專利名稱：一種超特高壓線路防暈減耗涂料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種涂料，尤其是用于輸電線路的超特高壓線路防暈減耗涂料及制備方法。
背景技術：
在極不均勻電場中，當最大場強高于空氣擊穿場強時，會引起空氣電離，這種現(xiàn)象稱之為電暈放電?？諝夥肿拥挠坞x強度一般為20-30kV/cm，當輸電線路導線表面電場強度超過這個數(shù)值后，會聽到“咝咝”的放電聲，嗅到臭氧的氣味，夜間還可以看到電極周圍發(fā)出的藍紫色熒光，這是輸電線路的電暈 放電。電暈放電產生的帶電離子在交變電壓作用下在導線周圍往返運動，伴隨著空氣電離還會產生光和無線電干擾，這些效應消耗的能量，統(tǒng)稱為電暈損失。目前，對于超特高壓導線的降低電暈損耗，多采用增加導線直徑，增加分裂數(shù)，或者提高桿塔高度等手段，這些常規(guī)方法雖然能達到降低電暈損耗的效果，但是本身投入會很大，并且對現(xiàn)有存在電暈缺陷的輸電線路，大規(guī)模的更換導線或者提高桿塔顯然不切實際。此外，在施工過程中不可避免的磕碰導致刮傷導線或者金具，還會引起的局部電暈放電點?，F(xiàn)有技術中有一種防電暈涂料，這種普通防電暈涂料主要用于發(fā)電機繞組，電壓等級大多為10.5kV，對于超特高壓輸電線路領域，尚無可用的防暈涂料。這是由于絕緣材料具有嚴格的適應范圍，而且電壓等級越高，對材料的要求越高。在電極繞組上使用的常規(guī)防暈涂料根本無法適用于電壓等級是其好幾十倍的超特高壓領域。隨著輸電線路電壓等級的不斷升高，以及氣候條件的逐漸惡化，發(fā)生電暈的頻率也越來越高。而產生電暈的誘因，如電壓等級，輸電線的幾何形狀等卻不可能隨意調整，造成只能被動承受電暈帶來的能量損失。因此，亟待找到一種簡單有效的方法降低超特高壓輸電線路導線電暈損耗。

發(fā)明內容
本發(fā)明用于克服已有技術的缺陷，提供一種成本低、效果好、易于實施的超特高壓線路防暈減耗涂料。本發(fā)明所稱問題是由以下技術方案解決的:
一種超特高壓線路防暈減耗涂料，特別之處是，它由如下質量份的原料制成:防污閃涂料21-32，補強劑6-11，阻燃劑5-7，交聯(lián)劑1_3，助劑1_2，催化劑0.1-0.5，溶劑25-35，電導劑20— 30。上述超特高壓線路防暈減耗涂料，所述防污閃涂料為端羥基聚二甲基硅氧烷和硅油二者之組合，其中，端羥基聚二甲基硅氧烷為20-30質量份，硅油為1-2質量份；所述補強劑為氣相白炭黑和云母粉二者之組合，其中，氣相白炭黑為4-7質量份，云母粉為2-4質量份；所述阻燃劑為氫氧化鋁和鈦白粉二者之組合，其中，氫氧化鋁為3-4質量份，鈦白粉為
2-3質量份；所述交聯(lián)劑為甲基三乙酰氧基硅烷；所述助劑為二叔丁基二乙酰氧基硅烷；所述催化劑為有機錫，所述溶劑為二甲苯，所述電導劑為炭黑。上述超特高壓線路防暈減耗涂料，所述炭黑的粒徑為7-19 nm。本發(fā)明針對解決超特高壓線路防暈問題，經過反復研究、試驗，設計了一種用于超特高壓線路防暈減耗的專用涂料及制備方法。該涂料以硫化硅橡膠(RTV涂料)和導電劑(炭黑)按照一定配比制作而成。炭黑加入硅橡膠中屬于復合高分子材料，利用導電物質的導電作用，使所述涂料具有導電性，同時又具有高分子聚合物的許多優(yōu)異特性。本發(fā)明涂料使用時，選擇性涂刷在輸電線路存在的電暈放電點處，可以對已運行導線的電暈放電進行有效的抑制。試驗表明，噴涂所述涂料后，超特高壓輸電導線的電暈損失功率有了明顯降低，同時起暈電壓升高了近20kV(由95kV升至115kV)，可見本發(fā)明涂料具有較好的防電暈效果。采用本發(fā)明涂料比起傳統(tǒng)的防電暈技術有著成本低、易于生產、易于使用、檢修維護簡單、再修復力強、環(huán)境適應力強、運輸及保存方便等優(yōu)點，開創(chuàng)了使用防電暈涂料的技術新領域，為解決超特高壓防電暈這一技術難題提供了一條切實可行的途徑，其技術進步十分明顯，其意義是開創(chuàng)性。


