特种变压器防护涂料的研制及应用

第43卷第4期(1.株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南株洲412007;2.江西变压器科技股份有限公司，江西南昌330114)摘要：通过对西部电网变压器用防护涂料的耐候性、耐磨性、耐盐雾性能的测试分析，研究了聚氨酯面漆的树脂、填料、助剂对涂料耐候性、耐磨性的影响，以及防锈底漆的树脂基料和PVC值对涂料耐盐雾腐蚀性能的影响。输变电电网用油浸式卷铁心系列特种变压器大至是盐雾等的侵蚀，特别是在我国西部地区，气候环境条件更加恶劣，因此，变压器所用的涂料应满足抗强紫外线辐射、耐风沙磨蚀和耐强腐蚀等特殊要求。笔者通过对特种变压器用环氧底漆和聚氨酯面漆的配方研究，研制出了适合国家西部电网变压器使用的特种涂料。经实际应用，该类特种涂料具有优异的耐候性、耐风沙磨蚀性和耐腐蚀性能，适合西部电网特种变压器的涂装保护。2.1主要原材料及技术指标主要原材料及技术指标见表1。散热、电气性能和噪声等方面的新技术，必将逐渐成为城网配电改造的新方向。这一点在许多欧、美国家已大量使用的地下式电力设备中得到证明。AbstractThestructuralcharacteristiesandtechintroducedItstrendisreKeywordsUndergroundtransf失光率/%失光率/%123聚酰胺固化剂456细度：1250目72.2涂料制造工艺度≤40μm,面漆研磨至细度≤15μm;调整粘度100s~120s(ISO-4*杯),过滤出料。所制得的漆料组分与固化剂组分按4:1的比例(质量比)配制，制板检测性能。2.3性能测试方法耐候性能按国标GB/T14522进行测试。采用荧光紫外线/冷凝循环试验方法。光源为UV-B耐磨性按CB/T1768-1979进行测试。负载为1kg,磨转500次后，称量其磨耗量。耐盐雾腐蚀按GB/T1771-1991进行测试。漆膜厚度为70±5μm,板面划十字交叉型划痕。连续喷3结果与讨论3.1面漆主要组分对耐候性能的影响西部地区的紫外线辐射比内陆平原地区高20%~30%,特种变压器所用的涂料须有抗强紫外线辐射能力。3.1.1树脂基料对耐候性能的影响几种主要树脂的耐紫外光加速老化试验对比结果如图1、图2所示。按“GB/T1766色漆和清漆涂层老化的评级方法”对结果进行评价。当试验1000h后，变色≤2级(色差≤6)、失光≤2级(失光率≤30%)为加速老化试验合格。由图1、图2可看出，树脂B具有很好的耐人工加速老化性能。其中耐候性能大小顺序为：树脂B>树脂C>树脂A。主要原因是树脂B是叔碳酸改性的一类带支链的一元饱和羧酸。由于其a碳原子上的三个烷基的影响，叔碳酸羧基上的反应要比伯碳酸上的羧基难得多，因此其衍生物的化学稳定性也要好得多。用此原料改性的羟基丙烯酸树脂具有低粘度、高流动性和良好的耐候性、耐化学性和优异的颜料润湿性等特点。所以最终确定树脂B为聚氨酯面漆的基体树脂，此时涂料的耐人工加速老化性能可达1500h,折合西部地区大气环境的耐候性为10年以上。3.1.2紫外光吸收剂和光稳定剂对耐候性能的影响经过试验对比(如表2所示)可知，当添加了汽巴公司的紫外光吸收剂和受阻胺光稳定剂后，涂膜1未加(对比试验)2汽巴光稳定剂+紫外光吸收剂3国产光稳定剂+紫外光吸收剂的耐候性能得以大幅度提高。根据光化学反应原理，材料发生化学反应前首先必须吸收光，即构成聚合物的分子或基团吸收光能，使分子或基团处于高能状态(激发态)。但是材料吸收光能后并不一定发生化学反应，因为所吸收的光能可发生如下几种转化：①转变为热能消散。②转变为荧光或磷光发射。③将能量转变到别的分子上。