CN116948486A - 一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于绝缘涂料领域，具体涉及一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料，按质量份数计，包括以下组分：50‑80份环氧树脂，聚二甲基硅氧烷5‑15份，10‑20份的纳米材料，10‑20份的多晶硅，8‑15份耐候氧化物，10‑15份紫外线屏蔽剂，1‑3份稳定剂，2‑4份分散剂，1‑2份流平剂，0.05‑0.5份引发剂，15‑30份二缩三丙二醇双丙烯酸酯，所述环氧树脂的环氧值为0.25‑0.50mol/100g，所述聚二甲基硅氧烷的粘度为1000‑10000cs。本发明提供了一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料，该绝缘涂料通过特殊的组分配比及使用方法，与各种材质的电力设备均有较好的结合性，绝缘性高，耐候性和导热性好。

Description

一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料及使用方法

技术领域

本发明属于绝缘涂料领域，具体涉及一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料及使用方法。

背景技术

变电站和换流站中低压侧绝缘化包覆套、架空绝缘导线、电力电缆和光缆的外护套在长期运行中，因气候老化、介质腐蚀、受潮劣化、微生物及污秽降解和外力破损等因素会出现硬化开裂、损伤起皮、水化溶胀，因此会采用电力设备用自固化绝缘涂料涂抹于设备表面，起到延长使用寿命的作用。

但是电力设备的种类较多，设备外套的材质也各不相同，包括交联聚乙烯、尼龙、金属、陶瓷等各种材料，目前市售的绝缘涂料多为针对某一种材质的设备外套，无法同时与多种材质具有良好的结合性，电力企业在进行绝缘涂料的采购时需要购买多种绝缘涂料。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料，该绝缘涂料通过特殊的组分配比及使用方法，与各种材质的电力设备均有较好的结合性，电力企业无需购买多钟绝缘材料。

本发明采用的具体技术方案是：

一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料，按质量份数计，包括以下组分：50-80份环氧树脂，聚二甲基硅氧烷5-15份，10-20份的纳米材料，10-20份的多晶硅，8-15份耐候氧化物，10-15份紫外线屏蔽剂，1-3份稳定剂，2-4份分散剂，1-2份流平剂，0.05-0.5份引发剂，15-30份二缩三丙二醇双丙烯酸酯；

其中，所述环氧树脂的环氧值为0.25-0.50mol/100g，所述聚二甲基硅氧烷的粘度为1000-10000cs。

进一步的，所述纳米材料包括纳米氧化铝、纳米二氧化硅、碳纳米管中的一种或多种。

进一步的，所述耐候氧化物包括氧化锆、氧化铝、氧化铁中的一种或多种。

进一步的，所述紫外线屏蔽剂包括钛白粉、滑石粉、陶土粉中的一种或多种。

所述流平剂包括氟改性丙烯酸酯、聚醚改性硅油中的一种或两种。

所述引发剂包括二苯基碘鎓六氟磷酸盐或三苯基氯化硫鎓盐。

基于上述的一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料的制备方法，包括以下步骤：

A、根据绝缘涂料组分的质量份数称取各组分备用；

B、将纳米材料、多晶硅、耐候氧化物、紫外线屏蔽剂、稳定剂、分散剂、流平剂、加入至二缩三丙二醇双丙烯酸酯中，用分散均质机分散10-15分钟，超声处理5-8分钟，以分散和超声为一个周期，反复处理3-5个周期，得到分散液；

