CN113150586A - 基于纳米级材料的绝缘涂料配方及其制备、施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于纳米级材料的绝缘涂料配方及其制备、施工方法，配方包括以下重量组份及其份数：纳米级二氧化硅，90份；改性树脂，10份；稀释剂，10‑50份，该材料具有良好的绝缘性能，防腐蚀，高耐候性，高憎水性，耐高低温，耐磨，高附着力，自清洁、隔热效果好的功能，整个生产施工过程无污染对人员没有危害、原料可常温储运、现场配置使用即可，环保性高，且成本低廉，无需更换任何设备，施工便捷，周期短（数个小时即可实现所需要实现的功能），施工对坏境以及温湿度要求低（温度‑15℃‑‑65℃；湿度98%以下），很多场景不用对所涂刷物进行拆卸，适用环境广，具有良好的应用前景。

Description

基于纳米级材料的绝缘涂料配方及其制备、施工方法

技术领域

本发明涉及一种基于纳米级材料的绝缘涂料配方及其制备、施工方法，属于电力系统技术领域。

背景技术

目前，电力系统的快速发展，各种电力、电气设备、空间的绝缘防护设备得到广泛的安装和使用。但是，随着时间的推移，以及适用环境的恶劣(裸露、暴晒、潮湿等)各种电力、电气设备、空间的绝缘防护设备使用过程中都会存在不同程度的老化，具体如下：

(1)变电站的开关柜、配电箱等工作在室内电力、电气设备和绝缘防护设备的柜体或者箱体：

各类柜体和箱体内母排加装的热缩套管，易老化，绝缘子、穿墙套管、互感器、触头盒等依靠自身绝缘度绝缘，但是在潮湿或者其他恶劣环境下，耐候性不够，特别是出现第一次爬电后，表面凝露会胶化，导致更多频次的局放出现；而且，相邻的母排连接处，基本处于无保护状态，在潮湿环境或者其他恶劣环境下易出现局放现象。

(2)变电站电容器等工作在室外电力、电气设备和绝缘防护设备的柜体或者箱体：

位于工作环境为室外，母排加装的热缩套管，暴晒雨淋的情况下更易老化，母排连接处使用绝缘胶皮包裹，潮气易渗透后导致失去效果，出现放电的现象；

(3)变压器低压侧母排等裸露在室外的情况：

位于工作环境为室外，母排加装的热缩套管，暴晒雨淋的情况下更易老化，母排连接处使用绝缘胶皮包裹，潮气易渗透后导致失去效果，与绝缘子连接处虽然采用异型盒进行防护，但是，密闭性不好，潮气进入后易出现放电现象，甚至于母排对热缩套管进行放电，存在安全隐患。

针对上述存在的放电、爬电的问题，现在都是更换对应的设备或者部件，重新套装热缩套管或者其他绝缘部件，更换的成本太高，且施工十分不便。

发明内容

为了克服上述的问题。本发明提供的基于纳米级材料的绝缘涂料配方及其制备、施工方法，具有良好的绝缘性能，防腐蚀，高耐候性，高憎水性，耐高低温，耐磨，高附着力，自清洁、隔热效果好的功能，整个生产施工过程无污染对人员没有危害、原料可常温储运、现场配置使用即可，环保性高，且成本低廉，无需更换任何设备，施工便捷，周期短(数个小时即可实现所需要实现的功能)，施工对坏境以及温湿度要求低(温度-15℃--65℃；湿度98％以下)，很多场景不用对所涂刷物进行拆卸，适用环境广，具有良好的应用前景。

为了实现上述技术目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于纳米级材料的绝缘涂料配方，包括以下重量组份及其份数：

纳米级二氧化硅，90份；

改性树脂，10份；

稀释剂，10-50份。

前述的基于纳米级材料的绝缘涂料配方，所述纳米级二氧化硅的粒径在 10-100纳米之间。

前述的基于纳米级材料的绝缘涂料配方，所述稀释剂为纳米材料的分散剂。

一种纳米级材料的绝缘涂料配方的制备、施工方法，包括以下步骤：

步骤(A)，用专用前处理剂清理局部放电区域；

步骤(B)，现场配制绝缘涂料:

(B1)，将纳米级二氧化硅90份和稀释剂9-45份，搅拌15分钟，搅拌速度 100-500转/min，同时，将改性树脂10份和稀释剂1-5份，搅拌15分钟，搅拌速度50-100转/min；

