANSI C119.4-2004测试时，与未涂覆有发射性试剂的类似的高架导体相比，可以在约20℃或更冷时操作。

可以理解，操作温度的降低可以允许更薄的导体用于对于传统尺寸的导体使用的给定的载流容量(载流量)或用于增加对于传统尺寸的导体使用的载流容量。例如，与仅传导1500安培的未涂覆的类似电缆相比，用所述组合物涂覆的电缆可以在传导1900安培的同时在较低的温度下操作。较低的操作温度也降低了欧姆加热的能量损失量。可以理解，其它益处也是可以的，例如由于使用更薄导体的能力而减少下垂。另外的益处记载在美国专利申请公开号2015/0353737和美国专利号9,328,245中，它们各自通过引用的方式并入本文中。

合适的发射性试剂的实例可包括氧化镓，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，氧化铝及其组合。在某些实施方案中，可以使用多种发射性试剂的组合。例如，在某些实施方案中，可包含碳化硅、碳化硼和二氧化钛作为发射性试剂。可以进一步理解，某些发射性试剂可以形成为单一配混物，例如碳化硅与碳化硼的比率为99:1的碳化硅和碳化硼的低共熔混合物。包含发射性试剂的本文中记载的组合物可以在某些实施方案中以组合物的约6重量％～约42重量％，在某些实施方案中以组合物的约10重量％～约35重量％，在某些实施方案中以组合物的约15重量％～约28重量％包含发射性试剂。

稳定剂可以包含在组合物中以改善组合物的使用年限和可操作性。合适的稳定剂的实例可包括膨润土、高岭土、镁铝硅酸盐粘土(magnesium alumina silica clay)和稳定化的氧化锆。额外地、或可选择地，也可以包括其它球粘土(ball clay)稳定剂作为合适的稳定剂。在某些实施方案中，稳定剂可以有利地是膨润土。包含稳定剂时，可以以组合物的约0.1重量％～约2重量％添加。

在某些实施方案中，当将水加入组合物的干组分中时，可以包含消泡剂以抑制或阻止泡沫的形成。消泡剂的合适实例可包括硅系消泡剂和非硅系消泡剂。某些表面活性剂也可用作消泡剂。此类表面活性剂的实例可包括但不限于阳离子、阴离子或非离子表面活性剂，和脂肪酸盐。消泡剂可以以组合物的约0.2重量％～约1.5重量％添加。

当将水加入干组合物时，可包括乳化剂以保持均匀分散。合适的乳化剂实例可包括月桂基硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠，硬脂酸钾，二辛基磺基琥珀酸钠，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，十二烷基烯丙基磺基琥珀酸钠，亚麻籽油脂肪酸，乙氧基化壬基苯酚磷酸的钠盐或铵盐，辛苯聚醇-3-磺酸钠，椰子肌酸酐钠(sodium coconut creatinine)，1-烷氧基-2-羟基丙基磺酸钠，α-烯烃(C₁₄-C₁₆)磺酸钠，羟基烷醇硫酸酯，N-(1,2-二羧基乙基)-N-十八烷基磺基水杨酰基胺盐，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二钠，乙氧基化壬基苯酚磺基琥珀酸半酯二钠盐，乙氧基乙基硫酸钠。可以以组合物的约2重量％～约3重量％包含乳化剂。

合适的组合物可以额外地包含增塑剂以改善在施加至基底之后的涂层的柔韧性。增塑剂的合适的实例可包括甘油、糖和纤维素中的一种以上。

本文中记载的组合物的各组分可以分散在液体载体中。尽管液体载体通常是水，但是有机分散剂也可以是合适的。例如，醇类、酮类、酯类、烃类及其组合可以各自是适合作为有机分散剂。可以理解，水和水混溶性有机分散剂的混合物也可以是合适的。当分散在液体载体中时，组合物的总的固含量可以在某些实施方案中从约20％至约80％变化，在某些实施方案中从约30％至约70％变化，在某些实施方案中从约35％至约55％变化，和在某些实施方案中从约40％至约50％变化。在某些实施方案中，本文中记载的组合物可以基本上不含有机溶剂。

