[发明专利]特高压用氟硅橡胶长效防污闪涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种特高压用氟硅橡胶长效防污闪涂料(以下简称 FRTV涂料)及其制备方法，应用于特高压变电站及特高压线路外绝 缘设备，属于特高压外绝缘防污领域。

技术背景

我国国土幅员辽阔，能源资源多分布在中西部和北部，而负荷多 分布东部和南部。特高压电网的最大特点是大容量、远距离输电，能 够实现能源资源大范围优化配置，保障可靠的电力供应。国家电网公 司结合本国国情以加快建设坚强智能电网为发展目标，建设特高压电 网为骨干网架。本发明紧随国家电网公司的发展目标，研发出安全、 长效、清洁的特高压用氟硅橡胶长效防污闪涂料，降低电网污闪事故 发生，保障社会和人民群众安全用电。

输变电设备外绝缘表面长期遭受大气中的各种污秽物以及雨雪、 冰冻等自然灾害时，在湿度较大情况下积污层中的可溶盐溶于水中， 此时设备外绝缘表面就会覆盖了一层连续的水膜，从而增大外绝缘表 面电导，导致憎水性丧失并发生闪络。

电力系统最重要的防污闪措施是涂刷防污闪涂料。目前，防污闪 涂料主要有RTV和PRTV涂料，在户外挂网运行中发现污染较重地 区和在冰冻气候下，涂层的憎水性、耐油性、耐酸碱能力不强，抗老 化能力不够，涂层很容易失效。2008年，中国南方遭遇的雪灾，覆 冰导致输电线路倒杆，供电中断；2005年，华中地区因输电线路覆 冰造成电网解裂；由于工业污秽，2001年2-4月湖南省东南部、山 西省中部太原市断路器相继发生闪络故障。

硅橡胶是RTV和PRTV防污闪涂料的基料，主要成分是聚硅氧 烷，其主链Si-O链，有较高的键能为447kJ/mol，表现出化学稳定 性好，不容易被外力破坏。硅橡胶的侧链含有甲基，具有较低表面能 为23mN/m，此外Si-O-Si键角大，Si-O键键长长164pm，因此主链 旋转自由，整个分子呈非极性，使表面具有了憎水性。目前所使用的 以硅橡胶为主料的RTV和PRTV涂料，憎水角没有超过140°.而具有 特高压输变电防覆冰效果需符合两个条件：第一、具有强憎水性，即 有较大的憎水角；第二、具有低表面能，即水、冰在涂层表面的张力 低或粘附力小。

因此寻找一种比硅橡胶具有更低的表面能，憎水性更好的物质— —氟硅橡胶。氟硅橡胶侧链上含有全氟基团，由于氟的电负性很大， 是所有元素中电负性最大的，C-F键能很高为448kJ/mol，氟硅橡胶 具有比硅橡胶更低的表面能仅为10mN/m，与水有更大的接触角，使 冰在涂料表面的张力低或粘附力小，可使冰在自然力的作用下脱落。 C-F键长很短为0.138nm，氟原子的体积较氢原子大，氟原子对其核 外电子及成键电子云的束缚作用较强，不易极化，使得带负电的氟原 子把主链四周包围起来，形成高度的立体屏蔽效应，使其分子内部结 构紧密的排列，表现出优异的憎水性和自洁性。

在本发明提出之前，公开号：CN 1321712A“一种RTV单组分 憎水长效防污闪涂料”，该涂料添加了少量的单一碱式阻燃剂，低于 涂料固体含量的40％，阻燃级别很低，阻燃级别难以达到FV-0级。

另外，公开号：CN 1847339A“防污闪涂料的制备方法”，该涂 料使用硅橡胶为主料，憎水角114°，憎水性虽然符合DL/T627-2004 标准，无法满足特高压输变电和防覆冰对憎水性的要求。

发明内容

本发明的第一个目的在于克服RTV和PRTV防污闪涂料现有技 术的不足，提供一种特高压用氟硅橡胶长效防污闪涂料，以提高特高 压外绝缘防污闪性能，保障特高压电力系统的稳定安全运行，本发明 的第二个目的是提供生产制备本发明涂料的方法。

实现本发明的技术方案如下：(按质量百分比)

氟硅橡胶：5～30％；硅橡胶：10～30％；纳米级气相白炭黑：4～ 8％；复合阻燃剂：0.5～8％；固化剂：0.2～0.5％；催化剂：0.01～ 0.05％；抗氧化剂：0.02～0.08％；流平剂：2～8％；消泡剂：0.2～0.4％； 颜料：0.1～0.5％；溶剂：30～60％。

本发明所述的复合阻燃剂，由无机物氢氧化铝和有机物十溴 联苯醚组成，其中无机物氢氧化铝：1～6％；有机物十溴联苯醚：0.5～ 3％。

本发明在配方中采用氟硅橡胶和硅橡胶并用为基料，添加纳米级 气相白炭黑、复合阻燃剂，使涂层的电气性能和机械性能较RTV和 PRTV涂料有相当大的提高，具体表现如下：