專利名稱：一種提高樹脂基復(fù)合材料芯棒耐候性的涂料及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輸電線路架空導(dǎo)線技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種增強(qiáng)樹脂基復(fù)合芯棒耐候性的涂料及方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)電力的需求持續(xù)增長(zhǎng)，因此需要不斷增大輸送線路的輸送容量。傳統(tǒng)架空導(dǎo)線采用鋼芯鋁絞線，由于采用鋼芯作為加強(qiáng)芯，其具有重量大、熱膨脹系數(shù)高、強(qiáng)度低等缺點(diǎn)，在提高線路輸送容量時(shí)，會(huì)帶來(lái)弧垂大等安全問(wèn)題。因此國(guó)內(nèi)外開發(fā)了一種纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合芯軟型鋁絞線。所述纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料為以樹脂為基體，以纖維或其織物為增強(qiáng)體的復(fù)合材料。由于纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料芯棒具有強(qiáng)度大、耐高溫、線膨脹系數(shù)小，重量輕的特點(diǎn)，將其作為導(dǎo)線加強(qiáng)芯時(shí)有·利于改善導(dǎo)線的弧垂特性，因而采用纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料芯棒制造的復(fù)合芯導(dǎo)線與同結(jié)構(gòu)鋼芯鋁絞線相比線路的輸送能力能大幅提高，同時(shí)有效降低線路弧垂，提高安全系數(shù)。但是由于芯棒外層采用樹脂層包覆，而樹脂材料的特性決定了其在高溫環(huán)境下會(huì)熱老化，同時(shí)外界環(huán)境中的紫外線會(huì)使其分解，大大降低了復(fù)合芯棒的壽命，給輸電線路帶來(lái)了很大的安全隱患。這使得用戶在使用該新型導(dǎo)線時(shí)有很多顧慮。因此必須提高芯棒的耐候性能，傳統(tǒng)的辦法是通過(guò)提高樹脂基體性能，添加一定抗老化添加劑提高其耐候性能，但是會(huì)帶來(lái)樹脂成本提高，加工性能降低等缺點(diǎn)，最終影響到芯棒的成本，進(jìn)而使整個(gè)導(dǎo)線的成本增加。因此有必要在不提高現(xiàn)有芯棒用樹脂成本和加工成本前天下，解決芯棒的耐候性問(wèn)題，具有重大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能夠提聞樹脂基復(fù)合材料芯棒耐候性的涂料，以及用該涂料提高樹脂基復(fù)合材料芯棒耐候性的方法。本發(fā)明第一方面公開了一種提高樹脂基復(fù)合材料芯棒耐候性的涂料，所述涂料包括如下重量百分比的組分氟碳樹脂40 70%與氟碳樹脂相溶的有機(jī)溶劑20 40%固化劑5 25%。較優(yōu)的，所述涂料包括如下重量百分比的組分氟碳樹脂50 60%與氟碳樹脂相溶的有機(jī)溶劑25 35%固化劑10 20%。較優(yōu)的，所述氟碳樹脂為PEVE氟碳樹脂。更優(yōu)的，所述PEVE氟碳樹脂由含氟單體與烷基乙烯醚共聚獲得。進(jìn)一步的，所述含氟單體與烷基乙烯醚的質(zhì)量比為4 6 :1。
最優(yōu)的，所述含氟單體為三氟氯乙烯。較優(yōu)的，所述與氟碳樹脂相溶的有機(jī)溶劑選自乙酸丁酯、乙酸乙酯、甲基異丁基酮
或丙二醇甲醚乙酸酯。較優(yōu)的，所述固化劑選自六亞甲基二異氰酸酯縮二脲、六亞甲基二異氰酸酯三聚體或異佛爾酮二單氰酸酯。最優(yōu)的，所述固化劑為六亞甲基二異氰酸酯縮二脲。本發(fā)明第二方面公開了前述提高樹脂基復(fù)合材料芯棒耐候性的涂料的制備方法，步驟為I)將氟碳樹脂和與氟碳樹脂相溶的有機(jī)溶劑按比例混合、分散均勻，然后將分散 均勻的混合物進(jìn)行研磨，獲得氟碳樹脂分散液；2)向上一步的氟碳樹脂分散液中按比例加入固化劑，充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆?，獲得涂料。較優(yōu)的，步驟I)氟碳樹脂及有機(jī)溶劑的混合、分散采用高速分散機(jī)分散5 15min。更優(yōu)的,采用高速分散機(jī)分散lOmin。較優(yōu)的，步驟I)獲得的氟碳樹脂分散液細(xì)度達(dá)20 40 y m。