一種超高壓輸電線路防電暈塗料的製備方法與流程
2023-06-20 14:05:11 3
本發明涉及一種超高壓輸電線路防電暈塗料的製備方法，屬於塗料製備技術領域。
背景技術：
運行中的輸電線路周圍存在電場，受宇宙射線的影響空氣中會產生一定數量的自由電子。在電場力的作用下電子加速運動，積累動能，當自由電子獲得足夠能量後，與空氣中的中性原子或分子發生碰撞電離，產生新的離子。此時，靠近導線小範圍內的空氣開始電離，這些離子在外加場強的影響下同樣發生碰撞電離，且隨導線周圍場強的增加，氣體電離程度加劇，產生大量電子和正負離子，稱之為電子崩。從導線表面向外延伸，越遠離導線，電場強度越弱。根據這一特點，輸電線路周圍的電離區僅局限在導線附近的範圍內，不可能擴展到很大。電離在發展過程中還會伴隨著複合和反激勵過程，輻射出大量光子，在光線非常暗的情況下可以看到發生電離的導線附近有藍色的暈光出現，同時還能聽到有「嘶嘶」聲，我們將氣體這種形式的放電現象稱之為電暈放電。 當輸電線路周圍電場強度超過空氣臨界擊穿場強時，導線附近的空氣會在電場作用下發生電離形成電暈放電，伴隨著電暈放電現象，還會產生可聽噪聲和無線電幹擾等。電壓為交變電壓時，放電產生的帶電離子在交變電場作用下在導線周圍做往返運動，這些現象都將消耗能量，並以熱量的形式擴散於周圍空氣中，統稱為電暈損失。電暈損失不僅是設計輸電線路時需要考慮的重要內容，也是線路安全經濟運行及年運行費用的直接影響因素。
目前國產並使用的高電阻防電暈漆均為單組份氣幹高阻防電暈漆，漆基為環氧酯或聚酯類氣乾漆，它們對容器密封及儲存條件要求極高，儲存壽命短。同時，由於是氣乾漆，若塗層過厚，或噴塗在有吸附性的表面上，則底層防暈漆極難固化，從而極大影響其附著性及防暈性能。這種漆基耐熱等級為B級（130℃），與超高壓輸電線路表面附著性不好，室溫條件下固化不充分，易在裝配過程中脫落或在使用過程中由於各種腐蝕導致漆基失效分解，從而最終導致輸電線路因電暈腐蝕燒損。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題：針對目前使用的高電阻防電暈漆與超高壓輸電線路表面附著性不好，易脫落，影響其防暈性能的問題，本發明首先將丙烯酸、五水合四氯化錫、三氯化銻等物質進行攪拌加熱溶解，再以過硫酸銨為引發劑，得到淺藍色粘稠聚合物，再將其與桃膠進行加熱攪拌並超聲分散後，在氮氣保護下，對其進行高溫煅燒，使反應得到的聚合物填充於炭化後的桃膠骨架中，冷卻後得到灰黑色固體，最後將其與E-51環氧樹脂、丙酮等物質進行混合球磨後，經振蕩處理，得到超高壓輸電線路防電暈塗料。本發明製備的超高壓輸電線路防電暈塗料附著性能高，易固化，且具有較高的防電暈性能。
為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是：
（1）在反應釜中，依次加入600～700mL丙烯酸，200～300mL去離子水，30～40g五水合四氯化錫，2～4g三氯化銻，啟動反應釜攪拌器，以560～620r/min轉速攪拌至完全溶解，開啟反應釜加熱器，升溫至70～75℃，在恆溫攪拌條件下，加入240～280mL質量濃度為18～20%過硫酸銨溶液，反應30～45min，得淺藍色粘稠聚合物；
（2）按質量比為3:1～5:1，依次將桃膠和上述所得淺藍色粘稠聚合物加入燒杯中，再將燒杯置於數顯測速恆溫磁力攪拌器上，於溫度為70～80℃，轉速為680～760r/min條件下，恆溫攪拌混合45～60min，再將燒杯轉入超聲振蕩儀，以20～25kHz頻率振蕩10～15min；
（3）待超聲結束，將燒杯中物料倒入坩堝中，隨後將坩堝轉入箱式電阻爐中，在氮氣保護狀態下，以6～8℃/min速率逐步加熱升溫至680～720℃，保溫煅燒30～45min後，繼續以3～5℃/min速率升溫至820～880℃，保溫煅燒45～60min，停止加熱，在氮氣保護狀態下隨爐冷卻至室溫，得灰黑色固體；