可以理解，可以有用的是，将交联促进剂与金属硅酸盐粘结剂物理地分开直到正当在组合物的施涂和使用之前，从而防止组合物的过早反应和固化。例如，对于组合物有用的可以是，具有与组合物的剩余组分分开的直到正当在组合物的施涂和使用而形成涂层之前的金属硅酸盐粘结剂的组成套装(compositional kit)的形式提供。在此类实施方案中，第一组成部分可包括涂覆组合物的除了金属硅酸盐粘结剂之外的所有组分，且第二组成部分可包括金属硅酸盐粘结剂。然而，可以理解，各组成部分中包括的各组分可以改变，只要金属硅酸盐粘结剂与任意的交联促进剂分开。其它变化也是可以的。例如，在某些实施方案中，某些组分可以微胶囊化且分散在单独的组合物中。可选择地，在某些实施方案中，某些组分可以预先施涂至待涂覆的基底。

对于组成套装，第一和第二组成部分可以分别地混合，并且可以保持分开直到正当使用之前。第一组成部分的各组分可以混合，然后干或湿地贮存。所得第一组成部分作为湿混合物，可以是在某些实施方案中总固含量为约30％～约55％，在某些实施方案中总固含量为约35％～约50％，和在某些实施方案中总固含量为约43％～约50％的悬浮液。湿的第二组成部分可以类似地制备。第二组成部分作为湿混合物，可以是在某些实施方案中总固含量为约20％～约50％，在某些实施方案中总固含量为约25％～约45％，和在某些实施方案中总固含量为约30％～约38％的悬浮液。组成套装的两部分无论干或湿，都可以分开直至使用前，以防止过早固化。可以理解，各组成套装的重量或体积不需要相等。例如，在某些实施方案中，包括除了金属硅酸盐粘结剂之外的各组分的第一组成套装可以为最终组合物的约60重量％。

两个组成部分一混合，组成套装就可以开始固化。由于固化过程，本文所述的组合物的粘度可以随时间增加。因为高粘度不利地影响组合物施涂至裸导体或输电线配件的能力，可以有利地延迟第一和第二组成部分的混合直至正当施涂之前。

在混合两个组成部分时，涂覆组合物可以用于涂覆裸导体或配件。在以湿混合物混合两部分时，依照ASTM D1200(2010)通过使用B4福特杯测量的湿混合物的粘度可以为约10秒～约30秒，在某些实施方案中约13秒～约25秒，和在某些实施方案中约15秒～约20秒。湿混合物可以在高速分散机(High Speed Disperser，“HSD”)、球磨机、珠磨机中或使用本领域中已知的其它技术来制备。如所示的，HSD可以用于使组合物中第一和第二组成部分缓慢添加在一起且混合，直至实现各组分的期望的分散。在某些实施方案中，混合器速度可以为约10rpm以上，以实现期望的涂覆组合物。

一旦在导体上施涂和固化，本文中记载的组合物就可以提供柔韧的涂层，其当在约5英寸以下的直径的芯轴上弯曲时不显示可见的裂纹。在某些实施方案中，柔韧的涂层当在0.5英寸至5英寸范围的直径的芯轴上弯曲时不会显示可见的裂纹。如由样品于200℃下热老化14天之后在0.5英寸直径的芯轴周围弯曲的能力所证实的，该柔韧性在热老化后仍保持。如由在30℃水中浸渍7天之后仅约0.1重量％～约0.3重量％的重量损失和在90℃水中浸渍7天之后的类似的重量损失所证实的，固化的涂层也可抵抗冷水和热水二者。在浸渍于冷水和热水中之后，样品可以在1英寸以下的直径的芯轴周围弯曲。这些试验称作芯轴弯曲试验。固化之后，组合物的外观平滑且颜色是浅灰色的。

由本文中记载的组合物形成的涂层可以在各种电缆周围施加，包括高压的高架输电线。可以理解，此类高架输电线可以以各种构造来形成，且通常可以包括由多根导线形成的芯。例如，钢芯加强的铝导体(“ACSR”)电缆、铝导体钢支持(“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且包括外导电股线和支持性中心股线。外导电股线可以由导电性高和重量轻的高纯度铝合金形成。支持性中心股线可以是钢，且可以具有支持更柔软的外导电股线所要求的强度。ACSR电缆可以具有总体的高拉伸强度。ACSS电缆是同心铺设的绞合电缆且包括中心钢芯，其周围是绞合的一层以上的铝或铝合金电线的层。与此相对，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以上形成的中心芯加强。复合芯可以提供优于全铝或钢加强的常规电缆的各种优势，因为高的拉伸强度和低的热下垂的复合芯的组合能够有更长的跨距。ACCC电缆可以使新线路以很少的支持结构来建造。AAAC电缆用铝或铝合金电线制成。AAAC电缆可以具有较好的耐腐蚀性，这是由于它们大部分或完全是铝的事实。ACSR、ACSS、ACCC和AAAC电缆可以用作高架配电和输电线用的高架电缆。