(B2)，将(B1)形成两种溶液混合，继续搅拌15分钟，搅拌速度100-500 转/min，静置2min，形成绝缘涂料；

步骤(C)，通过绝缘涂料对局部放电区域进行刷涂或滚涂：

(C1)，10KV以下的局部放电区域，涂刷一层绝缘涂料，绝缘涂料层的厚度在200-300微米之间；

(C2)，10KV-100KV的局部放电区域，涂刷两层绝缘涂料，每层绝缘涂料层的厚度在300-1000微米之间；

(C3)，100KV以上的局部放电区域，涂刷三层绝缘涂料，每层绝缘涂料层的厚度在1000微米以上；

步骤(D)，对涂刷每层绝缘涂料进行现场熟化，熟化温度在5-65℃之间，熟化时间在40分钟；

步骤(E)，现场熟化完成后，根据对局部放电区域国网相关要求进行耐压测试，若不符合要求，则重复步骤(C)-步骤(D)，直到满足要求。

前述的纳米级材料的绝缘涂料配方的制备、施工方法，步骤(A)，用专用前处理剂清理局部放电区域，包括以下步骤，

(A1)，在局部放电区域下方铺设防尘板或者防潮垫；

(A2)，使用毛巾或毛刷(不允许掉毛)清除局部放电区域的表面灰尘，若有锈层，用铲刀清除以及砂纸打磨，且易产生静电区域用铜铲刀处理；

(A3)，使用毛刷或抹布蘸着专用前处理剂对打磨后的局部放电区域再次清理，风干或增加烘烤工艺10分钟。

前述的纳米级材料的绝缘涂料配方的制备、施工方法，步骤(B)，现场配制绝缘涂料，根据现场局部放电区域的面积，确定每份的重量，保证5小时未使用的绝缘涂料报废处理。

前述的纳米级材料的绝缘涂料配方的制备、施工方法，步骤(C)，绝缘涂料对局部放电区域进行刷涂或滚涂的工作环境温度控制在-15-65℃之间；工作环境湿度最高至RH98％。

前述的纳米级材料的绝缘涂料配方的制备、施工方法，步骤(C)，绝缘涂料对局部放电区域时，母排接头处预留10cm，待螺丝装好后再进行涂刷，以便保证通电性能。

前述的纳米级材料的绝缘涂料配方的制备、施工方法，所述专用前处理剂是 C剂为基础，把C剂做稀释后的清洁用材料，所述C剂以2：1体积比例加入清水制作成专用前处理剂。

本发明的有益效果是：本发明的纳米级材料的绝缘涂料配方及其制备、施工方法，能够解决各种电力、电气设备、空间的绝缘防护设备使用过程中都会存在不同程度的老化存在的局部放电问题，具有良好的绝缘性能，防腐蚀，高耐候性，高憎水性，耐高低温，耐磨，高附着力，自清洁、隔热效果好的功能，整个生产施工过程无污染对人员没有危害、原料可常温储运、现场配置使用即可，环保性高，且成本低廉，无需更换任何设备，施工便捷，周期短(数个小时即可实现所需要实现的功能)，施工对坏境以及温湿度要求低(温度-15℃ --65℃；湿度98％以下)，很多场景不用对所涂刷物进行拆卸，适用环境广，具有良好的应用前景。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明的基于纳米级材料的绝缘涂料配方，包括以下重量组份及其份数：

纳米级二氧化硅90份，该纳米级二氧化硅的粒径大小为10--100纳米，经过对纳米级二氧化硅进行稳泡和惰性化处理，在此状态的二氧化硅刚性提高了约2倍，尺寸稳定性、阻隔性、阻燃性、耐磨性、耐热性均有了几何级的提升。该组份起到了绝缘涂料成型后的主要绝缘、防腐作用；

改性树脂10份，对传统树脂，通过高温、高旋转等技术，通过共混、填充、增强等技术进行改性处理，提高了拉伸性、阻燃性、抗冲击性等。另外，在改性树脂中，加入了能够与纳米二氧化硅，在短时间内进行同步沉降和分散的纳米级云母等材料，对于绝缘涂料成型后的绝缘度给与了增强；

稀释剂，10-50份，优选20份，稀释剂为纳米材料的分散剂。基于纳米材料的易抱团特性，在改性树脂的基础上进行分离提取，该分散剂在一定的旋转速度的前提下，能够按照工艺要求，控制纳米材料的分散、沉降、钝化等，使得纳米材料的整个产品中分布均匀，使得在产品大面积使用中得以性能稳定，另外，该分散剂对于绝缘涂料成型后表干时间短，产品能够迅速成膜也起到了关键作用。

