干式變壓器油箱內壁涂料的研制

研究了不同用量的丙烯酸樹(shù)脂、防銹顏填料和DBE緩干劑對油罐內壁涂料的電氣性能、耐熱性、耐腐蝕性和施工性能的影響。關(guān)鍵詞：聚氨酯涂料；油箱內壁涂層；絕緣；防腐蝕L簡(jiǎn)介油箱內壁涂料是一種涂在油浸卷鐵心系列特種干式變壓器油箱內表面，起一定絕緣作用的功能性涂料。由于干式變壓器油箱內的工作溫度長(cháng)期保持在110左右，油箱內壁的涂層不僅具有一定的絕緣功能，而且具有良好的耐熱性、耐油性、機械性和耐腐蝕性，適用于封閉環(huán)境下干式變壓器油箱的施工。傳統的油罐內壁涂料主要是低級環(huán)氧酯防銹漆，其耐熱性、耐油性和電氣性能都不是很好，對特種干式變壓器的安全使用有一定的影響。因此，高性能油罐內壁涂料的研究越來(lái)越受到人們的重視。以環(huán)氧改性丙烯酸樹(shù)脂為基料，添加理化防銹顏填料，用異氰酸酯固化劑固化環(huán)氧改性丙烯酸樹(shù)脂中的活性羥基，制備了一種適用于干式變壓器油箱內壁的特種聚氨酯涂料。2試驗部分2.1主要原材料主要原材料見(jiàn)表1。2.2制造工藝：按配方稱(chēng)取丙烯酸樹(shù)脂、分散劑和混合溶劑，分散均勻，加入顏填料，高速分散20分鐘，研磨至細度不大于15微米；在成品漆中加入剩余的添加劑和適量的混合溶劑，調整粘度至80 ~ 100 s(涂布-4杯)，過(guò)濾材料。將制得的涂料組分和固化劑組分按照41的質(zhì)量比制成聚氨酯油罐內壁涂料。2.3性能試驗涂層應按照GB/t1727—1992的要求噴涂在試驗板上。耐熱試驗：涂有漆膜的試驗板在110的25#干式變壓器油中浸泡96h，漆膜不起泡、不脫落，視為合格。根據GB/t1771-89測試中性鹽霧腐蝕性能，根據GB/t1981-89測試電絕緣性能，根據相關(guān)家標準測試其他常規機械性能。3結果與討論3.1不同樹(shù)脂粘結劑對涂層性能的影響干式變壓器油箱內的工作溫度長(cháng)期保持在110左右，工作環(huán)境要求絕緣，因此要求油箱內壁涂層具有較高的耐熱性和絕緣性能。由于活性官能團的類(lèi)型和數量不同，不同的丙烯酸樹(shù)脂具有不同的耐熱性和電絕緣性能。不同樹(shù)脂粘結劑對涂料性能的影響見(jiàn)表1。

從表1可以看出，樹(shù)脂b和c的附著(zhù)力和耐熱性明顯優(yōu)于樹(shù)脂a.主要原因是樹(shù)脂A是羥基丙烯酸樹(shù)脂，而樹(shù)脂B和樹(shù)脂C是環(huán)氧改性丙烯酸樹(shù)脂。環(huán)氧改性丙烯酸樹(shù)脂中的環(huán)氧結構含有醚鍵和羥基，它們是強極性基團，對基材具有優(yōu)異的附著(zhù)力。環(huán)氧樹(shù)脂固化后收縮小，漆膜固化后產(chǎn)生的內應力低于n1，所以樹(shù)脂B和C的附著(zhù)力比樹(shù)脂A好.理論上，當分子結構中苯環(huán)的含量高，氫原子與碳原子的比例小時(shí)，基材的阻燃效果更好，耐熱性更高。樹(shù)脂A是分子中沒(méi)有苯環(huán)結構的羥基丙烯酸樹(shù)脂，所以耐熱性比樹(shù)脂B和C差.另外，樹(shù)脂C用大分子環(huán)氧改性，樹(shù)脂B用小分子環(huán)氧改性。也就是說(shuō)，在相同的改性度閾值下，樹(shù)脂C比樹(shù)脂B具有更高的苯環(huán)含量和更高的烴比，因此樹(shù)脂C比樹(shù)脂B具有更好的耐熱性.從表1還可以看出，與樹(shù)脂C相比，樹(shù)脂C的體積電阻率和電強度明顯優(yōu)于樹(shù)脂b.主要原因是樹(shù)脂C的羥基活性官能團含量高于樹(shù)脂B (2.5%)，所以樹(shù)脂C與異氰酸酯固化劑中異氰酸酯基(-NCO)的交聯(lián)密度較高，涂料的交聯(lián)密度增大，分子鏈的作用力增強，所以樹(shù)脂C的電絕緣性能優(yōu)于樹(shù)脂B.因此，本研究選擇樹(shù)脂C作為基礎樹(shù)脂。3.2顏填料對涂料耐介質(zhì)腐蝕性能的影響干式變壓器油箱內壁涂料直接涂在油箱內壁鋼板上，這就要求涂料不僅要有耐油性，還要有一定的防銹功能。在選擇樹(shù)脂C作為基礎樹(shù)脂的條件下，研究了不同顏填料對涂料耐介質(zhì)腐蝕性能的影響。結果如表2所示。 #p#分頁(yè)標題#e#