可以理解，合适的电缆也可以是间隙型导体(gap conductor)。间隙型导体可以是由围绕高强度钢芯的梯形形状的耐温铝锆电线形成的电缆。

图1、2、3和4各自说明根据某些实施方案的各种高架裸导体。高架导体100、200、300和400可通常包括仅一根或多根导线210和410(像图2和4中那样)，或者围绕芯110和310的导线120、210、320和410(像图1和3中那样)。图1～4中描述的各高架导体可包括由本文中记载的组合物形成的涂层(130、220、330和420)。额外地，图1和3在某些实施方案中，可以通过选择芯用钢和导线用铝而形成为ACSR电缆。类似地，图2和4在某些实施方案中，可以通过适当地选择导线用铝或铝合金而形成为AAAC电缆。

在可选的实施方案中，芯110、310可以是钢、殷钢、复合材料、可以给导体提供强度的任意其它的材料。在其它可选的实施方案中，导线120、210、320、410可以由任意合适的导电材料形成，包括铜，铜合金，包含种类1350铝、6000系列合金铝、铝–锆合金的铝、铝合金，碳纳米管，石墨烯，或任意其它导电材料。

复合芯导体是有用的，这是由于在较高操作温度下具有较低下垂且它们的强度重量的比较高。复合材料是基于铝中加强的玻璃纤维、碳纤维、聚合物纤维、氧化铝纤维或可以给导体提供强度和较低下垂的任意其它材料。聚合物涂层也可以、或可选择地用于复合芯导体设计中。可以理解，具有由组成套装形成的涂层的复合芯导体可以由于涂层而具有进一步降低的导体操作温度，并且从降低的操作温度而可以具有较低的下垂和复合物中某些聚合物树脂较低的降解二者。复合芯的非限定性实例可以在美国专利号7,015,395，美国专利号7,438,971，美国专利号7,752,754，美国专利申请号2012/0186851，美国专利号8371028，美国专利号7,683,262和美国专利申请号2012/0261158中找到，它们各自通过引用并入本文中。

在某些实施方案中，可以在施涂组合物之前准备高架导体的表面。准备过程可包括化学处理，压缩空气清洁，热水或蒸汽清洁，刷子清洁，热处理，喷砂，超声波，消光(deglaring)，溶剂擦拭，和等离子处理等中的一种以上。在某些过程中，高架导体的表面可以通过喷砂消光。可以理解，准备高架导体的表面的步骤对于现有的高架导体会是特别有用的，其会具有土壤和其它非极性有机材料的积累和沉积。非极性有机材料可以通过施涂合适的碱性清洁剂、包括本领域中已知的市售的碱性清洁剂而从高架导体的表面除去。

根据某些实施方案，组合物可以通过喷枪或电喷枪使用受控的气压在约10psi～约45psi的压力下施涂。在此类实施方案中，喷枪喷嘴可以垂直于导体的方向(例如，约90°角度)放置，以在导体产品上得到均匀涂层。在某些情况下，两个以上的喷枪也可以用于得到更有效的涂层。涂层厚度和密度可以通过混合粘度(admixture viscosity)、枪压力、和导体线速度来控制。

可选择地，在某些实施方案中，组合物可以通过浸渍、刷子或辊中的一种以上而施涂至高架导体。例如，在浸渍法中，清洁和干燥的导体可以浸渍在组合物中，以使组合物完全涂覆导体。然后导体可以从涂覆组合物中取出并使其干燥。