本发明的基于纳米级材料的绝缘涂料配方的制备、施工方法，包括以下步骤：

步骤(A)，用专用前处理剂清理局部放电区域，包括以下步骤，

(A1)，在局部放电区域下方铺设防尘板或者防潮垫；

(A2)，使用毛巾或毛刷清除局部放电区域的表面灰尘，若有锈层，用铲刀清除以及砂纸打磨，且易产生静电区域用铜铲刀处理；

(A3)，使用毛刷或抹布蘸着专用前处理剂对打磨后的局部放电区域再次清理，风干或增加烘烤工艺10分钟，该专用前处理剂是C剂为基础，把C剂做稀释后的清洁用材料，所述C剂以2：1体积比例加入清水制作成专用前处理剂，该清洁用材料(专用前处理剂)具有高清洁功能，同时所清洁物品表面干燥时间缩短，以达到在保证施工物品表面深度清洁的同时，缩短施工时间的效果；

步骤(B)，现场配制绝缘涂料，这里根据现场局部放电区域的面积，确定每份的重量，保证5小时未使用的绝缘涂料报废处理：

(B1)，将纳米级二氧化硅90份和稀释剂9-45份(这里优选18份)，搅拌15 分钟，搅拌速度100-500转/min，同时，将改性树脂10份和稀释剂1-5份(这里优选2份)，搅拌15分钟，搅拌速度50-100转/min；这里稀释剂的分量可根据现场局部放电区域的严重程度进行调整；

(B2)，将(B1)形成两种溶液混合，继续搅拌15分钟，搅拌速度100-500 转/min，静置2min，形成绝缘涂料；

步骤(C)，通过绝缘涂料对局部放电区域进行刷涂或滚涂(还可以喷涂)：

(C1)，10KV以下的局部放电区域，涂刷一层绝缘涂料，绝缘涂料层的厚度在200-300微米之间；

(C2)，10KV-100KV的局部放电区域，涂刷两层绝缘涂料，每层绝缘涂料层的厚度在300-1000微米之间；

(C3)，100KV以上的局部放电区域，涂刷三层绝缘涂料，每层绝缘涂料层的厚度在1000微米以上；还请确定这里

步骤(D)，对涂刷每层绝缘涂料进行现场熟化，熟化温度在5-65℃之间，熟化时间在40分钟；

步骤(E)，现场熟化完成后，根据对局部放电区域国网相关要求进行耐压测试，若不符合要求，则重复步骤(C)-步骤(D)，直到满足要求。

优选的，步骤(C)，绝缘涂料对局部放电区域进行刷涂或滚涂的工作环境温度控制在-15-65℃之间；工作环境湿度最高至RH98％，绝缘涂料对局部放电区域时，母排接头处预留10cm，待螺丝装好后再进行涂刷，以便保证通电性能。

本发明的纳米级材料的绝缘涂料的环保性检测，如表1所示，

表1为纳米级材料的绝缘涂料的环保性检测

检验项目及国家标准	纳米级材料的绝缘涂料
		挥发性有机化合物含量(VOC)，g/L：≤420	21-280g/L
苯、甲苯、乙苯、二甲苯总和，mg/kg：≤300	未检出
		游离甲醛，mg/kg：≤100	11mg/kg
可溶性重金属，mg/kg：铅≤1000	未检出
		可溶性重金属，mg/k：镉≤100	未检出
可溶性重金属，mg/kg：铬≤1000	未检出
		可溶性重金属，mg/kg：汞≤1000	未检出