紫外光吸收剂和光稳定剂能够优先高效地使处于激发态的能量以光物理的形式消耗掉，从而使高分子材料具有优异的光稳定效果2。试验中选用的紫外光吸收剂的主要功能是吸收对聚合物有害的紫外光，并将光能转变为热能消散掉，而受阻胺光稳定剂具有转移大分子激发态能量和湮灭单线态氧、捕除大分子游离基等功能。3.2耐磨填料和助剂对涂层耐磨性的影响压器一般安装在野外，变压器涂层受到的沙尘和空气的摩擦力大，存在着严重的气体砂粒磨蚀现象。采用叔碳酸改性的涂膜的耐磨性能比较结果如图3所示。从中可知，配方中氟添加剂和超细陶瓷粉能有效地降低涂膜的磨耗量。氟添加剂主要是通过降低涂膜表面与风沙、空气等介质间的摩擦系数来提高涂膜的耐摩擦性能。超细陶瓷粉主要是通过提高漆膜的硬度来改善涂膜的耐摩擦性能，而两者复配比单一使用效果更显著。本研究中通过在配方中添加0.5%的氟添加剂和8%的超细陶瓷粉，大幅度提高了涂膜的耐磨蚀性能。与金属底材的附着力(划格)与面漆的1级差差1级好好好选用环氧底漆时，漆膜整体的耐盐雾性能好。这主要是因为环氧底漆中环氧树脂含有的醚键和羟基都是强极性基团，对底材有优良的附着力，且固化后的收缩率小，漆膜固化后产生的内应力低，在盐雾试验中可防止漆膜产生脱落现象。本文选用环氧底漆和聚氨酯面漆配套，能使涂膜长期维持好的耐盐雾性3.3.2防锈底漆的PVC值对耐盐雾性能的影响防锈底漆的PVC值即为涂料的体积颜料含量，其对涂料的耐盐雾性能影响如表4所示。从表4中可知，随着PVC值的增大，涂膜的起泡性逐渐降低，低。这是因为在正常情况下，涂层中聚合物树脂基料的数量可足以包覆涂层中的颜填料颗粒，此时涂层为一连续致密的膜，而当涂膜中的颜填料体积增大到某一定值而使树脂基料不足以包覆这些颜填料颗粒时，涂膜的各项性质均会发生突变图。一般情况下，可根据颜填料的吸油量来确定PVC值。由表4可知，配方最佳的PVC值为39%左右，此时涂料的耐盐雾性能可达1024h。转数/圈1,未加2.0.5%氟添加剂3.8%陶瓷粉4.0.5%氟+8%陶瓷粉3.3防锈底漆对耐腐蚀性能的影响3.3.1不同树脂的防锈底漆对耐盐雾性能的影响TableEffectofPVCvaluetopro检验项目111233.4防护涂料的主要性能指标防护涂料的主要性能指标及检测结果见表5。4防护涂料在特种变压器上的应用工件整体喷丸去油除锈→喷涂环氧重防腐底几种不同类型的防锈底漆对耐盐雾性能的影响如表3所示。从表中可看出，聚氨酯面漆的配套底漆漆→刮涂腻子→打磨→喷涂丙烯酸聚氨酯面漆。4.2施工主要注意事项检测项目118600—(≤2级)/h—耐磨性(lkg,—①工件的表面处理要干净彻底，以免影响防腐底漆对工件的附着力。②波纹油箱的散热片须采取浸涂方法施工，使使漏喷的地方生锈快。格控制漆膜厚度在规定范围内。④油漆和配套的固化剂必须严格按规定比例进行配制，配比不当会直接影响漆膜性能。通过特种涂料的防护处理，电力变压器经过在(1)通过选用叔碳酸改性羟基丙烯酸树脂和汽巴抗紫外线助剂，使变压器用聚氨酯面漆的耐候性达到1500h以上。(2)在聚氨酯面漆中添加0.5%的氟添加剂和8%的超细陶瓷粉，可将涂膜的磨耗量降低到0.35g以下(500转/kg)。(3)当配套底漆选用环氧底漆，且涂料的PVC值为39%左右时，涂料的耐盐雾腐蚀性能可达1制备的涂料经过在国家西部地区输变电电网变网建设的需要。ZhuzhouTimesNewMaterialTecJiangxiTransformerTechAbstractAccordingtoanalysisofweatherabilityantiabrasionandfogcorrosionrcoatingforspecialtransformerusedinfillingan