本發(fā)明涉及電纜涂層領(lǐng)域，具體涉及一種抗凝凍電纜絕緣涂層及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
輸電電纜由于長期曝露于自然環(huán)境之中，對其絕緣性、耐候穩(wěn)定性有很高的要求。尤其在自然條件比較惡劣的地區(qū)，電纜的耐候性問題尤為重要。寒冷覆冰常引起輸電線路倒桿、斷線和絕緣子閃絡等重大事故，對電力系統(tǒng)的安全運行產(chǎn)生嚴重危害?，F(xiàn)有的防敷冰手段多采用的是機械除冰法或熱力防冰法，能耗大、施工麻煩，尤其是對于地形復雜的山區(qū)，操作非常不利，且耗時耗力。因此開發(fā)一種具有優(yōu)良耐候性和抗凝凍的絕緣涂層材料具有非常重要的意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種抗凝凍電纜絕緣涂層及其生產(chǎn)工藝，該絕緣涂層各成分綠色環(huán)保無毒，具有優(yōu)良耐候性、耐腐蝕性，不僅抗凝凍、絕緣性能好，還降低了低頻磁場輻射，生產(chǎn)工藝簡單可控，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：
一種抗凝凍電纜絕緣涂層，包括如下重量份的原料：環(huán)氧樹脂40～60份、硅酸鹽顆粒20～30份、羥丙基甲基纖維素1～5份、氫氧化鋁粉末3～10份、膨潤土0.6～2.5份、海藻酸鈉1～5份、催干劑0.3～1.8份、固化劑0.2～0.6份、固化促進劑0.05～0.15份、溶劑60～80份。
優(yōu)選地，所述絕緣涂層包括如下重量份的原料：環(huán)氧樹脂52份、硅酸鹽顆粒28份、羥丙基甲基纖維素3份、氫氧化鋁粉末8份、膨潤土2份、海藻酸鈉2份、催干劑1.5份、固化劑0.3份、固化促進劑0.08份、溶劑72份。
優(yōu)選地，所述催干劑為萘酸鈷、萘酸錳、萘酸鈣中的一種或多種的混合物。
優(yōu)選地，所述固化劑為多乙烯多胺、三甲基六亞甲基二胺、二氨甲基環(huán)已烷、氨乙基呱嗪、四氫鄰苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐中的一種或多種的混合物。
優(yōu)選地，所述固化促進劑為2,4,6-三（二甲氨基）苯酚、芐基二甲胺、三乙醇胺、n-（2-羥基苯基）-n′、n′-二甲基脲中的一種或多種的混合物。
優(yōu)選地，所述溶劑為乙醇、甲醇、乙腈、乙酸乙酯中的一種或多種的混合物。
上述抗凝凍電纜絕緣涂層的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：
（1）按照重量份將環(huán)氧樹脂加入到反應釜中，升溫至50～60℃，以400～600r/min的速度攪拌，緩慢加入海藻酸鈉和溶劑預先混合好的溶液，滴加完畢后攪拌反應30～40min，再加入固化劑和固化促進劑，升溫至70～80℃反應1～2小時，趁熱減壓過濾取濾餅，濾餅冷卻至室溫得到經(jīng)過改性的環(huán)氧樹脂；
（2）取硅酸鹽顆粒、羥丙基甲基纖維素、氫氧化鋁粉末、膨潤土、催干劑加入到高壓釜中，攪拌升溫至100～120℃使其呈粘稠漿液狀，繼續(xù)升溫至150～160℃，高速攪拌反應20～30min后得到混合物a；
（3）將改性環(huán)氧樹脂、混合物a在常溫下混合攪拌均勻，投入密煉機中，升溫至250～270℃密煉3～5小時，出料冷卻即得到該絕緣涂層。
優(yōu)選地，所述步驟（3）密煉時密煉機的翻轉(zhuǎn)角度為140°，前后轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)速分別為40rpm/min、33rpm/min，壓縮空氣的工作壓力為0.5～0.7mpa，加熱蒸汽壓力為0.5～0.8mpa。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
（1）本發(fā)明的電纜絕緣涂層，各成分綠色環(huán)保無毒，具有優(yōu)良的耐候性、耐腐蝕性、阻燃性、力學性能如抗拉伸強度和抗壓強度，不僅抗凝凍、絕緣性能好，還降低了低頻磁場輻射，生產(chǎn)工藝簡單可控，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
（2）本發(fā)明的電纜絕緣涂層，以環(huán)氧樹脂為主要成分，使用高分散性、穩(wěn)定性的海藻酸鈉對其進行改性，結(jié)合環(huán)氧樹脂的常用固化劑和固化促進劑，使得改性后的環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)粗糙化，耐溫性、耐候性得到了很大的提高。
