CN113061373A - 一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法，属于瓷绝缘子领域，具体制备方法为：在悬式瓷绝缘子表面涂覆一层防污闪涂料，所述防污闪涂料包括以下原料：基体材料，硅烷偶联剂，分散剂，二氧化硅，导热填料以及二甲苯；在涂覆防污闪涂料之前，在瓷绝缘子表面涂覆一层基础涂料，其包括原料：有机硅酸镁锂和丙烯酸树脂。本发明通过在悬式瓷绝缘子表面涂覆一层防污闪涂料，一方面具有疏水性能，另一方面其内添加的导热填料能够迅速将绝缘子运行后产生的热量传输至表面，加快了导热速率，还能够对绝缘子的潮湿环境进行导热干燥，减少污渍的残留，降低了污闪的可能性。

Description

一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法
技术领域
本发明涉及瓷绝缘子领域，具体涉及一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法。
背景技术
盘形绝缘子国内又称为盘形悬式绝缘子，简单地称为悬式绝缘子，是使用最为普遍的绝缘子，用于额定电压高于1000V，频率不超过100Hz的交流架空电力线路、变电站和电气化铁路接触网中，作绝缘和固定作用，但是长时间使用后，由于户外环境恶劣，瓷绝缘子表面会残存多种污秽，容易产生污闪。
绝缘子的污闪是由于其表面积污，在特定大气条件下，使绝缘子绝缘性能下降，从而在正常工作电压下而发生的绝缘击穿，其大致过程为：绝缘子表面积累积污垢；绝缘子表面积污垢湿润使绝缘下降；绝缘子表面局部点弧形成；由局部电弧形成发展到两极击穿。大部分污物在干燥状态下绝缘是情况是较好的，对击穿的影响不大，在大雾、凝露、小雨、雨夹雪时使污垢受潮才会引起污闪。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法。
本发明的技术解决方案如下：
一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法，在悬式瓷绝缘子表面涂覆一层防污闪涂料，所述防污闪涂料包括以下原料：基体材料，硅烷偶联剂，分散剂，二氧化硅，导热填料以及二甲苯；
在涂覆防污闪涂料之前，在瓷绝缘子表面涂覆一层基础涂料，其包括原料：有机硅酸镁锂和丙烯酸树脂。
优选地，所述有机硅酸镁锂的制备方法为：
将硅酸镁锂分散于去离子水中，得硅酸镁锂无机胶凝浆液，滴加酸液调节pH值，加入十二烷基磺酸钠并加热至40-50℃，搅拌30-50min，冷却，用醇溶液反复清洗，真空干燥，制得有机硅酸镁锂。
优选地，所述有机硅酸镁锂至少包括10-30μm的第一粒度段和70-100μm的第二粒度段。
优选地，所述导热填料为碳化硅或氮化铝或氮化硼。
优选地，所述导热填料包括长径比为1-5的第一粒子和长径比为20-50的第二粒子。
优选地，所述有机硅酸镁锂与丙烯酸树脂的添加质量比为1-3:10。
优选地，所述防污闪涂料的制备方法为先将基体材料和硅烷偶联剂混合，继续加入二甲苯润湿后的导热填料、二甲苯润湿后的二氧化硅以及分散剂，搅拌均匀。
优选地，所述搅拌的速率为800-1200rpm。
本发明至少具有以下有益效果之一：
(1)本发明的一种房屋型盘形悬式瓷绝缘子制备方法，通过在悬式瓷绝缘子表面涂覆一层防污闪涂料，一方面由于其内添加的二氧化硅具有疏水性能，另一方面其内添加的导热填料能够迅速将绝缘子运行后产生的热量传输至表面，加快了导热速率，还能够对绝缘子的潮湿环境进行导热干燥，减少污渍的残留，降低了污闪的可能性。
(2)本发明的一种防污盘形悬式绝缘子制备方法，通过在防污闪涂料和绝缘子表面之间涂覆一基础涂料，提高绝缘子表面与防污闪涂料的结合力，避免后续出现起包脱皮现象，影响绝缘子性能。
(3)本发明的一种防污盘形悬式瓷绝缘子制备方法，硅酸镁锂遇水溶胀，使得硅烷偶联剂易于进入硅酸镁锂的层间，形成具有珊瑚状疏松多孔的结构，改性后的硅酸镁锂使得基础涂料能够一方面利于防污闪涂料的附着，另一方面利于陶瓷材质的瓷绝缘子融合；
同时对硅酸镁锂粒度的控制，使得涂覆基础涂料的时候具有一定的粗糙度，更利于基础涂料与瓷绝缘子的结合，即加入有吸附功能的改性后的吸附介质，使得有机介质和无机介质相容性更好，结合更强，使用寿命大大延长。
具体实施方式
以下的具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法，在悬式瓷绝缘子表面涂覆一层防污闪涂料，所述防污闪涂料包括以下重量份数的原料：100份硫化硅橡胶，3份硅烷偶联剂，1.2份木质素磺酸钠，2.6份二氧化硅，5份导热填料以及13份二甲苯；
在涂覆防污闪涂料之前，在瓷绝缘子表面涂覆一层基础涂料，其包括原料：12份有机硅酸镁锂和95份丙烯酸树脂。
所述有机硅酸镁锂的制备方法：