C、将步骤B中制得的分散液与环氧树脂和聚二甲基硅氧烷混合，搅拌均匀后，采用步骤B中高速分散与超声交替处理的方法，处理3-5个周期，过滤后得到绝缘涂料。

进一步的，步骤B中所述分散时的温度控制在40-60℃。

进一步的，步骤B中所述分散的转速为1000-3000r/min。

进一步的，步骤B中所述过滤为将涂料过滤至粒径小于等于25μm。

基于上述的一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料的使用方法，包括以下步骤：

a、对待喷涂电力设备进行清洗并干燥，若待喷涂电力设备或其绝缘子表面涂覆有保护性油膏，将该保护性油膏清除，清洗过程中不应使用表面活化剂等具有脱模作用的清洗剂；

b、喷涂过程中非喷涂设备采用专用包布包裹保护；

c、喷涂时采用中压喷涂枪头，使涂料呈扇形喷出并附着在待喷涂电力设备上，喷嘴与涂覆面保持20-30cm；

d、喷涂时围绕待喷涂电力设备旋转进行。

本发明的有益效果是：

1、本发明中，利用了二缩三丙二醇双丙烯酸酯将各组分溶于特定环氧值的环氧树脂中，为了增加绝缘涂料的黏度，提高与各种材质电力设备之间的附着力，该绝缘涂料不含挥发性溶剂，为无溶剂绝缘涂料，但是涂料体系黏度大，为了保证各组分之间能够混合均匀并相容，添加了二缩三丙二醇双丙烯酸酯，二缩三丙二醇双丙烯酸酯与分散剂、流平剂相配合，利用二缩三丙二醇双丙烯酸酯对各组分进行分散，同时二缩三丙二醇双丙烯酸酯可以参加环氧树脂的固化反应，成为网格结构的一部分，还能够起到增韧作用，减少涂层表面的开裂，该绝缘涂料在引发剂作用下自固化的方式，与各种材质的设备粘接良好，并且最大程度的降低了VOCs含量，更为环保。

2、现有技术中，添加纳米材料与多晶硅主要是为了利用纳米材料的高强度、高导热性以及多晶硅的高导热率与低热阻，从而提高绝缘涂料的硬度、导热性与阻燃性，但是本发明中通过同时添加纳米材料、多晶硅，利用二者粒径的不同，使其在涂料表面均匀交错分布，形成了呈迷宫式错落结构的保护膜，提高了疏水性，增加了防水、耐水性，提高了涂料的耐候性能。

3、本发明通过添加耐候氧化物，可以在涂料表面形成一层钝化膜，有效的抑制涂层表面的腐蚀，从而延缓涂层的老化，耐候氧化物不仅能够能够提高涂料的耐腐蚀性和耐侯性，同时由于绝缘涂料为无溶剂绝缘涂料，其粘度较高，因此导致其涂层较厚，容易出现开裂的问题，而耐候氧化物为金属氧化物，具有优良的韧性，能够提高绝缘料的韧性，可以减少绝缘涂料表面开裂情况的出现，另外耐候氧化物还具有很强的硬度和耐蚀性，可以有效的增加涂料的硬度和耐磨性。

4、本发明中，对绝缘涂料的使用方法进行了要求，由于本发明中的绝缘涂料与各种材质的电力设备结合良好，因此将原保护膜清除干净，让绝缘涂料直接附着于电力设备上，避免保护膜脱离电力设备导致绝缘涂层的损坏，保证20-30cm的喷涂距离可以更好的控制膜层厚度，使整个电力设备的膜层厚度均匀，表面平整，对电力设备旋转进行喷涂可以保证每个保护面受料均匀，防止流挂、漏涂、堆积等情况的发生。

5、本发明中对绝缘涂料的制备方法进行了参数限定，由于该涂料体系粘度较大，因此需要以大于1000r/min的转速分散10min，并重复进行多个周期，保证各组分能够均匀混合，但是各组分密度不同，过大的转速或分散时间会导致各组分出现分层，从而导致涂料性能下降。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

A、称取60份环氧树脂，聚二甲基硅氧烷10份，12份的纳米材料，15份的多晶硅，10份耐候氧化物，12份紫外线屏蔽剂，2份稳定剂，3份分散剂，1.5份流平剂，引发剂0.1份，18份二缩三丙二醇双丙烯酸酯，

其中，环氧树脂为环氧值为0.38mol/100g，聚二甲基硅氧烷的粘度为5000cs，纳米材料为纳米氧化铝，所述耐候氧化物为氧化铝，所述紫外线屏蔽剂为钛白粉，所述流平剂为氟改性丙烯酸酯，所述引发剂为二苯基碘鎓六氟磷酸盐；

B、将纳米材料、多晶硅、耐候氧化物、紫外线屏蔽剂、稳定剂、分散剂、流平剂、引发剂加入至二缩三丙二醇双丙烯酸酯中，用分散均质机在50℃下1200r/min转速分散12分钟，超声处理6分钟，以分散和超声为一个周期，反复处理4个周期，得到分散液；