（3）本發(fā)明絕緣涂層中的硅酸鹽熔點高，化學性質(zhì)穩(wěn)定；羥丙基甲基纖維素的保水性能優(yōu)良，可以增加涂層的硬化強度，不會在長期干燥高溫的情況下龜裂；氫氧化鋁粉末是一種兩性氫氧化物，耐酸堿性作用持久、較強，阻燃性能優(yōu)良；多種助劑進一步提高了該電纜涂層的耐候性、耐溫性和耐腐蝕性。
（4）本發(fā)明的生產(chǎn)工藝使用密煉機密煉生產(chǎn)，密煉的時間短、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)量大，且污染較小，強化了該絕緣涂層的力學性能。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例對發(fā)明作進一步詳細的描述。
實施例1
一種抗凝凍電纜絕緣涂層，包括如下重量的原料：環(huán)氧樹脂520g、硅酸鹽顆粒280g、羥丙基甲基纖維素30g、氫氧化鋁粉末80g、膨潤土20g、海藻酸鈉20g、催干劑萘酸鈷15g、固化劑二氨甲基環(huán)已烷3g、固化促進劑n-（2-羥基苯基）-n′、n′-二甲基脲0.8g、溶劑乙腈720g。
上述抗凝凍電纜絕緣涂層的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：
（1）按照重量將環(huán)氧樹脂加入到反應釜中，升溫至50～60℃，以400～600r/min的速度攪拌，緩慢加入海藻酸鈉和溶劑預先混合好的溶液，滴加完畢后攪拌反應30～40min，再加入固化劑和固化促進劑，升溫至70～80℃反應1～2小時，趁熱減壓過濾取濾餅，濾餅冷卻至室溫得到經(jīng)過改性的環(huán)氧樹脂。
（2）取硅酸鹽顆粒、羥丙基甲基纖維素、氫氧化鋁粉末、膨潤土、催干劑加入到高壓釜中，攪拌升溫至100～120℃使其呈粘稠漿液狀，繼續(xù)升溫至150～160℃，高速攪拌反應20～30min后得到混合物a。
（3）將改性環(huán)氧樹脂、混合物a在常溫下混合攪拌均勻，投入密煉機中，升溫至250～270℃密煉3～5小時，出料冷卻即得到該絕緣涂層。其中，密煉機的翻轉(zhuǎn)角度為140°，前后轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)速分別為40rpm/min、33rpm/min，壓縮空氣的工作壓力為0.5～0.7mpa，加熱蒸汽壓力為0.5～0.8mpa。
本實施例的絕緣涂層的接觸角為158°，耐溫范圍為-25～65℃。
實施例2
一種抗凝凍電纜絕緣涂層，包括如下重量的原料：環(huán)氧樹脂440g、硅酸鹽顆粒220g、羥丙基甲基纖維素25g、氫氧化鋁粉末46g、膨潤土18g、海藻酸鈉30g、催干劑萘酸鈣7g、固化劑多乙烯多胺4g、固化促進劑2,4,6-三（二甲氨基）苯酚0.7g、溶劑乙酸乙酯75g。
上述抗凝凍電纜絕緣涂層的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：
（1）按照重量將環(huán)氧樹脂加入到反應釜中，升溫至50～60℃，以400～600r/min的速度攪拌，緩慢加入海藻酸鈉和溶劑預先混合好的溶液，滴加完畢后攪拌反應30～40min，再加入固化劑和固化促進劑，升溫至70～80℃反應1～2小時，趁熱減壓過濾取濾餅，濾餅冷卻至室溫得到經(jīng)過改性的環(huán)氧樹脂。
（2）取硅酸鹽顆粒、羥丙基甲基纖維素、氫氧化鋁粉末、膨潤土、催干劑加入到高壓釜中，攪拌升溫至100～120℃使其呈粘稠漿液狀，繼續(xù)升溫至150～160℃，高速攪拌反應20～30min后得到混合物a。
（3）將改性環(huán)氧樹脂、混合物a在常溫下混合攪拌均勻，投入密煉機中，升溫至250～270℃密煉3～5小時，出料冷卻即得到該絕緣涂層。其中，密煉機的翻轉(zhuǎn)角度為140°，前后轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)速分別為40rpm/min、33rpm/min，壓縮空氣的工作壓力為0.5～0.7mpa，加熱蒸汽壓力為0.5～0.8mpa。
本實施例的絕緣涂層的接觸角為152°，耐溫范圍為-20～62℃。
實施例3
一種抗凝凍電纜絕緣涂層，包括如下重量的原料：環(huán)氧樹脂550g、硅酸鹽顆粒280g、羥丙基甲基纖維素45g、氫氧化鋁粉末68g、膨潤土20g、海藻酸鈉25g、催干劑萘酸錳14g、固化劑均苯四甲酸酐5g、固化促進劑芐基二甲胺0.8g、溶劑甲醇690g。
上述抗凝凍電纜絕緣涂層的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：