将硅酸镁锂分散于去离子水中，得硅酸镁锂无机胶凝浆液，滴加酸液调节pH值至6，加入十二烷基磺酸钠并加热至40℃，搅拌30min，冷却，用乙醇溶液反复清洗，真空干燥，制得有机硅酸镁锂。
所述有机硅酸镁锂包括10μm的第一粒度段和70μm的第二粒度段，两者质量占比3:5。
所述导热填料为碳化硅。
所述有机硅酸镁锂与丙烯酸树脂的添加质量比为3:10。
所述防污闪涂料的制备方法为先将基体材料和硅烷偶联剂混合，继续加入采用10wt％浓度的二甲苯润湿后的导热填料、10wt％浓度的二甲苯润湿后的二氧化硅以及木质素磺酸钠，搅拌均匀，搅拌的速率为800rpm。
实施例2
一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法，在悬式瓷绝缘子表面涂覆一层防污闪涂料，所述防污闪涂料包括以下重量份数的原料：100份硫化硅橡胶，3份硅烷偶联剂，1.2份木质素磺酸钠，2.6份二氧化硅，5份导热填料以及13份二甲苯；
在涂覆防污闪涂料之前，在瓷绝缘子表面涂覆一层基础涂料，其包括原料：12份有机硅酸镁锂和95份丙烯酸树脂。
所述有机硅酸镁锂的制备方法：
将硅酸镁锂分散于去离子水中，得硅酸镁锂无机胶凝浆液，滴加酸液调节pH值至6，加入十二烷基磺酸钠并加热至45℃，搅拌40min，冷却，用醇溶液反复清洗，真空干燥，制得有机硅酸镁锂。
所述有机硅酸镁锂包括17μm的第一粒度段和87μm的第二粒度段，两者质量占比3:5。
所述导热填料为氮化铝。
所述有机硅酸镁锂与丙烯酸树脂的添加质量比为1-3:10。
所述防污闪涂料的制备方法为先将基体材料和硅烷偶联剂混合，继续加入采用10wt％浓度的二甲苯润湿后的导热填料、10wt％浓度的二甲苯润湿后的二氧化硅以及木质素磺酸钠，搅拌均匀，搅拌的速率为900rpm。
实施例3
一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法，在悬式瓷绝缘子表面涂覆一层防污闪涂料，所述防污闪涂料包括以下重量份数的原料：100份硫化硅橡胶，3份硅烷偶联剂，1.2份木质素磺酸钠，2.6份二氧化硅，5份导热填料以及13份二甲苯；
在涂覆防污闪涂料之前，在瓷绝缘子表面涂覆一层基础涂料，其包括原料：12份有机硅酸镁锂和95份丙烯酸树脂。
所述有机硅酸镁锂的制备方法：
将硅酸镁锂分散于去离子水中，得硅酸镁锂无机胶凝浆液，滴加酸液调节pH值至6，加入十二烷基磺酸钠并加热至50℃，搅拌50min，冷却，用醇溶液反复清洗，真空干燥，制得有机硅酸镁锂。
所述有机硅酸镁锂包括30μm的第一粒度段和90μm的第二粒度段，两者质量占比3:5。
所述导热填料为氮化硼。
所述有机硅酸镁锂与丙烯酸树脂的添加质量比为4:9。
所述防污闪涂料的制备方法为先将基体材料和硅烷偶联剂混合，继续加入采用10wt％浓度的二甲苯润湿后的导热填料、10wt％浓度的二甲苯润湿后的二氧化硅以及木质素磺酸钠，搅拌均匀。搅拌的速率为1200rpm。
实施例4
本实施例是在实施例2的基础上作出的变化，具体是所述导热填料包括长径比为1的第一粒子和长径比为20的第二粒子，两者质量占比1:3。
实施例5
本实施例是在实施例2的基础上作出的变化，具体是所述导热填料包括长径比为3的第一粒子和长径比为50的第二粒子，两者质量占比2:3。
对比例1(无基础涂层)
一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法，在悬式瓷绝缘子表面涂覆一层防污闪涂料，所述防污闪涂料包括以下重量份数的原料：100份硫化硅橡胶，3份硅烷偶联剂，1.2份分散剂，2.6份二氧化硅，5份导热填料以及13份二甲苯；
所述导热填料为氮化铝。
所述防污闪涂料的制备方法为先将基体材料和硅烷偶联剂混合，继续加入采用10wt％浓度的二甲苯润湿后的导热填料、10wt％浓度的二甲苯润湿后的二氧化硅以及木质素磺酸钠，搅拌均匀，搅拌的速率为900rpm。
对比例2(硅酸镁锂无改性)
一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法，在悬式瓷绝缘子表面涂覆一层防污闪涂料，所述防污闪涂料包括以下重量份数的原料：100份硫化硅橡胶，3份硅烷偶联剂，1.2份分散剂，2.6份二氧化硅，5份导热填料以及13份二甲苯；
在涂覆防污闪涂料之前，在瓷绝缘子表面涂覆一层基础涂料，其包括原料：12份硅酸镁锂和95份丙烯酸树脂。
所述硅酸镁锂包括17μm的第一粒度段和87μm的第二粒度段，两者质量占比3:5。
所述导热填料为氮化铝。
所述硅酸镁锂与丙烯酸树脂的添加质量比为1-3:10。
所述防污闪涂料的制备方法为先将基体材料和硅烷偶联剂混合，继续加入采用10wt％浓度的二甲苯润湿后的导热填料、10wt％浓度的二甲苯润湿后的二氧化硅以及木质素磺酸钠，搅拌均匀。搅拌的速率为900rpm。
对上述实施例和对比例进行以下性能测试，测试值见表1。
涂层附着力检测：