圖1是體積電阻率與炭黑含量的關系示意 圖2是導線使用本發(fā)明涂料前后的對比試驗數(shù)據(jù)圖。
具體實施例方式本發(fā)明所述超特高壓線路防暈減耗涂料，以硫化硅橡膠(RTV)為基料，在基料中按照一定配比添加導電劑(炭黑)制作而成。其原料配比說明如下:
防污閃涂料21-32質量份，防污閃涂料為端羥基聚二甲基硅氧烷和硅油二者之組合，其中，端羥基聚二甲基硅氧烷為20-30質量份，硅油為1-2質量份。端羥基聚二甲基硅氧烷的物理形態(tài)通常為可 流動的流體或黏稠的膏狀物，在-60 200°C范圍內能長期保持彈性；它固化時不吸熱、不放 熱，固化后收縮率小，對多種材料如大多數(shù)金屬、玻璃、陶瓷和混凝土的自動粘接性能好，并以其特有的憎水性、憎水遷移性、優(yōu)良的耐污閃特性以及長效、耐候、耐臭氧、免維護等優(yōu)點，成為電力系統(tǒng)輸變電設備防污閃的首選基料樹脂。憎水遷移性是硅橡膠材料具有優(yōu)異防污閃能力的主要原因。所謂憎水遷移性是指涂層表面積滿污穢后，涂層本身的憎水性可以遷移到污層表面，即污層表面也有了憎水性。硅油:用于輔助提高端羥基聚二甲基硅氧烷的性能。補強劑6-11質量份，補強劑為氣相白炭黑和云母粉二者之組合，其中，氣相白炭黑為4-7質量份，云母粉為2-4質量份。有機硅橡膠自身屬于熱塑性物質，沒有強度，需要加入填料補強才具有實用價值。氣相白炭黑作為硅橡膠的一種最好的補強填料，可將補強前的硅橡膠的拉伸強度顯著提高，可達到補強、提高介電性能和觸變性能的目的。云母粉具有良好的彈性、韌性、絕緣性、耐高溫、耐酸堿、耐腐蝕、附著力強等特性，是一種優(yōu)良的添加劑。阻燃劑5-7質量份，阻燃劑為氫氧化鋁和鈦白粉二者之組合，其中，氫氧化鋁為
3-4質量份，鈦白粉為2-3質量份。阻燃劑可提高耐電弧性能及耐漏電起痕。交聯(lián)劑1-3質量份，交聯(lián)劑選自甲基三乙酰氧基硅烷。交聯(lián)劑用于改善膠料的附著力。助劑1-2質量份，助劑選自二叔丁基二乙酰氧基硅烷。添加少量助劑，可顯著改善膠料的附著力。催化劑0.1-0.5質量份，催化劑選自有機錫(20%)。催化劑用于促進膠料的硫化
和交聯(lián)。溶劑25-35質量份，溶劑選自二甲苯。溶劑用于改進涂料涂布和漆膜性能，調節(jié)流變性。 電導劑20-30質量份，電導劑選自粒徑為7-19 nm的炭黑。按比例添加炭黑是本發(fā)明的的關鍵改進之處。炭黑作為導電材料用以增強涂料的導電性。炭黑加入硅橡膠中屬于復合高分子材料，利用導電物質的導電作用，使其具有導電性，同時又具有高分子聚合物的許多優(yōu)異特性，可以在較大范圍內根據(jù)需要調節(jié)涂料的電學和力學性能，并且成本較低，簡單易行。將炭黑作為導電填料加入所述涂料中后，炭黑顆粒均勻的分布在基料中，由于導電填料之間相互接觸而形成連續(xù)網鏈，載流子可在網鏈中自由移動，從而使涂層具有導電性。在導電涂料固化前，導電填料彼此獨立，處于絕緣狀態(tài)。固化干燥后，基體溶劑與填料混合固化，導電填料相互接觸連接成為網鏈結構，從而產生導電性。導電填料是復合導電涂料的導電載體，常用的有金屬系填料、碳系填料、金屬氧化物系填料等，需根據(jù)不同的實際情況和需要來選擇合適的種類。由于金屬系填料、金屬氧化物系填料不耐腐蝕，從而影響長期使用的穩(wěn)定性。碳系填料包括炭黑、碳纖維、石墨，而炭黑資源豐富，加工方便，實用性強且性能穩(wěn)定，而且其結構型高，粒子聚集體數(shù)目多，容易形成空間導電網絡；比表面積大，單位質量下的粒子數(shù)目多，形成空間導電網絡的幾率大，故本發(fā)明選用炭黑作為電導劑。炭黑作為電導劑的添加量可參看圖1，由圖可見:A區(qū)炭黑用量少，粒子間距離較大，硅橡膠主要靠較遠電子躍遷導電，隨炭黑用量的增加到達B區(qū)，炭黑粒子間距離縮小成接觸狀態(tài)，形成導電網絡，硅橡膠體積電阻率迅速減小，而后變化又趨于平穩(wěn)，炭黑的增加對導電性的貢獻不明顯了，因此在所述涂料中添加20-30質量份的炭黑是合適的配比量。參看圖2，采用本發(fā)明涂料后，輸電導線的電暈損失功率有了明顯降低，同時起暈電壓升高了近20kV(由95kV升至115kV)?？梢姳景l(fā)明對超特高壓線路防暈減耗具有較好的效果。以下給出本發(fā)明的具體實施例:
實施例1、按配比稱取原料:端羥基聚二甲基硅氧烷20Kg，硅油I Kg;氣相白炭黑為4.5 Kg，云母粉2 Kg;氫氧化鋁3.5 Kg，鈦白粉為2 Kg,甲基三乙酰氧基硅烷I Kg，二叔丁基二乙酰氧基硅烷I Kg，有機錫0.1 Kg，二甲苯25 Kg，炭黑22Kg。實施例2、按配比稱取原料:端羥基聚二甲基硅氧烷28Kg，硅油2 Kg ;氣相白炭黑為7 1^，云母粉2.8 Kg;氫氧化鋁4 Kg，鈦白粉為3 Kg,甲基三乙酰氧基硅烷3 Kg，二叔丁基二乙酰氧基硅烷2如，有機錫0.4 Kg，二甲苯30Kg，炭黑30Kg。實施例3、按配比稱取原料:端羥基聚二甲基硅氧烷22Kg，硅油1.5 Kg;氣相白炭黑為6.5 Kg，云母粉4 Kg;氫氧化鋁3.1 Kg，鈦白粉為3 Kg,甲基三乙酰氧基硅烷2 Kg,二叔丁基二乙酰氧基硅烷1.2 Kg，有機錫0.3 Kg，二甲苯35 Kg，炭黑28Kg。實施例4、按配比稱取原料:端羥基聚二甲基硅氧烷30Kg，硅油1.3 Kg ;氣相白炭黑為5 Kg，云母粉3.5 Kg;氫氧化鋁3 Kg，鈦白粉為2.5Kg，甲基三乙酰氧基硅烷2.5 Kg,二叔丁基二乙酰氧基硅烷1.5 Kg，有機錫0.5 Kg，二甲苯27 Kg，炭黑25Kg。實施例5、按配比稱取原料:端羥基聚二甲基硅氧烷26Kg，硅油1.8 Kg;氣相白炭黑為6 Kg，云母粉3 Kg ;氫氧化鋁3.7 Kg，鈦白粉為2.7 Kg,甲基三乙酰氧基硅烷1.5Kg，二叔丁基二乙酰氧基硅烷1.8Kg，有機錫0.25 Kg，二甲苯32 Kg，炭黑24Kg。按配比稱取上述各原料后，依照常規(guī)RTV涂料制備方法制成本發(fā)明所述涂料的基料；在室溫下將炭黑和 RTV基料攪拌混合均勻，110°C下加熱兩小時即可。
權利要求
1.一種超特高壓線路防暈減耗涂料，其特征在于，它由如下質量份的原料制成防污閃涂料21-32，補強劑6-11，阻燃劑5-7，交聯(lián)劑1_3，助劑1_2，催化劑O. 1-0.5，溶劑25-35，電導劑 20—30。
2.根據(jù)權利要求I所述的超特高壓線路防暈減耗涂料，其特征在于所述防污閃涂料為端羥基聚二甲基硅氧烷和硅油二者之組合，其中，端羥基聚二甲基硅氧烷為20-30質量份，硅油為1-2質量份；所述補強劑為氣相白炭黑和云母粉二者之組合，其中，氣相白炭黑為4-7質量份，云母粉為2-4質量份；所述阻燃劑為氫氧化鋁和鈦白粉二者之組合，其中，氫氧化鋁為3-4質量份，鈦白粉為2-3質量份；所述交聯(lián)劑為甲基三乙酰氧基硅烷；所述助劑為二叔丁基二乙酰氧基硅烷；所述催化劑為有機錫，所述溶劑為二甲苯，所述電導劑為炭黑。
3.根據(jù)權利要求2所述的超特高壓線路防暈減耗涂料，其特征在于，所述炭黑的粒徑為 7-19 nm。
全文摘要
一種超特高壓線路防暈減耗涂料，它由如下質量份的原料制成防污閃涂料21-32，補強劑6-11，阻燃劑5-7，交聯(lián)劑1-3，助劑1-2，催化劑0.1-0.5，溶劑25-35，電導劑20-30。本發(fā)明涂料使用時，選擇性涂刷在輸電線路存在的電暈放電點處，可以對已運行導線的電暈放電進行有效的抑制。試驗表明，噴涂所述涂料后，超特高壓輸電導線的電暈損失功率有了明顯降低，同時起暈電壓升高了近20kV(由95kV升至115kV)，可見本發(fā)明涂料具有較好的防電暈效果。采用本發(fā)明涂料比起傳統(tǒng)的防電暈技術有著成本低、易于生產、易于使用、檢修維護簡單、再修復力強、環(huán)境適應力強、運輸及保存方便等優(yōu)點。
文檔編號C09D7/12GK103254777SQ20131020616
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月29日 優(yōu)先權日2013年5月29日
發(fā)明者劉云鵬, 許自強, 代杭娟, 李忍, 朱雷, 頊佳宇 申請人:華北電力大學(保定)