本发明的纳米级材料的绝缘涂料的施工便捷性统计，如表2所示，

表2为纳米级材料的绝缘涂料的施工便捷性统计

本发明的纳米级材料的绝缘涂料，施工后的特点，如下：

1、绝缘涂料自身特点

优异的绝缘性，体积电阻系

3.56×10^18Ω·cm(DL627-2018≥1.0×10^12Ω·m)；

优异的耐候性、优异的保光性和保色性、优异的耐温性；

优异的耐酸碱性(10％稀硫酸168小时不起泡，不脱落)和憎水性；

良好的耐冲击性和耐磨性(硬度6H)；

具有独特的不粘性和低磨擦性；

2、施工简便

材料适应各种局部放电区域；

很多场景不用对所涂刷物进行拆卸；

涂层薄(最低200微米即可实现良好的绝缘效果)；

施工周期短(数小时即可实现所需要实现的功能)；

施工对坏境以及温湿度要求低(温度-15℃--65℃；湿度98％以下)；

可带锈施工(底面合一，比表面积大，无应力变化)；

3、适用丰富

各种电力、电气设备；空间的绝缘防护设备。

综上所述，本发明的纳米级材料的绝缘涂料配方及其制备、施工方法，能够解决各种电力、电气设备、空间的绝缘防护设备使用过程中都会存在不同程度的老化存在的局部放电问题，具有良好的绝缘性能，防腐蚀，高耐候性，高憎水性，耐高低温，耐磨，高附着力，自清洁、隔热效果好的功能，整个生产施工过程无污染对人员没有危害、原料可常温储运、现场配置使用即可，环保性高，且成本低廉，无需更换任何设备，施工便捷，周期短(数个小时即可实现所需要实现的功能)，施工对坏境以及温湿度要求低(温度-15℃--65℃；湿度98％以下)，很多场景不用对所涂刷物进行拆卸，适用环境广，具有良好的应用前景。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.基于纳米级材料的绝缘涂料配方，其特征在于，包括以下重量组份及其份数：

纳米级二氧化硅，90份；

改性树脂，10份；

稀释剂，10-50份。

2.根据权利要求1所述的基于纳米级材料的绝缘涂料配方，其特征在于，所述纳米级二氧化硅的粒径在10-100纳米之间。

3.根据权利要求1所述的基于纳米级材料的绝缘涂料配方，其特征在于，

所述稀释剂为纳米材料的分散剂。

4.基于权利要求1-3任一项所述的纳米级材料的绝缘涂料配方的制备、施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤（A），用专用前处理剂清理局部放电区域；

步骤（B），现场配制绝缘涂料:

(B1)，将纳米级二氧化硅90份和稀释剂9-45份，搅拌15分钟，搅拌速度100-500转/min，同时，将改性树脂10份和稀释剂1-5份，搅拌15分钟，搅拌速度50-100转/min ；

（B2），将（B1）形成两种溶液混合，继续搅拌15分钟，搅拌速度100-500转/min ，静置2min，形成绝缘涂料；

步骤（C），通过绝缘涂料对局部放电区域进行刷涂或滚涂：

（C1），10KV以下的局部放电区域，涂刷一层绝缘涂料，绝缘涂料层的厚度在200-300微米之间；

（C2），10KV-100KV的局部放电区域，涂刷两层绝缘涂料，每层绝缘涂料层的厚度在300-1000微米之间；

（C3），100KV以上的局部放电区域，涂刷三层绝缘涂料，每层绝缘涂料层的厚度在1000微米以上；

步骤（D），对涂刷每层绝缘涂料进行现场熟化，熟化温度在5-65℃之间，熟化时间在40分钟；

步骤（E），现场熟化完成后，根据对局部放电区域国网相关要求进行耐压测试，若不符合要求，则重复步骤（C）-步骤（D），直到满足要求。

5.根据权利要求4所述的纳米级材料的绝缘涂料配方的制备、施工方法，其特征在于，步骤（A），用专用前处理剂清理局部放电区域，包括以下步骤，

（A1），在局部放电区域下方铺设防尘板或者防潮垫；

（A2），使用毛巾或毛刷清除局部放电区域的表面灰尘，若有锈层，用铲刀清除以及砂纸打磨，且易产生静电区域用铜铲刀处理；

（A3），使用毛刷或抹布蘸着专用前处理剂对打磨后的局部放电区域再次清理，风干或增加烘烤工艺10分钟。

6.根据权利要求4所述的纳米级材料的绝缘涂料配方的制备、施工方法，其特征在于，步骤（B），现场配制绝缘涂料，根据现场局部放电区域的面积，确定每份的重量，保证5小时未使用的绝缘涂料报废处理。

7.根据权利要求4所述的纳米级材料的绝缘涂料配方的制备、施工方法，其特征在于，步骤（C），绝缘涂料对局部放电区域进行刷涂或滚涂的工作环境温度控制在-15-65℃之间；工作环境湿度最高至RH98%。

8.根据权利要求4所述的纳米级材料的绝缘涂料配方的制备、施工方法，其特征在于，步骤（C），绝缘涂料对局部放电区域时，母排接头处预留10cm，待螺丝装好后再进行涂刷，以便保证通电性能。

9.根据权利要求5所述的纳米级材料的绝缘涂料配方的制备、施工方法，其特征在于，所述专用前处理剂是C剂为基础，把C剂做稀释后的清洁用材料，所述C剂以2：1体积比例加入清水制作成专用前处理剂。