一種防護(hù)干式空心電抗器包封開裂的涂料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種防護(hù)干式空心電抗器包封開裂的涂料，屬于戶外干式空心電抗器表面防護(hù)涂料領(lǐng)域。是由如下重量份的甲組分和乙組分組成的：甲組分：原膠：線形聚硅氧烷90~110份，補(bǔ)強(qiáng)劑：二氧化硅4~6份，乙組分：正硅酸乙酯7~9份，二月桂酸二丁基錫1.5~2.5份，有機(jī)硅偶聯(lián)劑―KH-550，6~8份，聚甲基丙烯酸丁酯樹脂7~9份；甲組分與乙組分配比為10:（2~3）。本發(fā)明具有提高干式空心電抗器的使用壽命、防止表面樹枝狀放電的發(fā)生等優(yōu)點(diǎn)，是目前較理想的防護(hù)材料。
【專利說明】一種防護(hù)干式空心電抗器包封開裂的涂料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于戶外干式空心電抗器表面防護(hù)涂料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于干式空心電抗器在戶外運(yùn)行，長期承受高電壓、冷熱、紫外線、大氣、污染等因素的復(fù)合作用。因此，其表面所涂的防護(hù)材料性能對電抗器的壽命及安全運(yùn)行有著舉足輕重的作用。目前使用的表面防護(hù)漆，在放電的作用下，表面憎水性很快消失，且不易恢復(fù)。憎水性消失后，防污性退化，表面在雨水作用下形成水膜，增加了水份的吸附性，表面劣化加速?，F(xiàn)使用的表面防護(hù)漆固化后形成的保護(hù)膜很脆，隨著包封絕緣的開裂而開裂。包封絕緣的開裂，一方面是導(dǎo)體與絕緣材料的線膨脹系數(shù)有差異，在頻繁投切和環(huán)境溫度變化影響下，發(fā)生開裂；另一方面是環(huán)氧樹脂和玻璃纖維復(fù)合材料界面空隙的存在，內(nèi)部發(fā)生放電而使包封絕緣開裂。包封絕緣發(fā)生開裂是這類產(chǎn)品本身固有的缺陷，而加強(qiáng)表面防護(hù)則是明智選擇的有效措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種防護(hù)干式空心電抗器包封開裂的涂料，以解決干式空心電抗器包封開裂的問題。
[0004]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，是由如下重量份的甲組分和乙組分組成的:
甲組分:
原膠:線形聚硅氧烷90-110份；
補(bǔ)強(qiáng)劑:二氧化硅4~6份，平均顆粒直徑為10~40 μ m,比表面積150~300m2/g ； 乙組分:
交聯(lián)劑:正硅酸乙酯7、份；
固化催化劑:二月桂酸二丁基錫1.5^2.5份；
表面處理劑:有機(jī)硅偶聯(lián)劑一 KH-550，6~8份；
增粘樹脂:聚甲基丙烯酸丁酯樹脂7、份；
甲組分與乙組分配比為10: (2^3)
本發(fā)明生產(chǎn)方法包括下列步驟:
(一)、線形聚硅氧烷通過補(bǔ)強(qiáng)劑二氧化硅進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，得到產(chǎn)品甲；
(二 )、將交聯(lián)劑正硅酸乙酯、固化催化劑二月桂酸二丁基錫、表面處理劑有機(jī)硅偶聯(lián)劑一 KH-550、增粘樹脂聚甲基丙烯酸丁酯樹脂按比例進(jìn)行混合，得到產(chǎn)品乙；