最優(yōu)的，氟碳樹脂分散液細(xì)度達(dá)30 u m。較優(yōu)的，步驟2)向氟碳樹脂分散液中加入固化劑后，經(jīng)高速分散機(jī)充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆颉１景l(fā)明第三方面公開了一種提高樹脂基復(fù)合材料芯棒耐候性的方法，為用本發(fā)明的涂料噴涂到樹脂基復(fù)合材料芯棒外表面形成涂料層；烘干涂料層。較優(yōu)的，所述噴涂為采用壓縮空氣對(duì)涂料進(jìn)行噴涂。較優(yōu)的，所述噴涂速度為0. 5 I. 2m/min ;最優(yōu)的,所述噴涂速度為lm/min。較優(yōu)的，所述涂料層厚度為30 40 ii m。較優(yōu)的，所述烘干溫度為30 50°C。較優(yōu)的，在將涂料噴涂到樹脂基復(fù)合芯棒外表面之前，對(duì)芯棒進(jìn)行清理，除去芯棒表面污潰。更優(yōu)的，采用乙醇(酒精)對(duì)芯棒進(jìn)行清理。在樹脂基復(fù)合材料芯棒外表面形成涂料層并將涂料層烘干后，將芯棒包裝上盤，獲得耐候性改進(jìn)的樹脂基復(fù)合材料芯棒。本發(fā)明第四方面公開了前述涂料在提高樹脂基復(fù)合材料芯棒耐候性中的應(yīng)用。較優(yōu)的，所述耐候性包括耐熱性和抗紫外性能。本發(fā)明第五方面公開了一種耐候性改進(jìn)的樹脂基復(fù)合材料芯棒，包括樹脂基復(fù)合材料內(nèi)芯、樹脂層，還包括本發(fā)明所述的涂料構(gòu)成的涂料層；所述樹脂基復(fù)合材料內(nèi)芯設(shè)置于所述樹脂層內(nèi)部，所述涂料層包裹于所述樹脂層的外部。較優(yōu)的，所述樹脂層為環(huán)氧樹脂層。更優(yōu)的，所述樹脂層為酚醛環(huán)氧樹脂層或乙烯基環(huán)氧樹脂層。通過(guò)本發(fā)明氟碳基涂料及本發(fā)明方法對(duì)芯棒進(jìn)行處理后，能夠顯著提高復(fù)合芯棒的耐候性能；并且本發(fā)明的氟碳基涂料及方法成本低廉、能與現(xiàn)有的芯棒生產(chǎn)線進(jìn)行匹配，不影響原芯棒生產(chǎn)線效率，適用于高品質(zhì)芯棒的工業(yè)化生產(chǎn)，制備耐候性能好，能夠滿足相關(guān)廣品標(biāo)準(zhǔn)要求的聞耐候性芯棒。


圖I :本發(fā)明方法制備的纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料芯棒的結(jié)構(gòu)示意圖(I.內(nèi)芯
2.樹脂層3.涂料層)圖2 :芯棒抗紫外線老化性能結(jié)果圖(a.空白對(duì)照b.對(duì)照組c.實(shí)驗(yàn)組)
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型，應(yīng)理解，實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。實(shí)施例I·
I.實(shí)驗(yàn)材料A. PEVE氟碳樹脂，購(gòu)自上海衡峰氟碳材料有限公司B.芯棒內(nèi)芯由體積比為30%碳纖維、50%玻璃纖維以及20%改進(jìn)型環(huán)氧樹脂(購(gòu)自美國(guó)亨斯曼公司)組成；芯棒外層樹脂層的樹脂基體為改進(jìn)型環(huán)氧樹脂(購(gòu)自美國(guó)亨斯曼公司)；記為Cl。2.實(shí)驗(yàn)方法I)將PEVE氟碳樹脂和乙酸丁酯按1:1的質(zhì)量比混合并用高速分散機(jī)分散約IOmin,然后將混合物經(jīng)砂磨機(jī)研磨至細(xì)度達(dá)30 u m,得到氟碳樹脂分散液。2)將以上制得的氟碳樹脂分散液按4:1的質(zhì)量比加入六亞甲基二異氰酸酯縮二脲，經(jīng)高速分散機(jī)充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆?，可制得氟碳基涂料?)通過(guò)乙醇(酒精)對(duì)芯棒Cl進(jìn)行清洗，去除其表面污潰等。4)利用壓縮空氣將涂料噴涂在芯棒Cl上，速度為lm/min，涂料層厚度為30 u m。5)在30°C對(duì)芯棒進(jìn)行烘干。6)將烘干后的芯棒進(jìn)行包裝上盤，獲得耐候性改進(jìn)的樹脂基復(fù)合材料芯棒記作SI。實(shí)施例2I.實(shí)驗(yàn)材料A. PEVE氟碳樹脂，同實(shí)施例I。B.