CN112358811B - 一种防/降电晕涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请属于降电晕涂料技术领域。本申请提供了一种防/降电晕涂料及其制备方法，防/降电晕涂料包括成膜材料、增塑剂、补强剂、添加剂、交联剂、催化剂以及溶剂，其中，添加剂具有非线性导电行为。添加剂的表面电阻率随外施电场强度的增大而减小，能自动调整和改善线路表面电场分布，尤其对于外施电场较大的地方仍具有很好的防电晕作用，提高了起晕电压。与其他组分混合时，添加剂表面被浸润，形成了导电粒子‑‑聚合物界面层，增大体系的界面自由能，从而降低导电通路形成的阈值，利于形成稳定的导电网络，降低了电晕放电的概率。

Description

一种防/降电晕涂料及其制备方法
技术领域
本申请属于降电晕涂料技术领域，尤其涉及一种防/降电晕涂料及其制备方法。
背景技术
一般情况下，当输电线路导线表面电场强度超过20-30kV/cm后，会听到“咝咝”的放电声，嗅到臭氧的气味，夜间还可以看到电极周围发出的蓝紫色荧光，这是输电线路的电晕放电。电晕放电会产生诸如无线电干扰、可听噪声和电晕损失等一系列危害。
目前，对于超高压导线的降低电晕损耗，多采用增加导线直径、增加分裂数或者提高杆塔高度等手段，这些常规方法虽然能达到降低电晕损耗的效果，但是本身投入会很大，并且对于现有存在电晕缺陷的输电线路，大规模的更换导线或者提高杆塔显然不切实际。此外，在施工过程中不可避免的磕碰导致刮伤导线或者金具，还会引起的局部电晕放电点。通过涂覆防/降电晕涂料减少电晕放电是一种相对合适的方法。
现有的输电线路防/降电晕涂料中，添加导电剂(如碳黑、碳化的骨架结构等)制备防电晕涂料，但是在外施电场较大的地方局部场强依然较大，防电晕作用有限。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种防/降电晕涂料及其制备方法，升高了起晕电压。
本申请的具体技术方案如下：
一种涂料防/降电晕涂料，包括如下组分：成膜材料、增塑剂、补强剂、添加剂、交联剂、催化剂以及溶剂；
所述添加剂具有非线性导电行为。
本申请中，加入具有非线性导电行为的添加剂，紧密分散于输电线路表面的毛刺周围，可以起到均匀局部场强的作用，提高了起晕电压，降低了电晕放电的概率。添加剂的表面电阻率(指物体表面形成的使电荷移动或电流流动的难易程度)随外施电场强度的增大而减小，能自动调整和改善线路表面电场分布，尤其对于外施电场较大的地方仍具有很好的防电晕作用。
优选的，所述成膜材料选自端羟基聚二甲基硅氧烷或二甲基二氯硅烷。
优选的，所述成膜材料为氟改性的端羟基聚二甲基硅氧烷。
本申请中，经过氟改性会增加成膜材料的疏水性，具有一定的防污闪效果。
优选的，所述添加剂选自硒化铋、碲化铋和碲化锑中的一种或多种。
本申请中，加入的添加剂表面电阻率随外施电场强度的增大而减小，能自动调整和改善线路表面电场分布，可以起到均匀局部场强的作用，提高了起晕电压。同时，与其他组分混合时，添加剂表面被浸润，形成了导电粒子--聚合物界面层，增大体系的界面自由能，从而降低导电通路形成的阈值，利于形成稳定的导电网络，降低了电晕放电的概率。
优选的，所述增塑剂为甲基硅油，所述补强剂为气相二氧化硅粉末。
优选的，所述交联剂选自甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷或正硅酸乙酯；
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；
所述溶剂选自二甲苯或甲苯。
优选的，以重量份计，包括如下组分：成膜材料30-50份、增塑剂3-5份、补强剂10-15份、添加剂5-10份、交联剂2-5份、催化剂0.1-0.5份以及溶剂80-120份。
本申请还提供一种所述防/降电晕涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1：将成膜材料、增塑剂以及补强剂分散均匀，脱水，得到第一混合产物；
S2：在所述第一混合产物中加入添加剂，研磨，得到第二混合产物；
S3：在所述第二混合产物中依次加入交联剂、催化剂和溶剂，混合均匀后脱水，得到所述防/降电晕涂料。
优选的，S1中所述分散的转速为1000-2000r/min，温度为100-150℃，时间为30-60min。
优选的，S2中所述第二混合产物的粒径大小为10-30μm。
优选的，S3中所述混合的温度为10-30℃，时间为30-60min，转速为1000-2000r/min。
优选的，S1和S3中所述脱水是在真空环境中进行，S1中所述脱水的时间为1～2h，S2中所述脱水的时间为30min。