C、将步骤B中制得的分散液与环氧树脂混合，搅拌均匀后，采用步骤B中高速分散与超声交替处理的方法，处理4个周期，过滤至粒径小于等于25μm后得到绝缘涂料。

实施例2

A、称取50份环氧树脂，聚二甲基硅氧烷5份，10份的纳米材料，10份的多晶硅，8份耐候氧化物，10份紫外线屏蔽剂，1份稳定剂，2份分散剂，1份流平剂，引发剂0.05份，15份二缩三丙二醇双丙烯酸酯，

其中，环氧树脂为环氧值为0.50mol/100g，聚二甲基硅氧烷的粘度为1000cs，纳米材料为纳米氧化二氧化硅，所述耐候氧化物为氧化鋯，所述紫外线屏蔽剂为滑石粉，所述流平剂为聚醚改性硅油，所述引发剂为三苯基氯化硫鎓盐；

B、将纳米材料、多晶硅、耐候氧化物、紫外线屏蔽剂、稳定剂、分散剂、流平剂、引发剂加入至二缩三丙二醇双丙烯酸酯中，用分散均质机在40摄氏度下1000r/min转速分散10分钟，超声处理5分钟，以分散和超声为一个周期，反复处理3个周期，得到分散液；

C、将步骤B中制得的分散液与环氧树脂混合，搅拌均匀后，采用步骤B中高速分散与超声交替处理的方法，处理4个周期，过滤至粒径小于等于25μm后得到绝缘涂料。

实施例3

A、称取80份环氧树脂，聚二甲基硅氧烷15份、20份的纳米材料，20份的多晶硅，15份耐候氧化物，15份紫外线屏蔽剂，3份稳定剂，4份分散剂，2份流平剂，引发剂0.5份，20份二缩三丙二醇双丙烯酸酯，

其中，环氧树脂为环氧值为0.25mol/100g，聚二甲基硅氧烷的粘度为1000cs，纳米材料为碳纳米管，所述耐候氧化物为氧化铁，所述紫外线屏蔽剂为陶土粉，所述流平剂为氟改性丙烯酸酯，所述引发剂为二苯基碘鎓六氟磷酸盐；

B、将纳米材料、多晶硅、耐候氧化物、紫外线屏蔽剂、稳定剂、分散剂、流平剂、引发剂加入至二缩三丙二醇双丙烯酸酯中，用分散均质机在60摄氏度下1500r/min转速分散15分钟，超声处理8分钟，以分散和超声为一个周期，反复处理5个周期，得到分散液；

C、将步骤B中制得的分散液与环氧树脂混合，搅拌均匀后，采用步骤B中高速分散与超声交替处理的方法，处理5个周期，过滤至粒径小于等于25μm后得到绝缘涂料。

对比例1

对比例1与实施例1的区别仅在于，对比例1中采用水代替三缩丙二醇双丙烯酸酯；

A、称取60份环氧树脂，聚二甲基硅氧烷10份，12份的纳米材料，15份的多晶硅，10份耐候氧化物，12份紫外线屏蔽剂，2份稳定剂，3份分散剂，1.5份流平剂，引发剂0.1份，45份水，

其中，环氧树脂为环氧值为0.38mol/100g，聚二甲基硅氧烷的粘度为5000cs，纳米材料为纳米氧化铝，所述耐候氧化物为氧化铝，所述紫外线屏蔽剂为钛白粉，所述流平剂为氟改性丙烯酸酯，所述引发剂为二苯基碘鎓六氟磷酸盐；

B、将纳米材料、多晶硅、耐候氧化物、紫外线屏蔽剂、稳定剂、分散剂、流平剂、引发剂加入至水中，用分散均质机在50℃下1200r/min转速分散12分钟，超声处理6分钟，以分散和超声为一个周期，反复处理4个周期，得到分散液；