芯棒內(nèi)芯由體積比為30%碳纖維、50%芳族聚酰胺纖維以及20%乙烯基環(huán)氧樹脂(購(gòu)自上海合成樹脂研究所)；芯棒外層樹脂層基體為乙烯基環(huán)氧樹脂；記為C2。2.實(shí)驗(yàn)方法I)將PEVE氟碳樹脂和乙酸乙酯按7:2的質(zhì)量比混合并用高速分散機(jī)分散約15min,然后將混合物經(jīng)砂磨機(jī)研磨至細(xì)度達(dá)40 u m，得到氟碳樹脂分散液。2)將以上制得的氟碳樹脂分散液按9:1的質(zhì)量比加入六亞甲基二異氰酸酯縮二脲，經(jīng)高速分散機(jī)充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆颍芍频梅蓟苛稀?)通過(guò)乙醇(酒精)對(duì)芯棒C2進(jìn)行清洗，去除其表面污潰等。4)利用壓縮空氣將涂料噴涂在芯棒C2上，速度為0. 5m/min,涂料層厚度約為35 u m0
5)在40°C范圍內(nèi)對(duì)芯棒進(jìn)行烘干。6)將烘干后的芯棒進(jìn)行包裝上盤，記作S2。實(shí)施例3I.實(shí)驗(yàn)材料A. PEVE氟碳樹脂，同實(shí)施例I。B.芯棒內(nèi)芯由體積比為35%碳纖維、45%玻璃纖維以及20%酚醛基環(huán)氧樹脂(購(gòu)自上海新華樹脂廠)組成；芯棒外層樹脂層基體為酚醛基環(huán)氧樹脂；記為C3。2.實(shí)驗(yàn)方法
I)將PEVE氟碳樹脂和甲基異丁基酮按12:7的質(zhì)量比混合并用高速分散機(jī)分散約15min,然后將混合物經(jīng)砂磨機(jī)研磨至細(xì)度達(dá)20 u m，得到氟碳樹脂分散液。2)將以上制得的氟碳樹脂分散液按19 1的質(zhì)量比加入六亞甲基二異氰酸酯三聚體，經(jīng)高速分散機(jī)充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆颍芍频梅蓟苛稀?)通過(guò)乙醇(酒精)對(duì)芯棒C3進(jìn)行清洗，去除其表面污潰等。4)利用壓縮空氣將涂料噴涂在芯棒C3上，速度為1.2m/min，涂料層厚度約為40 u m05)在50°C范圍內(nèi)對(duì)芯棒進(jìn)行烘干。6)將烘干后的芯棒進(jìn)行包裝上盤，記作S3。實(shí)施例4I.實(shí)驗(yàn)材料A. PEVE氟碳樹脂，同實(shí)施例I。B.芯棒內(nèi)芯由體積比為35%碳纖維、45%芳族聚酰胺纖維以及20%酚醛基環(huán)氧樹脂(購(gòu)自上海新華樹脂廠)；芯棒外層樹脂層基體為酚醛基環(huán)氧樹脂；記為C4。2.實(shí)驗(yàn)方法I)將PEVE氟碳樹脂和丙二醇甲醚乙酸酯按2:1的質(zhì)量比混合并用高速分散機(jī)分散約5min，然后將混合物經(jīng)砂磨機(jī)研磨至細(xì)度達(dá)30 u m，得到氟碳樹脂分散液。2)將以上制得的氟碳樹脂分散液按3 :1加入異佛爾酮二單氰酸酯，經(jīng)高速分散機(jī)充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆颍芍频梅蓟苛稀?)通過(guò)乙醇(酒精)對(duì)芯棒C4進(jìn)行清洗，去除其表面污潰等。4)利用壓縮空氣將涂料噴涂在芯棒C4上，速度為lm/min，涂料層厚度約為35 U m。5)在30°C范圍內(nèi)對(duì)芯棒進(jìn)行烘干。6)將烘干后的芯棒進(jìn)行包裝上盤，記作S4。實(shí)施例5I.實(shí)驗(yàn)對(duì)象 對(duì)實(shí)施例1-4制備的噴涂有提高材料耐候性涂料的樹脂基復(fù)合材料芯棒S1-S4的耐熱性能和抗紫外線性能進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下2.檢測(cè)方法及數(shù)據(jù)2. I芯棒耐熱老化性2. I. I檢測(cè)方法I)原始抗拉強(qiáng)度對(duì)待檢測(cè)芯棒(S1-S4)不做任何處理，取合適長(zhǎng)度試樣，兩端做好端頭，處理好的端頭能牢固的固定在拉力機(jī)上，確保在軸向拉伸試驗(yàn)中試樣不滑落，同時(shí)試樣有效拉伸長(zhǎng)度應(yīng)不小于70 D。試驗(yàn)中保證試樣的縱軸線與拉伸的中線重合。拉伸速度應(yīng)取為lmm/min 6mm/min,檢測(cè)芯棒強(qiáng)度。2)高溫抗拉強(qiáng)度將芯棒(S1-S4)在190°C溫度下放置400h后，取合適長(zhǎng)度試樣，兩端做好端頭，處理好的端頭能牢固的固定在拉力機(jī)上，確保在軸向拉伸試驗(yàn)中試樣不滑落，同時(shí)試樣有效拉伸長(zhǎng)度應(yīng)不小于70D。