(三)、將產(chǎn)品甲和產(chǎn)品乙按重量比10: (2~3)分別進(jìn)行包裝。
[0005] 本發(fā)明開發(fā)一種即可以保持長久憎水性又富有彈性、強(qiáng)度及與本體能良好粘結(jié)的新防護(hù)膠，即有機(jī)硅橡膠膠粘劑，它是以有機(jī)硅彈性體為基料的膠粘劑，硅彈性體是一種線性的以硅-氧鍵為主鏈的高分子量橡膠態(tài)物質(zhì)，雖然硅橡膠分子間的相互作用力弱，內(nèi)聚力低，不滿足實(shí)際應(yīng)用要求，但經(jīng)過改性處理，在固化劑及催化劑的作用下使其縮合成有若干交聯(lián)點(diǎn)的彈性體，就解決了硅橡膠分子間的相互作用力弱、內(nèi)聚力低的問題。使用這種有機(jī)硅橡膠膠粘劑可提高空心電抗器包封表面的憎水性、彈性，可保持電抗器的防污性，可保持包封絕緣與環(huán)境的隔絕，就是發(fā)生包封絕緣的開裂，也會(huì)阻止污物侵入匝間絕緣，起到保護(hù)作用。從而能提高干式空心電抗器的使用壽命，防止表面樹枝狀放電的發(fā)生，提高干式空心電抗器的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是水珠在防紫外線漆表面的形態(tài)圖；
圖2是第一周期后憎水性變化圖；
圖3是每周期放電結(jié)束時(shí)憎水性變化圖；
圖4是第六周期后憎水性變化圖。
【具體實(shí)施方式】 [0007]實(shí)施例1
是由如下重量份的甲組分和乙組分組成的:
甲組分:
原膠:線形聚硅氧烷90份；
補(bǔ)強(qiáng)劑:二氧化硅4份，平均顆粒直徑為10 μ m,比表面積150m2/g ；
乙組分:
交聯(lián)劑:正硅酸乙酯7份；
固化催化劑:二月桂酸二丁基錫1.5份；
表面處理劑:有機(jī)硅偶聯(lián)劑一 KH-550，6份；
增粘樹脂:聚甲基丙烯酸丁酯樹脂7份；
甲組分與乙組分配比為10:2)
本發(fā)明生產(chǎn)方法包括下列步驟:
(一)、線形聚硅氧烷通過補(bǔ)強(qiáng)劑二氧化硅進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，得到產(chǎn)品甲；
(二 )、將交聯(lián)劑正硅酸乙酯、固化催化劑二月桂酸二丁基錫、表面處理劑有機(jī)硅偶聯(lián)劑一 KH-550、增粘樹脂聚甲基丙烯酸丁酯樹脂按比例進(jìn)行混合，得到產(chǎn)品乙；
(三)、將產(chǎn)品甲和產(chǎn)品乙按重量比10:2分別進(jìn)行包裝。
[0008]實(shí)施例2
是由如下重量份的甲組分和乙組分組成的:
甲組分:
原膠:線形聚硅氧烷100份；
補(bǔ)強(qiáng)劑:二氧化硅5份，平均顆粒直徑為25 μ m,比表面積220m2/g ；
乙組分:
交聯(lián)劑:正硅酸乙酯8份；
固化催化劑:二月桂酸二丁基錫2份；
表面處理劑:有機(jī)硅偶聯(lián)劑一 KH-550，7份；
增粘樹脂--聚甲基丙烯酸丁酯樹脂8份；甲組分與乙組分配比為10:2.5 ；
本發(fā)明生產(chǎn)方法包括下列步驟:
(一)、線形聚硅氧烷通過補(bǔ)強(qiáng)劑二氧化硅進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，得到產(chǎn)品甲；
(二 )、將交聯(lián)劑正硅酸乙酯、固化催化劑二月桂酸二丁基錫、表面處理劑有機(jī)硅偶聯(lián)劑一 KH-550、增粘樹脂聚甲基丙烯酸丁酯樹脂按比例進(jìn)行混合，得到產(chǎn)品乙；