C、将步骤B中制得的分散液与环氧树脂混合，搅拌均匀后，采用步骤B中高速分散与超声交替处理的方法，处理4个周期，过滤至粒径小于等于25μm后得到绝缘涂料。

对比例2

对比例2与实施例1的区别仅在于，对比例2中不含纳米材料。

对比例3

对比例3与实施例1的区别仅在于，对比例3中不含多晶硅。

二、性能测试

将实施例及对比例中制备的绝缘涂料进行性能检测，其中附着力采用划格法分别在交联聚乙烯、尼龙、金属、陶瓷、玻璃材质的基材上进行试验，实验结果取平均值，检测结果表1。

表1

表1为实施例1-3及对比例1-3中的绝缘涂料进行性能测试的结果，由检测结果可知，本发明中制备的绝缘涂料绝缘性能、耐候性、导热性、阻燃性等均较好，均符合或优于国家标准要求。

由实施例1及对比例1可以看出，采用水代替二缩三丙二醇双丙烯酸酯制备的水性绝缘涂料性能较差，尤其在附着力上，与本发明中的绝缘涂料差距较大，水性绝缘涂料在交联聚乙烯和尼龙上具有较好的附着力，但是在金属和陶瓷上呈现的附着力较差，而本发明的绝缘涂料在交联聚乙烯、尼龙、金属、陶瓷材质的电力设备上粘结均十分牢固，附着力均为0级。

由实施例1及对比例2和对比例3可以看出，实施例1中通过多晶硅的纳米材料的共同作用，在涂料表面交错分布，形成了致密的保护膜，阻碍水等腐蚀物沿缝隙破涂膜内部结构，从而提高了涂料的耐候性能。

Claims (10)

1.一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料，其特征在于，按质量份数计，包括以下组分：50-80份环氧树脂，5-15份聚二甲基硅氧烷，10-20份的纳米材料，10-20份的多晶硅，8-15份耐候氧化物，10-15份紫外线屏蔽剂，1-3份稳定剂，2-4份分散剂，1-2份流平剂，0.05-0.5份引发剂，15-30份二缩三丙二醇双丙烯酸酯；

其中，所述环氧树脂的环氧值为0.25-0.50mol/100g，所述聚二甲基硅氧烷的粘度为1000-10000cs。

2.根据权利要求1所述的一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料，其特征在于，所述纳米材料包括纳米氧化铝、纳米二氧化硅、碳纳米管中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料，其特征在于，所述耐候氧化物包括氧化锆、氧化铝、氧化铁中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料，其特征在于，所述紫外线屏蔽剂包括钛白粉、滑石粉、陶土粉中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料，其特征在于，所述流平剂包括氟改性丙烯酸酯、聚醚改性硅油中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料，其特征在于，所述引发剂包括二苯基碘鎓六氟磷酸盐或三苯基氯化硫鎓盐。

7.基于权利要求1所述的一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、根据绝缘涂料组分的质量份数称取各组分备用；

B、将纳米材料、多晶硅、耐候氧化物、紫外线屏蔽剂、稳定剂、分散剂、流平剂、加入至二缩三丙二醇双丙烯酸酯中，用分散均质机分散10-15分钟，超声处理5-8分钟，以分散和超声为一个周期，反复处理3-5个周期，得到分散液；

C、将步骤B中制得的分散液与环氧树脂和聚二甲基硅氧烷混合，搅拌均匀后，采用步骤B中高速分散与超声交替处理的方法，处理3-5个周期，过滤后得到绝缘涂料。

8.根据权利要求7所述的一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料的制备方法，其特征在于，步骤B中所述分散时的温度控制在40-60℃。

9.根据权利要求7所述的一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料的制备方法，其特征在于，步骤B中所述分散的转速为1000-3000r/min。

10.基于权利要求1所述的一种电力设备用耐候导热自固化绝缘涂料的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步骤：

a、对待喷涂电力设备进行清洗并干燥，若待喷涂电力设备或其绝缘子表面涂覆有保护性油膏，将该保护性油膏清除，清洗过程中不应使用表面活化剂等具有脱模作用的清洗剂；

b、喷涂过程中非喷涂设备采用专用包布包裹保护；

c、喷涂时采用中压喷涂枪头，使涂料呈扇形喷出并附着在待喷涂电力设备上，喷嘴与涂覆面保持20-30cm；

d、喷涂时围绕待喷涂电力设备旋转进行。