防銹顏填料分為物理防銹和化學(xué)防銹兩大類(lèi)。從表2可以看出，配方3具有良好的抗介質(zhì)腐蝕性能。主要原因是3號配方同時(shí)采用物理防腐和化學(xué)防腐。配方中添加了云母氧化鐵、超細云母粉等物理防銹顏填料。這些片狀材料的加入可以增加漆膜的致密性，降低腐蝕性介質(zhì)的滲透性，對腐蝕性介質(zhì)起到屏蔽作用。同時(shí)，化學(xué)式3中的化學(xué)防銹顏料磷酸鋅和三聚磷酸鋁離解產(chǎn)生的磷酸根可以鈍化金屬表面，引起陽(yáng)極極化，而鋅離子和鋁離子在陰極反應生成不溶物，引起陰極極化，大大提高了涂膜的防銹能力。3.3 DBE緩干劑用量對涂層性能的影響DBE(混合脂肪族二巴西酯)是由己二酸二甲酯、戊二酸二甲酯和丁二酸二甲酯組成的酯類(lèi)溶劑混合物，具有沸點(diǎn)高、餾程長(cháng)、毒性低、口感小的特點(diǎn)，還能提高漆膜的流平性。由于干式變壓器油箱內壁結構的密封性，要求涂裝作業(yè)時(shí)涂裝溶劑的揮發(fā)速度較慢。如果涂料表面干燥速度過(guò)快，噴涂時(shí)產(chǎn)生的漆霧會(huì )落在干燥后的涂膜表面，導致粉末形成。一般在涂料中加入一定量的DBE等高沸點(diǎn)溶劑，以減緩涂料溶劑的揮發(fā)速度，避免施工時(shí)形成粉末。不同DBE用量對涂層性能的影響見(jiàn)表3。

從表3可以看出，隨著(zhù)DBE用量的增加，漆膜的表面干燥時(shí)間延長(cháng)，施工性能變好，但光澤度和干式變壓器耐油性變差。當用量為3%時(shí)，涂層的綜合性能較好。主要是因為DBE是一種高沸點(diǎn)溶劑，它的加入減緩了有機溶劑的揮發(fā)速率，延長(cháng)了表面干燥時(shí)間，提高了施工性能。然而，用th

料主要性能指標研制的油箱內壁涂料主要性能指標見(jiàn)表4。

4結語(yǔ)當樹(shù)脂基料選用大分子環(huán)氧改性丙烯酸樹(shù)脂時(shí)，制得的涂料有較好的附著(zhù)力、耐熱性能和電氣絕緣性能，其電氣強度達33MV／m；體積電阻率為6．9×1015Ω／m，漆膜在110℃干式變壓器油中浸泡96h不起泡、不脫落，只有輕微變色。當防銹顏填料選擇物理防銹和化學(xué)防銹顏料搭配使用時(shí)，制得的涂料具有較好的耐介質(zhì)腐蝕性能。耐干式變壓器油30d，漆膜不起泡、不脫落；耐鹽霧腐蝕300h，漆膜不起泡，劃痕處銹蝕小于2mm。當DBE用量為3％時(shí)，涂料具有較好的施工性能和其他綜合性能。參考文獻〔1〕李萊,張慰盛,管從勝.重防腐涂料.化學(xué)工業(yè)出版社,1999：32-33.〔2〕王增加,李輔安,李翠云.阻燃高分子復合材料的研究進(jìn)展.化工新型材料,2003,31(3)：12-14.〔3〕虞兆年.防腐蝕涂料和涂裝（第二版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2002：47-54.〔4〕曾凡輝,陳紅梅,李等.鐵路機車(chē)用環(huán)氧底漆耐鹽霧性能改進(jìn).現代涂料與涂裝,2005,8（2）：52-54.〔5〕夏正斌,涂偉萍,楊卓如等.涂料中溶劑的選擇.涂料工業(yè),2000,30（5）：35-40.( 來(lái)源：佳工機電網(wǎng)