一种高压电线绝缘子表面防护复合涂层及其制备方法与流程

本发明属于电力系统功能材料，具体涉及一种高压电线绝缘子表面防护复合涂层及其制备方法。

背景技术：

1、随着我国国民经济水平高速平稳的发展及工业化、城市化进程不断推进，我国用电量急剧增加，国家电力系统行业规模越来越大。因此，国家对供电系统及远距离电力输送系统的要求也越来越高。在远距离电力输送系统中，由于输送电压高，距离长，因此，高压电线、绝缘包裹件等核心关键设备器件均暴露于户外。在输电系统运行过程中，长期户外天气，如风沙、灰尘等，在特定湿度条件下，遇空气中水蒸气，会在绝缘包裹件等器件表面形成污垢，并构成电膜，从而引起电闪络等现象。这无疑会大大降低输电系统的效率和使用寿命。若对器件表面的污垢进行人工处理，需要投入大量人力物力。此外，绝缘包覆件表面去污，危险性太高。若采用机械方式处理，则不可控性大，且容易对电力输送系统造成损伤。因此，需开发设计一种可用于防止高压电线绝缘包裹件表面成污的自清洁材料，从而抑制其表面结污行为，以保证绝缘包裹件的增益效果。

2、室温硫化硅橡胶(room temperature vulcanized silicone rubber,简称rtv)因出色的防污闪性能在输变电设备外绝缘中发挥着重要作用。然而，在紫外辐射和大气污染的影响下，rtv涂料在户外运行过程中存在老化脱落和表面严重积污的问题。因此，需开发一种复合材料，既保留了rtv涂料的防闪污性能，同时又大大提高其抗污染自清洁性能，且可防止涂层在绝缘子表面的氧化。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种可用于绝缘包裹件表面防护的复合涂层材料及其制备方法，材料自身制备工艺较为简单，同时材料表面具有很好的疏水性。

2、本发明采用如下的技术方案。

3、本发明的第一方面公开了一种高压电线绝缘子表面防护复合涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤1，配置rtv一步溶胶：将二羟基聚硅氧烷、正硅酸乙酯和二月桂酸二丁基混合置于反应容器中，加热搅拌得到rtv一步溶胶；

5、步骤2，配置低表面能疏水改性溶液：将含硅有机物与无水乙醇进行混合，后加入六甲基二硅胺烷和去离子水，持续搅拌，得到低表面能疏水改性溶液；

6、步骤3，表面微纳结构修饰：将步骤2制备的低表面能溶液室温老化后，加入纳米颗粒物，磁力搅拌后超声震荡，得到原料液，将原料液加入到乙醇中，超声震荡，得到疏水改性溶胶；

7、步骤4，复合涂层材料制备：将步骤1和3的获得的rtv一步溶胶和疏水改性溶胶混合，得到混合溶胶，加热搅拌并在室温下静置老化；

8、步骤5，混合溶胶经室温静置老化后，均匀地涂抹在器件表面上形成涂层，室温下静置后，获得所述用于绝缘子表面的复合涂层材料。

9、优选地，步骤1中，rtv一步溶胶中所述二羟基聚硅氧烷与所述正硅酸乙酯的质量比为20-30:1。

10、优选地，步骤1中，所述二月桂酸二丁基质量分数为正硅酸乙酯的五分之一。

11、优选地，步骤2中，在配备低表面能溶液时所选择的反应溶剂为无水乙醇，体积分数约占反应体系的90％。无水乙醇浓度为99.5％，六甲基二硅胺烷为无水乙醇10％的体积分数。

12、优选地，步骤2中，所述含硅有机物需先在无水乙醇中完全溶解后再添加另一种反应物。

13、优选地，步骤2中，所述含硅有机物为硅酸甲酯，正硅酸异丙酯，正硅酸乙酯当中的任意一种。

14、优选地，步骤2中，所述去离子水为无水乙醇50％的体积分数，所得到的低表面能疏水改性溶液需要在室温下静置10天以上。

15、优选地，步骤3中，所选择的纳米颗粒物为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛及氮化硅颗粒中的任意一种，粒径范围为10-100nm，质量浓度为1-5wt.％。