在涂层施加之后，高架导体上的涂层可以允许在环境条件下固化和干燥。当保持在约30℃和约40％～80％的相对湿度下时，本文中记载的组合物在某些实施方案中可以展现约2小时以下的触干时间，在某些实施方案中可以展现约1小时以下的触干时间，和在某些实施方案中可以展现约30分钟以下的触干时间。当允许在环境条件下固化时，组合物可以在约10天中完全固化。可以理解，可以任选地通过加热至升高的温度如约70℃～约80℃的温度而加速固化。

可以理解，本文中记载的涂覆组合物也可以施涂至已安装且目前正在使用中的导体。现有的导体可以用自动化或半自动化涂覆用的机器人系统涂覆。自动化系统以三个步骤运行：(1)清洁导体表面；(2)在导体表面上施涂涂层；和(3)干燥涂层。

额外地，涂层可以施加至输电线配件。例如，变电站可包括可从所述组合物的耐久性和任选的热发射率受益的各种配件。可以被涂覆的合适的输电线配件的实例可包括闭端(deadends)/终端(termination)产品，拼接处(splice)/接头，悬挂和支撑产品，移动控制/振动产品(有时称为阻尼器)，拉线装配产品(guying products)，野生动物保护和威慑产品，导体和压缩配件修理部件，变电站产品，夹具和电晕环。涂层可以以任何合适的方式施加至此类配件。例如，涂层可以施加至清洁配件表面之后的新配件。可选择地，涂层也可以施加至清洁配件表面之后的现有的配件。在各个这样的实施方案中，涂层可以通过暴露至环境条件而干燥和固化。

涂覆组合物可以以多种方式施涂至导体。例如，合适的涂覆组合物可以通过在将各个电线装配在高架裸导体中之前涂覆它们来施涂。可以理解，可以涂覆导体的所有电线，或者更经济地，仅仅涂覆导体的最外面的电线。可选择地，涂覆组合物可以仅施涂至高架裸导体的外表面而不是各个电线。在某些实施方案中，可以涂覆裸导体的完全的外表面。在其它实施方案中，可以仅涂覆裸导体的一部分。

可以理解，可以以间歇法、半间歇法、或连续法来施涂涂层。图5说明连续涂覆过程，且描述了导体512从进入卷绕辊502通过达到预处理单元504和涂覆单元506。预处理单元504准备导体的用于在涂覆单元506中施涂涂层的表面。在涂层施涂之后，导体可以经由干燥/固化单元508而干燥。一旦干燥，电缆可以卷绕在辊511上。

在预处理单元504中，导体512的表面可以通过介质喷射来准备。这样的介质可包括沙子、玻璃珠、钛铁矿、钢丸、和其它合适的介质。介质喷射之后可以是空气擦拭(air-wiping)以从导体512吹去粒状材料。空气擦拭使用喷射口(jet)从而以一个角度沿导体512的行进方向相反的方向向导体512上吹风。空气喷射口产生连接至导体512的外周且用高速度空气擦拭表面的360°空气环。在此类实例中，随着导体离开预处理单元504，附着至导体512的任何颗粒可以被擦拭去并吹回进预处理单元504中。合适的空气喷射口可以在某些实施方案中在约60～约100PSI下，在某些实施方案中在约70PSI～约90PSI，和在某些实施方案中在约80PSI下操作。空气喷射口的速度(离开喷嘴时)，在某些实施方案中可以为约125mph～约500mph，在某些实施方案中可以为约150mph～约400mph，和在某些实施方案中可以为约250mph～约350mph。在空气擦拭之后，留在导体表面上的尺寸大于约10μm的颗粒数在某些实施方案中可以为约1,000个颗粒以下/每平方英尺，或在某些实施方案中可以为约100个颗粒以下/每平方英尺。空气擦拭之后，可以固化导体。可以理解，本文中记载的组合物可以在环境条件下固化，且不要求导体在施涂之前被加热、或要求导体被加热以发生固化。

一旦导体512的表面准备好，就可以准备涂覆。涂覆过程可以在涂覆单元中发生，其中电缆通过将涂覆组合物的液体悬浮液沉积在已准备的表面上的灌注模。图6～8描述了环状的灌注模601。涂覆悬浮液可以经由管606进给至模具601。当导体512通过灌注模601的中心孔604时，涂覆组合物经由在模具601的内表面的一个以上的开口602涂覆导体512。在某些实施方案中，灌注模601可包括围绕内表面的圆周均匀间隔的2个以上、4个以上、或6个以上的开口602。一旦导体512离开灌注模，导体512就会通过另一个空气擦拭以除去过剩的涂覆组合物且使涂覆组合物均匀地展开在导体周围。在绞合导体的情况下，空气擦拭可以允许涂层渗透导体表面上的股线之间的凹槽。该空气擦拭可以使用与预处理单元504中的空气擦拭类似的条件操作。