試驗(yàn)中保證試樣的縱軸線與拉伸的中線重合。拉伸速度應(yīng)取為lmm/min 6mm/min,檢測(cè)芯棒強(qiáng)度。3)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)對(duì)象的高溫抗拉強(qiáng)度不低于其標(biāo)稱強(qiáng)度的95%為合格。2. I. 2檢測(cè)結(jié)果表I芯棒耐熱老化實(shí)驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種提高樹脂基復(fù)合材料芯棒耐候性的涂料，其特征在于，所述涂料包括如下重量百分比的組分 氟碳樹脂40 70% 與氟碳樹脂相溶的有機(jī)溶劑 20 40% 固化劑5 25%。
2.如權(quán)利要求I所述的涂料，其特征在于，所述涂料包括如下重量百分比的組分 氟碳樹脂50 60% 與氟碳樹脂相溶的有機(jī)溶劑 25 35% 固化劑10 20%。
3.如權(quán)利要求I所述的涂料，其特征在于，所述氟碳樹脂為PEVE氟碳樹脂。
4.如權(quán)利要求I所述的涂料，其特征在于，所述與氟碳樹脂相溶的有機(jī)溶劑選自乙酸丁酯、乙酸乙酯、甲基異丁基酮或丙二醇甲醚乙酸酯。
5.如權(quán)利要求I所述的涂料，其特征在于，所述固化劑選自六亞甲基二異氰酸酯縮二脲、六亞甲基二異氰酸酯三聚體或異佛爾酮二單氰酸酯。
6.權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述涂料的制備方法，步驟為 .1)將氟碳樹脂和與氟碳樹脂相溶的有機(jī)溶劑按比例混合、分散均勻，然后將分散均勻的混合物進(jìn)行研磨，獲得氟碳樹脂分散液； .2)向上一步的氟碳樹脂分散液中按比例加入固化劑，充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆?，獲得涂料。
7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟I)獲得的氟碳樹脂分散液細(xì)度達(dá)20 40 u m。
8.一種提高樹脂基復(fù)合材料芯棒耐候性的方法，為采用權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述涂料噴涂到樹脂基復(fù)合材料芯棒外表面形成涂料層；烘干涂料層。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述噴涂速度為0.5 I. 2m/min ;涂料層厚度為30 40 y m。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述烘干溫度為30 50°C。
11.權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述涂料在提高樹脂基復(fù)合材料芯棒耐候性中的應(yīng)用。
12.—種耐候性改進(jìn)的樹脂基復(fù)合材料芯棒，包括樹脂基復(fù)合材料內(nèi)芯、樹脂層，其特征在于，還包括權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述的涂料構(gòu)成的涂料層；所述樹脂基復(fù)合材料內(nèi)芯設(shè)置于所述樹脂層內(nèi)部，所述涂料層包裹于所述樹脂層的外部。
全文摘要
本發(fā)明涉及輸電線路架空導(dǎo)線技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種增強(qiáng)樹脂基復(fù)合芯棒耐候性的涂料及方法。本發(fā)明涂料包括如下重量百分比的組分氟碳樹脂40～70%、與氟碳樹脂相溶的有機(jī)溶劑20～40%以及固化劑5～25%。采用本發(fā)明的涂料及方法對(duì)芯棒進(jìn)行處理后，能夠顯著提高復(fù)合芯棒的耐候性能；并且本發(fā)明的涂料及方法成本低廉、能與芯棒生產(chǎn)線進(jìn)行匹配，不影響原芯棒生產(chǎn)線效率，適用于高品質(zhì)芯棒的工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B05D7/24GK102732107SQ201210243760
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者嚴(yán)波, 黨朋, 劉斌, 曾偉, 王新營(yíng), 鄭秋, 黃國(guó)飛 申請(qǐng)人:上海電纜研究所