（4）按重量份數計，在球磨機中依次加入160～180份E-51環氧樹脂，20～28份上述所得灰黑色固體，30～45份丙酮，再按球料比為3:1加入氧化鋯球磨珠，於1500～1800r/min轉速球磨8～10min，將所得物料轉入燒杯中，隨後將燒杯置於超聲振蕩儀中，以20～25kHz頻率振蕩處理10～15min，灌裝，即得超高壓輸電線路防電暈塗料。
本發明的應用方法：按重量份數計，稱取50～60份上述製備的超高壓輸電線路防電暈塗料，2～3份異氰酸酯，3～4份醇酯十二，攪拌混合均勻後，將處理過的導線全線包裹住並儘量保證表面均勻和光滑，再將混合均勻的混合物噴塗於其表面，噴塗厚度控制為0.2～0.4mm，待噴塗結束後，靜置7～8h，再進行噴塗，靜置20～23h，即可完成對超高壓輸電線路的防電暈處理。經檢測，該超高壓輸電線路防電暈塗料附著力高，輸電線的電暈損失功率小於20.5W/m，起暈電壓可升高22～25kV。
本發明與其他方法相比，有益技術效果是：
（1）本發明製備的超高壓輸電線路防電暈塗料具有較高的附著力，不易脫落；
（2）本發明製備的超高壓輸電線路防電暈塗料具有較好的防電暈性能，電暈損失功率小於20.5W/m，起暈電壓可升高22～25kV；
（3）本發明製備工藝簡單，所需原材料成本低。
具體實施方式
首先在反應釜中，依次加入600～700mL丙烯酸，200～300mL去離子水，30～40g五水合四氯化錫，2～4g三氯化銻，啟動反應釜攪拌器，以560～620r/min轉速攪拌至完全溶解，開啟反應釜加熱器，升溫至70～75℃，在恆溫攪拌條件下，加入240～280mL質量濃度為18～20%過硫酸銨溶液，反應30～45min，得淺藍色粘稠聚合物；按質量比為3:1～5:1，依次將桃膠和上述所得淺藍色粘稠聚合物加入燒杯中，再將燒杯置於數顯測速恆溫磁力攪拌器上，於溫度為70～80℃，轉速為680～760r/min條件下，恆溫攪拌混合45～60min，再將燒杯轉入超聲振蕩儀，以20～25kHz頻率振蕩10～15min；待超聲結束，將燒杯中物料倒入坩堝中，隨後將坩堝轉入箱式電阻爐中，在氮氣保護狀態下，以6～8℃/min速率逐步加熱升溫至680～720℃，保溫煅燒30～45min後，繼續以3～5℃/min速率升溫至820～880℃，保溫煅燒45～60min，停止加熱，在氮氣保護狀態下隨爐冷卻至室溫，得灰黑色固體；最後按重量份數計，在球磨機中依次加入160～180份E-51環氧樹脂，20～28份上述所得灰黑色固體，30～45份丙酮，再按球料比為3:1加入氧化鋯球磨珠，於1500～1800r/min轉速球磨8～10min，將所得物料轉入燒杯中，隨後將燒杯置於超聲振蕩儀中，以20～25kHz頻率振蕩處理10～15min，灌裝，即得超高壓輸電線路防電暈塗料。
實例1
首先在反應釜中，依次加入700mL丙烯酸，300mL去離子水，40g五水合四氯化錫，4g三氯化銻，啟動反應釜攪拌器，以620r/min轉速攪拌至完全溶解，開啟反應釜加熱器，升溫至75℃，在恆溫攪拌條件下，加入280mL質量濃度為20%過硫酸銨溶液，反應45min，得淺藍色粘稠聚合物；按質量比為5:1，依次將桃膠和上述所得淺藍色粘稠聚合物加入燒杯中，再將燒杯置於數顯測速恆溫磁力攪拌器上，於溫度為80℃，轉速為760r/min條件下，恆溫攪拌混合60min，再將燒杯轉入超聲振蕩儀，以25kHz頻率振蕩15min；待超聲結束，將燒杯中物料倒入坩堝中，隨後將坩堝轉入箱式電阻爐中，在氮氣保護狀態下，以8℃/min速率逐步加熱升溫至720℃，保溫煅燒45min後，繼續以5℃/min速率升溫至880℃，保溫煅燒60min，停止加熱，在氮氣保護狀態下隨爐冷卻至室溫，得灰黑色固體；最後按重量份數計，在球磨機中依次加入180份E-51環氧樹脂，28份上述所得灰黑色固體，45份丙酮，再按球料比為3:1加入氧化鋯球磨珠，於1800r/min轉速球磨10min，將所得物料轉入燒杯中，隨後將燒杯置於超聲振蕩儀中，以20kHz頻率振蕩處理15min，灌裝，即得超高壓輸電線路防電暈塗料。