16、优选地，步骤4中，所述混合溶胶静置老化的时间为1天。

17、本发明的第二方面公开了一种高压电线绝缘子表面防护复合涂层材料，执行所述的一种高压电线绝缘子表面防护复合涂层材料的制备方法，

18、所述涂层材料用于高压输电线路，构成疏水性及抗灰尘沉积的保护涂层。

19、本发明的有益效果在于，与现有技术相比，

20、(1)本发明采用rtv涂料为一步溶胶，rtv因出色的防污闪性能在输变电设备外绝缘中发挥着重要作用,但在紫外辐射和大气污染的影响下，rtv涂料在户外运行过程中存在老化脱落和表面严重积污的问题，因此本发明在一步溶胶基础上引入具有低表面能特性与微纳米颗粒，以保证材料涂层的低表面能和微纳结构特性，从而进一步提高涂料的疏水性，同时，引入的微纳米颗粒物可以嵌入至一步溶胶中而不会轻易脱落，从而保证材料在运行过程中的耐久性。所制备涂层可以有效降低自然界中灰尘颗粒物与绝缘子表面的粘附力，从而降低灰尘颗粒物在表面沉积，具有很好的防尘效果。经过灰尘沉积实验测量发现，所制备涂层可以减少50％以上的灰尘沉积量。同时，对于周围环境湿度较大时，空气中的水蒸汽难以凝结在涂层表面形成液膜，这也保证绝缘子设备的稳定运行；

21、(2)在制备过程中只需要在室温下涂抹即可将涂层粘附在载体上，不需要复杂的旋转喷涂方式，反应条件较为简单，反应有机物易获取，在反应过程中无污染物生成，转化效率高，反应装置简单，可用于一系列复合材料的制备。因而可以应用于输电系统中绝缘子表面的抗污防尘，在电力领域中具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种高压电线绝缘子表面防护复合涂层材料的制备方法，其特征在于，

2.如权利要求1所述的一种高压电线绝缘子表面防护的复合涂层材料的制备方法，其特征在于：

3.如权利要求1所述的一种高压电线绝缘子表面防护复合涂层材料的制备方法，其特征在于：

4.如权利要求1所述的一种高压电线绝缘子表面防护复合涂层材料的制备方法，其特征在于：

5.如权利要求1所述的一种高压电线绝缘子表面防护复合涂层材料的制备方法，其特征在于：

6.如权利要求5所述的一种高压电线绝缘子表面防护复合涂层材料的制备方法，其特征在于：

7.如权利要求1所述的一种高压电线绝缘子表面防护复合涂层材料的制备方法，其特征在于：

8.如权利要求1所述的一种高压电线绝缘子表面防护复合涂层材料的制备方法，其特征在于：

9.如权利要求1所述的一种高压电线绝缘子表面防护复合涂层材料的制备方法，其特征在于：

10.一种高压电线绝缘子表面防护复合涂层材料，执行权利要求1-9所述的一种高压电线绝缘子表面防护复合涂层材料的制备方法，其特征在于：

技术总结本发明提出了一种高压电线绝缘子表面防护复合涂层材料制备方法，通过配置RTV一步溶胶、配置低表面能疏水改性溶液、进行表面微纳结构修饰、复合涂层材料制备，得到一种可用于绝缘包裹件表面防护的复合涂层材料。本发明所述复合涂层材料自身制备工艺较为简单，同时材料表面具有很好的疏水性，材料同样具有较好的耐久性，能够满足长期户外设备的正常运行。本发明材料的研制与开发，可以有效解决当前远距离高压电线输送过程中核心设备绝缘子表面积垢问题，可避免灰尘等物质在表面形成污垢而造成的电闪络现象，从而保证输电系统的正常运行。技术研发人员：汤向华,季盛强,江红成,周小勇,蔡云清,沈伟,李童,顾伟祎,黄吴镝,陈纬楠,程杰,卢云,冯驿棋,严季然受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司南通供电分公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15