在某些实施方案中，涂覆组合物可以可选择地通过喷枪(例如，电喷枪)来施涂。喷枪可以使用约10psi～约45psi的压力施涂涂覆组合物。在此类实施方案中，喷枪喷嘴可以垂直于(例如，在约90°)基底的长度方向放置，以在基底上实现均匀的涂层。在某些实施方案中，两个以上的喷枪可以用于得到更有效、或更均匀的涂层。涂层厚度和密度可以通过混合粘度、枪压力、和导体线速度来控制。

如图5中所示，一旦涂覆导体512，它就可以通过干燥/固化单元508。干燥/固化单元508可以防止异物碎片影响在该组合物于环境条件下固化时的涂层的质量。可以理解，强制空气可以任选地用于加快固化速度。一旦干燥或固化，涂覆的导体就可以卷绕在辊511上以用于贮存。

如果对单股线(代替绞合电缆)操作，连续的处理可以在某些实施方案中以约2500ft/min以下，在某些实施方案中以约9ft/min～约2000ft/min，在某些实施方案中以约10ft/min～约500ft/min，和在某些实施方案中以约30ft/min～约300ft/min的线速度操作。

一旦涂覆在导体512上且干燥/固化，那么涂层的厚度在某些实施方案中可以为小于约100μm，在某些实施方案中为约10～约30μm。所产生的涂层可以为具有约20以上的L值的非白色。涂层可以为不导电、半导电或导电的。

涂覆的导体可展现改善的散热。发射率为表面通过辐射发射热的相对功率，是通过表面发射的辐射能量与在相同温度下通过黑体发射的辐射能量的比率。发射量(emittance)为每单位面积由物体的表面辐射的能量。发射率可以例如，通过美国专利申请公开号2010/0076719中公开的方法或依照ASTM E408(2013)来测量，其通过引用的方式并入本文中。涂覆的导体的发射率系数，在某些实施方案中可以为约0.3以上，在某些实施方案中为约0.5以上，和在某些实施方案中为约0.75以上。太阳能吸收率可以依照ASTM E903(2012)测量。在某些实施方案中，涂覆的导体的太阳能吸收率可以为约0.3以上，且在某些实施方案中，太阳能吸收率为约0.5以上。

可以理解，本文中记载的组合物也可以施涂至其它金属基底，例如在汽车或航空航天工业中使用的部件。通常，可以涂覆任意的铝基底。

实施例

表1描述了包含金属硅酸盐粘结剂的两个实施例的组合物的以干重为基准的组分。金属硅酸盐粘结剂和剩余组分最初分别地预先混合，以形成组成套装的两部分。水浸渍试验是指如本文中记载的1”芯轴弯曲试验。发明例2可以在环境温度下固化，而比较例1在升高的温度下固化。

表1

如本文中使用的，除非另有说明，否则所有百分比(％)均为总组成的重量百分比，也表示为重量/重量％，％(w/w)，w/w，w/w％，或简单的％。此外，如本文中使用的，术语“湿”是指涂覆组合物在分散介质(例如水)中的相对百分比；“干”是指在添加分散介质之前干涂覆组合物的相对百分比。换句话说，干百分比是在不考虑分散介质的情况下存在的那些。湿混合是指添加有分散介质的涂覆组合物。“湿重百分比”等是在湿混合物中的重量；“干重百分比”等是在没有分散介质的干组合物中的重量百分比。除非另有说明，否则本文使用的百分比(％)是基于总组成的重量的干重百分比。

本文公开的尺寸和值不应理解为严格限于所述的精确数值。而是，除非另有指明，否则每个这样的尺寸旨在表示所述值和该值周围的功能等效范围。

应该理解的是，本说明书全篇中给出的每个最大数值限制包括每个较低的数值限制，如同这些较低的数值限制在本文中明确写出一样。本说明书全篇中给出的每个最小数值限制将包括每个较高的数值限制，如同这样的较高数值限制在本文中明确写出一样。本说明书全篇中给出的每个数值范围将包括落入这样较宽的数值范围内的每个较窄的数值范围，如同这样较窄的数值范围都在本文中明确写出一样。