综上所述，本申请提供了一种防/降电晕涂料及其制备方法，防/降电晕涂料包括成膜材料、增塑剂、补强剂、添加剂、交联剂、催化剂以及溶剂，其中，添加剂具有非线性导电行为。添加剂的表面电阻率随外施电场强度的增大而减小，能自动调整和改善线路表面电场分布，尤其对于外施电场较大的地方仍具有很好的防电晕作用，提高了起晕电压。与其他组分混合时，添加剂表面被浸润，形成了导电粒子--聚合物界面层，增大体系的界面自由能，从而降低导电通路形成的阈值，利于形成稳定的导电网络，降低了电晕放电的概率。
具体实施方式
为使得本申请的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例1
(1)以质量份计，取50份氟改性的端羟基聚二甲基硅氧烷、5份甲基硅油和10份气相二氧化硅粉末加入强力分散机中，升温至130℃，在2000r/min的转速下搅拌60分钟，抽真空下保持2h脱水，之后将分散机中的第一混合产物冷却到室温。
(2)将第一混合物转移至研磨机器中，加入10份硒化铋进行研磨，待粉末的细度达到10um后制得第二混合产物。
(3)将得到的第二混合产物转移至强力分散机中，分批次加入5份甲基三乙酰氧基硅烷、0.5份二月桂酸二丁基锡和100份二甲苯，以1000-2000r/min转速充分混合60min后，抽真空30min，装罐即可得到防/降电晕涂料。
对比例1
以质量份计，按配比称取原料：端羟基聚二甲基硅氧烷20份、硅油1份、气相白炭黑4.5份、云母粉2份、氢氧化铝3.5份、钛白粉2份、甲基三乙酰氧基硅烷1份、二叔丁基二乙酰氧基硅烷1份、有机锡0.1份和二甲苯25份。按配比称取各原料后，依照常规RTV涂料制备方法制备基料。之后在室温下将炭黑22份和基料搅拌混合均匀，在110℃下加热两小时即可制得防/降电晕涂料。
实施例2
将实施例1和对比例1制备得到的输电线路防/降电晕涂料涂装于输电线路，基于小电晕笼开展交流绞线的电晕放电试验，并用紫外成像仪记录起晕过程。试验用绞线为LGJ400/50钢芯铝绞线，绞线得直径为27.63mm，试验电压为110kV，起晕电压记录如表1所示。从表1可知，涂覆本申请实施例制得的输电线路防/降电晕涂料，起晕电压升高20kV，相比添加炭黑导电剂的降电晕涂料，提高了起晕电压，降低电晕放电的概率。本申请实施例1制得的防/降电晕涂料中，其表面电阻率随外施电场强度的增大而减小，能自动调整和改善线路表面电场分布。而对比例1制得的防/降电晕涂料其电阻率随外施电场强度的增大基本不变，因此在外施电场较大的地方局部场强依然较大，不能自我调整表面电场分布。
表1电晕放电试验结果
涂料 起晕电压/kV 起晕电压升高/kV
无涂料 96 --
实施例1 116 20
对比例1 108 12
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种防/降电晕涂料，其特征在于，以重量份计，包括如下组分：成膜材料30-50份、增塑剂3-5份、补强剂10-15份、添加剂5-10份、交联剂 2-5份、催化剂0.1-0.5份以及溶剂80-120份；
所述添加剂具有非线性导电行为；
所述添加剂选自硒化铋、碲化铋和碲化锑中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的防/降电晕涂料，其特征在于，所述成膜材料选自端羟基聚二甲基硅氧烷或二甲基二氯硅烷。
3.根据权利要求1所述的防/降电晕涂料，其特征在于，所述增塑剂为甲基硅油，所述补强剂为气相二氧化硅粉末。
4.根据权利要求1所述的防/降电晕涂料，其特征在于，所述交联剂选自甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷或正硅酸乙酯；
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；
所述溶剂选自二甲苯或甲苯。
5.一种如权利要求1~4任意一项所述防/降电晕涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将成膜材料、增塑剂以及补强剂分散均匀，脱水，得到第一混合产物；
S2：在所述第一混合产物中加入添加剂，研磨，得到第二混合产物；
S3：在所述第二混合产物中依次加入交联剂、催化剂和溶剂，混合均匀后脱水，得到所述防/降电晕涂料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，S1中所述分散的转速为1000-2000r/min，温度为100-150℃，时间为30-60min。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，S2中所述第二混合产物的粒径大小为10-30μm。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，S3中所述混合的温度为10-30℃，时间为30-60min，转速为1000-2000r/min。
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