检测方法为：用钢尖刀在涂层面层上划出间隔为2mm的划痕，并确保划痕深达基体，纵横各六条，得到25个2mm×2mm的小方格；之后，用胶带紧贴在断口处，再撕起，重复20次，画格区域脱落面积占比(％)，脱落面积越大，表面附着力越差。
导热系数，采用导热系数测试仪进行测试。
表1实施例和对比例的性能测试值
试样 附着力(％) 导热系数(W/(m·k))
实施例1 4 0.49
实施例2 5 0.51
实施例3 4 0.48
实施例4 4 0.61
实施例5 3 0.60
对比例1 9 0.41
对比例2 7 0.39
从上表可以看出，实施例的性能优于对比例，主要的原因可能如下：通过对比例1的分析可知，实施例中通过在防污闪涂料和瓷绝缘子之间增涂一层基础涂料，其中添加的硅酸镁锂遇水溶胀，使得硅烷偶联剂易于进入硅酸镁锂的层间，形成具有珊瑚状疏松多孔的结构，一方面能够将有机涂料进一步物理吸附到不同的介质相中，提高附着力，另一方面，对硅酸镁锂粒度的控制，使得涂覆基础涂料的时候具有一定的粗糙度，更利于基础涂料与瓷绝缘子的结合，即加入有吸附功能的改性后的吸附介质，使得有机介质和无机介质相容性更好，结合更强；通过对比例2的对比分析可知，实施例中采用改性后的硅酸镁锂，使得无机粒子表面带有有机官能团，能够提供防污闪涂料附着的更多结合位点，因此，使得基础涂料能够一方面利于防污闪涂料的附着，另一方面利于陶瓷材质的瓷绝缘子融合；提高绝缘子表面与防污闪涂料的结合力，避免后续出现起包脱皮现象，影响绝缘子性能；同时，实施例4和5性能优于实施1-3，主要是由于实施例4和5中对导热填料的长径比进行了限定，长径比大的成为棒状粒子，更利于导热粒径的形成，因此导热性能优异，同时由于长径比的限定，也一定程度上，提高了这些粒子的粗糙度，因此，提高了其附着力。导热系数好的，能够迅速将绝缘子运行后产生的热量传输至表面，加快了导热速率，还能够对绝缘子的潮湿环境进行导热干燥，减少污渍的残留，降低了污闪的可能性。
在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，“-”和“～”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如：“A-B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。“A～B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。
在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法，其特征在于：在悬式瓷绝缘子表面涂覆一层防污闪涂料，所述防污闪涂料包括以下原料：基体材料，硅烷偶联剂，分散剂，二氧化硅，导热填料以及二甲苯；
在涂覆防污闪涂料之前，在瓷绝缘子表面涂覆一层基础涂料，其包括原料：有机硅酸镁锂和丙烯酸树脂。
2.根据权利要求1所述的一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法，其特征在于：所述有机硅酸镁锂的制备方法为：
将硅酸镁锂分散于去离子水中，得硅酸镁锂无机胶凝浆液，滴加酸液调节pH值，加入十二烷基磺酸钠并加热至40-50℃，搅拌30-50min，冷却，用醇溶液反复清洗，真空干燥，制得有机硅酸镁锂。
3.根据权利要求1所述的一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法，其特征在于：所述有机硅酸镁锂至少包括10-30μm的第一粒度段和70-100μm的第二粒度段。
4.根据权利要求1所述的一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法，其特征在于：所述导热填料为碳化硅或氮化铝或氮化硼。
5.根据权利要求1所述的一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法，其特征在于：所述导热填料包括长径比为1-5的第一粒子和长径比为20-50的第二粒子。
6.根据权利要求1所述的一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法，其特征在于：所述有机硅酸镁锂与丙烯酸树脂的添加质量比为1-3:10。
7.根据权利要求1所述的一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法，其特征在于：所述防污闪涂料的制备方法为先将基体材料和硅烷偶联剂混合，继续加入二甲苯润湿后的导热填料、二甲苯润湿后的二氧化硅以及分散剂，搅拌均匀。
8.根据权利要求7所述的一种防污型盘形悬式瓷绝缘子制备方法，其特征在于：所述搅拌的速率为800-1200rpm。
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