(三)、將產(chǎn)品甲和產(chǎn)品乙按重量比10:2.5分別進(jìn)行包裝。
[0009]實(shí)施例3
是由如下重量份的甲組分和乙組分組成的:
甲組分:
原膠:線形聚硅氧烷110份；
補(bǔ)強(qiáng)劑:二氧化硅6份，平均顆粒直徑為40 μ m,比表面積300m2/g ；
乙組分: 交聯(lián)劑:正硅酸乙酯9份；
固化催化劑:二月桂酸二丁基錫2.5份；
表面處理劑:有機(jī)硅偶聯(lián)劑一 KH-550，8份；
增粘樹脂--聚甲基丙烯酸丁酯樹脂9份；
甲組分與乙組分配比為10:3;
本發(fā)明生產(chǎn)方法包括下列步驟:
(一)、線形聚硅氧烷通過補(bǔ)強(qiáng)劑二氧化硅進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，得到產(chǎn)品甲；
(二 )、將交聯(lián)劑正硅酸乙酯、固化催化劑二月桂酸二丁基錫、表面處理劑有機(jī)硅偶聯(lián)劑一 KH-550、增粘樹脂聚甲基丙烯酸丁酯樹脂按比例進(jìn)行混合，得到產(chǎn)品乙；
(三)、將產(chǎn)品甲和產(chǎn)品乙按重量比10:3分別進(jìn)行包裝。
[0010]使用時(shí)，將產(chǎn)品甲和產(chǎn)品乙按比例混在一起，用石油醚進(jìn)行稀釋后噴到干式空心電抗器包封的環(huán)氧樹脂表面，即形成嚴(yán)密的、富有彈性和憎水性等特點(diǎn)的有機(jī)硅橡膠防護(hù)膜。
[0011]本發(fā)明所用的硅橡膠分子是由硅-氧原子交替排列成主鏈的線性聚硅氧烷，根據(jù)硅原子及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)該聚硅氧烷具有良好的耐氣候性，如大多數(shù)的塑料和橡膠在自然環(huán)境的作用下會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象，即逐漸變硬、變脆或變軟發(fā)粘而不能繼續(xù)使用，硅橡膠分子是硅原子組成的主鏈有機(jī)側(cè)基上沒有雙鍵，所以，對臭氧、紫外線的作用都是穩(wěn)定的，試驗(yàn)表明在室溫下臭氧濃度為150ppm，大多數(shù)橡膠在七小時(shí)至八天即遭破壞，而硅橡膠卻沒變化，經(jīng)過十多年的大氣老化也未發(fā)現(xiàn)龜裂或發(fā)粘現(xiàn)象；具有良好的電性能，正因?yàn)楣枘z分子是非極性的，因此具有較強(qiáng)的電性能，且這些電性能不易受溫度變化和頻率變化的影響，此外由于硅橡膠分子由簡單的硅氧基重復(fù)單元構(gòu)成，表現(xiàn)了良好的疏水性和低的表面張力；具有很好的耐熱和耐寒性，這主要是由于它有類似無機(jī)硅酸鹽結(jié)構(gòu)的硅氧鍵，它的鍵能(80千卡/mol)比有機(jī)娃橡膠的碳一碳鍵的鍵能(58千卡/mol)要大很多,這就意味著要破壞娃氧鍵就需要較高的能量，如硅橡膠通過熱老化試驗(yàn)，在180°C~200°C熱輻射2~4年及在300°C下熱輻射幾天硅橡膠仍然保持足夠的抗張強(qiáng)度(40~50kg/cm2)，此外硅橡膠還具有較低的結(jié)晶溫度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，從_65°C~250°C這樣寬的溫度范圍內(nèi)保持著橡膠彈性，它是使用溫度最寬的一種彈性體。