（1）按照重量將環(huán)氧樹脂加入到反應釜中，升溫至50～60℃，以400～600r/min的速度攪拌，緩慢加入海藻酸鈉和溶劑預先混合好的溶液，滴加完畢后攪拌反應30～40min，再加入固化劑和固化促進劑，升溫至70～80℃反應1～2小時，趁熱減壓過濾取濾餅，濾餅冷卻至室溫得到經(jīng)過改性的環(huán)氧樹脂。
（2）取硅酸鹽顆粒、羥丙基甲基纖維素、氫氧化鋁粉末、膨潤土、催干劑加入到高壓釜中，攪拌升溫至100～120℃使其呈粘稠漿液狀，繼續(xù)升溫至150～160℃，高速攪拌反應20～30min后得到混合物a。
（3）將改性環(huán)氧樹脂、混合物a在常溫下混合攪拌均勻，投入密煉機中，升溫至250～270℃密煉3～5小時，出料冷卻即得到該絕緣涂層。其中，密煉機的翻轉(zhuǎn)角度為140°，前后轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)速分別為40rpm/min、33rpm/min，壓縮空氣的工作壓力為0.5～0.7mpa，加熱蒸汽壓力為0.5～0.8mpa。
本實施例的絕緣涂層的接觸角為148°，耐溫范圍為-20～60℃。
實施例4
一種抗凝凍電纜絕緣涂層，包括如下重量的原料：環(huán)氧樹脂600g、硅酸鹽顆粒300g、羥丙基甲基纖維素48g、氫氧化鋁粉末80g、膨潤土22g、海藻酸鈉50g、催干劑萘酸鈷16g、固化劑氨乙基呱嗪5g、固化促進劑三乙醇胺1.3g、溶劑乙腈780g。
上述抗凝凍電纜絕緣涂層的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：
（1）按照重量將環(huán)氧樹脂加入到反應釜中，升溫至50～60℃，以400～600r/min的速度攪拌，緩慢加入海藻酸鈉和溶劑預先混合好的溶液，滴加完畢后攪拌反應30～40min，再加入固化劑和固化促進劑，升溫至70～80℃反應1～2小時，趁熱減壓過濾取濾餅，濾餅冷卻至室溫得到經(jīng)過改性的環(huán)氧樹脂。
（2）取硅酸鹽顆粒、羥丙基甲基纖維素、氫氧化鋁粉末、膨潤土、催干劑加入到高壓釜中，攪拌升溫至100～120℃使其呈粘稠漿液狀，繼續(xù)升溫至150～160℃，高速攪拌反應20～30min后得到混合物a。
（3）將改性環(huán)氧樹脂、混合物a在常溫下混合攪拌均勻，投入密煉機中，升溫至250～270℃密煉3～5小時，出料冷卻即得到該絕緣涂層。其中，密煉機的翻轉(zhuǎn)角度為140°，前后轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)速分別為40rpm/min、33rpm/min，壓縮空氣的工作壓力為0.5～0.7mpa，加熱蒸汽壓力為0.5～0.8mpa。
本實施例的絕緣涂層的接觸角為146°，耐溫范圍為-18～56℃。
實施例5
一種抗凝凍電纜絕緣涂層，包括如下重量的原料：環(huán)氧樹脂560g、硅酸鹽顆粒220g、羥丙基甲基纖維素48g、氫氧化鋁粉末72g、膨潤土15g、海藻酸鈉43g、催干劑萘酸鈷16g、固化劑氨乙基呱嗪5g、固化促進劑三乙醇胺1.3g、溶劑乙腈780g。
上述抗凝凍電纜絕緣涂層的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：
（1）按照重量將環(huán)氧樹脂加入到反應釜中，升溫至50～60℃，以400～600r/min的速度攪拌，緩慢加入海藻酸鈉和溶劑預先混合好的溶液，滴加完畢后攪拌反應30～40min，再加入固化劑和固化促進劑，升溫至70～80℃反應1～2小時，趁熱減壓過濾取濾餅，濾餅冷卻至室溫得到經(jīng)過改性的環(huán)氧樹脂。
（2）取硅酸鹽顆粒、羥丙基甲基纖維素、氫氧化鋁粉末、膨潤土、催干劑加入到高壓釜中，攪拌升溫至100～120℃使其呈粘稠漿液狀，繼續(xù)升溫至150～160℃，高速攪拌反應20～30min后得到混合物a。
（3）將改性環(huán)氧樹脂、混合物a在常溫下混合攪拌均勻，投入密煉機中，升溫至250～270℃密煉3～5小時，出料冷卻即得到該絕緣涂層。其中，密煉機的翻轉(zhuǎn)角度為140°，前后轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)速分別為40rpm/min、33rpm/min，壓縮空氣的工作壓力為0.5～0.7mpa，加熱蒸汽壓力為0.5～0.8mpa。
本實施例的絕緣涂層的接觸角為145°，耐溫范圍為-16～55℃。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，也應視為本發(fā)明的保護范圍。