除非明确排除或另外限制，否则本文引用的每篇文献，包括任何交叉引用的或相关的专利或申请，在此均通过引用以其全部内容并入本文中。任何文件的引用并不是承认，它是关于本文公开或要求保护的任意发明的现有技术，或者其单独、或以与任意其他一篇参考文献或多篇参考文献的任意组合、教导、暗示或公开任意此类发明。此外，就本文献中术语的任何含义或定义与通过引用并入的文献中的相同术语的任何含义或定义相冲突时，在文献中指定该术语的含义或定义应当是主导的。

出于说明的目的，已经呈现了前述实施方案和实施例的描述。其并非旨在穷举或限制于所描述的形式。鉴于上述教导，许多修改是可行的。已经讨论了这些修改中的一些，并且本领域技术人员将理解其他修改。选择和描述实施方案是为了说明各种实施方案。当然，范围不限于本文所述的实施例或实施方案，而是可以由本领域普通技术人员用于任何数量的申请和等同的文章中。更准确地说，而是在此意图由所附权利要求限定范围。

Claims (16)

1.一种组合物，其包括：

填充剂，其包括滑石、煅烧高岭土、氧化铝、硅铝酸盐和石英中的一种或多种；

发射性试剂，其包括碳化硅、碳化硼和二氧化钛中的一种或多种；

包含潜在酸化合物的交联促进剂，其中，所述潜在酸化合物包括缩合磷酸铝；和

金属硅酸盐粘结剂，其包括硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂和胶体二氧化硅中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述潜在酸化合物构成为在经历pH为9以上的环境时释放酸组分。

3.根据权利要求1所述的组合物，其在15℃～40℃的温度下且在11以下的pH下交联。

4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述交联促进剂还包含两性金属粉末。

5.根据权利要求1所述的组合物，其包括：

以干重计35％～45％的所述填充剂；

以干重计15％～22％的所述发射性试剂；

以干重计4％～10％的所述交联促进剂；和

以干重计25％～40％的所述金属硅酸盐粘结剂。

6.根据权利要求1所述的组合物，其以所述金属硅酸盐粘结剂的10重量％～30重量％包含所述交联促进剂。

7.根据权利要求1所述的组合物，其还包括液体载体，且其中所述组合物的总固体含量为35％～55％。

8.根据权利要求7所述的组合物，其中所述液体载体包括水。

9.一种铝基底，其涂覆有由固化的根据权利要求1所述的组合物形成的涂层。

10.根据权利要求9所述的铝基底，其为高架导体，且其中在涂覆前的所述高架导体为现有的已安装的高架导体。

11.根据权利要求9所述的铝基底，其为高架导体，且其中所述高架导体的操作温度比未涂覆的高架导体的操作温度低10℃。

12.根据权利要求9所述的铝基底，其为高架导体，且其中所述高架导体通过0.5英寸芯轴弯曲试验。

13.一种涂覆制品的形成方法，其包括：

提供包括以下的涂覆组合物：

填充剂，其包括滑石、煅烧高岭土、氧化铝、硅铝酸盐和石英中的一种或多种；

发射性试剂，其包括碳化硅、碳化硼和二氧化钛中的一种或多种；

包含潜在酸化合物的交联促进剂，其中，所述潜在酸化合物包括缩合磷酸铝；和

金属硅酸盐粘结剂，其包括硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂和胶体二氧化硅中的一种或多种；

将所述涂覆组合物施涂至制品的外表面上；并且

使所述涂覆组合物在15℃～40℃的温度下固化，形成所述涂覆制品。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述涂覆组合物包括两部分；并且

其中将第一部分和第二部分混合在一起以形成所述涂覆组合物；并且

其中所述第一部分包括所述填充剂、所述发射性试剂和所述交联促进剂，且所述第二部分包括所述金属硅酸盐粘结剂。

15.根据权利要求13所述的方法，其中触干时间为开始固化之后的2小时以内。

16.根据权利要求13所述的方法，其中在10天之后完成固化。

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