另一方面，當(dāng)溫度變化時(shí)，硅橡膠的物理和力學(xué)性能不象有機(jī)橡膠那樣急劇變化，體現(xiàn)優(yōu)越的溫度性能洞時(shí)它還有較低的粘附強(qiáng)度，這是由于在線性聚硅氧烷的螺旋狀卷曲有序結(jié)構(gòu)中，硅氧鍵的極性相互抵消，而連接在硅原子上的非極性羥基則排列在螺旋狀的硅氧烷主鏈外側(cè)，對硅氧鍵的極性起一定的屏蔽作用，因此它對各種材料的粘附強(qiáng)度都比較低。這就是硅橡膠作為膠粘劑的一大缺點(diǎn)，本發(fā)明就是通過其他手段(如橡膠本身用填料補(bǔ)強(qiáng)，用底膠處理被粘材料表面等方法)來提高膠接強(qiáng)度，滿足使用要求。
[0012]本發(fā)明所制出的對環(huán)氧樹脂表面具有很強(qiáng)粘附力的硅橡膠膠粘劑，是利用室溫固化，雙組分包裝，選擇合適的配比，制備出來的。填料和其他添加劑的配比為10: (2~3)。
[0013]本發(fā)明對硅橡膠原膠進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)，這是由于硅橡膠分子間的相互作用力弱，內(nèi)聚力低，因此來補(bǔ)強(qiáng)硅橡膠的力學(xué)性能不能滿足實(shí)際要求。配方中我們選擇的補(bǔ)強(qiáng)劑是二氧化硅(燃燒法和沉淀法)實(shí)驗(yàn)證明，燃燒法制備的二氧化硅補(bǔ)強(qiáng)效果最好，其平均顆粒直徑為10~40 μ m，比表面積在150~300m2/g。
[0014]本發(fā)明選擇的交聯(lián)劑為正硅酸乙酯，因?yàn)檎杷嵋阴サ耐檠趸c硅橡膠的羥端基反應(yīng)，通過脫醇交聯(lián)完成固化過程。
[0015]本發(fā)明選用的催化劑為二月桂酸二丁基錫。
[0016]本發(fā)明還添加了表面處理劑，為了改善硅橡膠與環(huán)氧樹脂表面的粘附性能，我們加入有機(jī)硅偶聯(lián)劑KH-550，這樣可以提高膠接強(qiáng)度。
[0017] 本發(fā)明增粘樹脂的選擇:硅樹脂是雙組分室溫固化硅橡膠膠粘劑的一種有效增粘劑，由于硅樹脂內(nèi)存在大量一 OH基，所以對一般材料有良好的膠接強(qiáng)度。但加入硅樹脂后，一般硅樹脂本身不能常溫固化，事必影響硅橡膠固化后的力學(xué)性能，為了改善硅樹脂的常溫干燥性，我們在配方中加入了聚甲基丙烯酸丁酯樹脂，這樣硅樹脂與聚酯樹脂在常溫下可以通過一 OH與一 0C4H9反應(yīng)脫醇實(shí)現(xiàn)干燥，同時(shí)由于環(huán)氧樹脂與聚酯樹脂有類似的醚鍵結(jié)構(gòu)，大大地增加了彼此的粘附性，使固化后的硅橡膠對環(huán)氧表面的粘附能力大大增強(qiáng)，從而滿足使用要求。
[0018]本發(fā)明溶劑的選擇:為了滿足工藝要求，我們選擇了價(jià)廉適用的石油醚作為稀釋介質(zhì)。用石油醚進(jìn)行稀釋后噴到干式空心電抗器包封的環(huán)氧樹脂表面，即形成嚴(yán)密的、富有彈性和憎水性等特點(diǎn)的有機(jī)硅橡膠防護(hù)膜。
[0019]實(shí)驗(yàn)例:
對所配得的干式空心電抗器表面防護(hù)膠進(jìn)行了性能試驗(yàn)和嚴(yán)酷工作條件下的模型試驗(yàn)。通過各種檢測手段，發(fā)現(xiàn)該膠涂層對環(huán)氧樹脂表面有較強(qiáng)的粘附力，其擊穿強(qiáng)度為:14.96kV/mm，體積電阻率為:8.7X 1013，表面電阻率為:7.05X 1015，相對介電系數(shù)為:
2.234，介質(zhì)損耗角正切為:2.555%，均好于涂膠前及涂RTV (防污閃涂料)的值。為檢驗(yàn)新舊防護(hù)膠憎水性及防污性的差異。進(jìn)行了相應(yīng)的對比試驗(yàn)，具體方法:在兩塊玻璃板表面分別均勻涂抹一層防紫外線漆A與新制備的防護(hù)膠B，厚度為1mm ;絕緣墊塊厚度控制在3mnT3.5mm ;在電極兩端加IOkV電壓。一段時(shí)間后降壓取出試樣，分別測量兩種材料的憎水性，并如此循環(huán)，以加壓3小時(shí)為一個(gè)周期。憎水性測量，玻璃板傾角α=60°，測量水滴的接觸角Θ。如圖1所示(在未加電壓之前測得防紫外線漆Α、Β的Θ角分別為40°、60°。)第一周期后漆A與漆B的憎水性變化如圖2所示；每周期放電剛結(jié)束漆A與漆B的憎水性變化如圖3所示；連續(xù)6個(gè)周期后漆A與漆B的憎水性變化如圖4所示。[0020]從圖中可得出，第一個(gè)放電周期后兩種防護(hù)漆的憎水性有所下降，但很快又完成了自我恢復(fù)；同時(shí)隨著放電周期的延長，兩種漆的憎水性都在下降，當(dāng)放電達(dá)到4個(gè)周期后兩種漆的憎水性幾乎為零，但當(dāng)停止放電后，漆B又很快恢復(fù)了良好的憎水性，而漆A經(jīng)過很長時(shí)間后其憎水性沒有變化，從而說明，防護(hù)漆B不僅放電前其憎水性優(yōu)越于防護(hù)漆A，在經(jīng)過數(shù)次放電后，防護(hù)漆B的憎水性還具有較好的自恢復(fù)性能。因此，可以說本發(fā)明的這種新型干式空心電抗器表面防護(hù)漆具有提高干式空心電抗器的使用壽命、防止表面樹枝狀放電的發(fā)生等 優(yōu)點(diǎn)，是目前較理想的防護(hù)材料。
【權(quán)利要求】
1.一種防護(hù)干式空心電抗器包封開裂的涂料，是由如下重量份的甲組分和乙組分組成的: 甲組分: 原膠:線形聚硅氧烷90-110份； 補(bǔ)強(qiáng)劑:二氧化硅4~6份，平均顆粒直徑為10~40 μ m,比表面積150~300m2/g ； 乙組分: 交聯(lián)劑:正硅酸乙酯7、份； 固化催化劑:二月桂酸二丁基錫1.5^2.5份； 表面處理劑:有機(jī)硅偶聯(lián)劑一 KH-550，6~8份； 增粘樹脂:聚甲基丙烯酸丁酯樹脂7、份； 甲組分與乙組分配比為10: (2~3)。
2.如權(quán)利要求1所述一種防護(hù)干式空心電抗器包封開裂的涂料的生產(chǎn)方法，包括下列步驟: (一)、線形聚硅氧烷通過補(bǔ)強(qiáng)劑二氧化硅進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，得到產(chǎn)品甲； (二 )、將交聯(lián)劑正硅酸乙酯、固化催化劑二月桂酸二丁基錫、表面處理劑有機(jī)硅偶聯(lián)劑一 KH-550、增粘樹脂聚甲基丙烯酸丁酯樹脂按比例進(jìn)行混合，得到產(chǎn)品乙； (三)、將產(chǎn)品甲和產(chǎn)品乙按重量比10: (2~3)分別進(jìn)行包裝。
【文檔編號】C09D183/04GK104017486SQ201410213004
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】敖明, 張春豐, 朱大銘 申請人:吉林省電力科學(xué)研究院有限公司, 國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)吉林省電力有限公司, 國家電網(wǎng)公司