按重量份數計，稱取60份上述製備的超高壓輸電線路防電暈塗料，3份異氰酸酯，4份醇酯十二，攪拌混合均勻後，將處理過的導線全線包裹住並儘量保證表面均勻和光滑，再將混合均勻的混合物噴塗於其表面，噴塗厚度控制為0.4mm，待噴塗結束後，靜置8h，再進行噴塗，靜置23h，即可完成對超高壓輸電線路的防電暈處理。經檢測，該超高壓輸電線路防電暈塗料附著力高，輸電線的電暈損失功率為19.5W/m，起暈電壓可升高25kV。
實例2
首先在反應釜中，依次加入600mL丙烯酸，200mL去離子水，30g五水合四氯化錫，2g三氯化銻，啟動反應釜攪拌器，以560r/min轉速攪拌至完全溶解，開啟反應釜加熱器，升溫至70℃，在恆溫攪拌條件下，加入240mL質量濃度為18%過硫酸銨溶液，反應30min，得淺藍色粘稠聚合物；按質量比為3:1，依次將桃膠和上述所得淺藍色粘稠聚合物加入燒杯中，再將燒杯置於數顯測速恆溫磁力攪拌器上，於溫度為70℃，轉速為680r/min條件下，恆溫攪拌混合45min，再將燒杯轉入超聲振蕩儀，以20kHz頻率振蕩10min；待超聲結束，將燒杯中物料倒入坩堝中，隨後將坩堝轉入箱式電阻爐中，在氮氣保護狀態下，以6℃/min速率逐步加熱升溫至680℃，保溫煅燒30min後，繼續以3℃/min速率升溫至820℃，保溫煅燒45min，停止加熱，在氮氣保護狀態下隨爐冷卻至室溫，得灰黑色固體；最後按重量份數計，在球磨機中依次加入160份E-51環氧樹脂，20份上述所得灰黑色固體，30份丙酮，再按球料比為3:1加入氧化鋯球磨珠，於1500r/min轉速球磨8min，將所得物料轉入燒杯中，隨後將燒杯置於超聲振蕩儀中，以23kHz頻率振蕩處理10min，灌裝，即得超高壓輸電線路防電暈塗料。
按重量份數計，稱取50份上述製備的超高壓輸電線路防電暈塗料，2份異氰酸酯，3份醇酯十二，攪拌混合均勻後，將處理過的導線全線包裹住並儘量保證表面均勻和光滑，再將混合均勻的混合物噴塗於其表面，噴塗厚度控制為0.2mm，待噴塗結束後，靜置7h，再進行噴塗，靜置20h，即可完成對超高壓輸電線路的防電暈處理。經檢測，該超高壓輸電線路防電暈塗料附著力高，輸電線的電暈損失功率為20W/m，起暈電壓可升高23kV。
實例3
首先在反應釜中，依次加入650mL丙烯酸，250mL去離子水，35g五水合四氯化錫，3g三氯化銻，啟動反應釜攪拌器，以600r/min轉速攪拌至完全溶解，開啟反應釜加熱器，升溫至72℃，在恆溫攪拌條件下，加入245mL質量濃度為19%過硫酸銨溶液，反應40min，得淺藍色粘稠聚合物；按質量比為4:1，依次將桃膠和上述所得淺藍色粘稠聚合物加入燒杯中，再將燒杯置於數顯測速恆溫磁力攪拌器上，於溫度為75℃，轉速為690r/min條件下，恆溫攪拌混合50min，再將燒杯轉入超聲振蕩儀，以22kHz頻率振蕩12min；待超聲結束，將燒杯中物料倒入坩堝中，隨後將坩堝轉入箱式電阻爐中，在氮氣保護狀態下，以7℃/min速率逐步加熱升溫至700℃，保溫煅燒40min後，繼續以4℃/min速率升溫至870℃，保溫煅燒50min，停止加熱，在氮氣保護狀態下隨爐冷卻至室溫，得灰黑色固體；最後按重量份數計，在球磨機中依次加入170份E-51環氧樹脂，24份上述所得灰黑色固體，40份丙酮，再按球料比為3:1加入氧化鋯球磨珠，於1600r/min轉速球磨9min，將所得物料轉入燒杯中，隨後將燒杯置於超聲振蕩儀中，以25kHz頻率振蕩處理12min，灌裝，即得超高壓輸電線路防電暈塗料。
按重量份數計，稱取55份上述製備的超高壓輸電線路防電暈塗料，2份異氰酸酯，3份醇酯十二，攪拌混合均勻後，將處理過的導線全線包裹住並儘量保證表面均勻和光滑，再將混合均勻的混合物噴塗於其表面，噴塗厚度控制為0.3mm，待噴塗結束後，靜置7h，再進行噴塗，靜置22h，即可完成對超高壓輸電線路的防電暈處理。經檢測，該超高壓輸電線路防電暈塗料附著力高，輸電線的電暈損失功率為20.3W/m，起暈電壓可升高24kV。