干式变压器油箱内壁涂料的研制
研究了不同用量的丙烯酸树脂、防锈颜填料和DBE缓干剂对油罐内壁涂料的电气性能、耐热性、耐腐蚀性和施工性能的影响。关键词：聚氨酯涂料；油箱内壁涂层；绝缘；防腐蚀L简介油箱内壁涂料是一种涂在油浸卷铁心系列特种干式变压器油箱内表面，起一定绝缘作用的功能性涂料。由于干式变压器油箱内的工作温度长期保持在110左右，油箱内壁的涂层不仅具有一定的绝缘功能，而且具有良好的耐热性、耐油性、机械性和耐腐蚀性，适用于封闭环境下干式变压器油箱的施工。传统的油罐内壁涂料主要是低级环氧酯防锈漆，其耐热性、耐油性和电气性能都不是很好，对特种干式变压器的安全使用有一定的影响。因此，高性能油罐内壁涂料的研究越来越受到人们的重视。以环氧改性丙烯酸树脂为基料，添加理化防锈颜填料，用异氰酸酯固化剂固化环氧改性丙烯酸树脂中的活性羟基，制备了一种适用于干式变压器油箱内壁的特种聚氨酯涂料。2试验部分2.1主要原材料主要原材料见表1。2.2制造工艺：按配方称取丙烯酸树脂、分散剂和混合溶剂，分散均匀，加入颜填料，高速分散20分钟，研磨至细度不大于15微米；在成品漆中加入剩余的添加剂和适量的混合溶剂，调整粘度至80 ~ 100 s(涂布-4杯)，过滤材料。将制得的涂料组分和固化剂组分按照41的质量比制成聚氨酯油罐内壁涂料。2.3性能试验涂层应按照GB/t1727—1992的要求喷涂在试验板上。耐热试验：涂有漆膜的试验板在110的25#干式变压器油中浸泡96h，漆膜不起泡、不脱落，视为合格。根据GB/t1771-89测试中性盐雾腐蚀性能，根据GB/t1981-89测试电绝缘性能，根据相关家标准测试其他常规机械性能。3结果与讨论3.1不同树脂粘结剂对涂层性能的影响干式变压器油箱内的工作温度长期保持在110左右，工作环境要求绝缘，因此要求油箱内壁涂层具有较高的耐热性和绝缘性能。由于活性官能团的类型和数量不同，不同的丙烯酸树脂具有不同的耐热性和电绝缘性能。不同树脂粘结剂对涂料性能的影响见表1。
从表1可以看出，树脂b和c的附着力和耐热性明显优于树脂a.主要原因是树脂A是羟基丙烯酸树脂，而树脂B和树脂C是环氧改性丙烯酸树脂。环氧改性丙烯酸树脂中的环氧结构含有醚键和羟基，它们是强极性基团，对基材具有优异的附着力。环氧树脂固化后收缩小，漆膜固化后产生的内应力低于n1，所以树脂B和C的附着力比树脂A好.理论上，当分子结构中苯环的含量高，氢原子与碳原子的比例小时，基材的阻燃效果更好，耐热性更高。树脂A是分子中没有苯环结构的羟基丙烯酸树脂，所以耐热性比树脂B和C差.另外，树脂C用大分子环氧改性，树脂B用小分子环氧改性。也就是说，在相同的改性度阈值下，树脂C比树脂B具有更高的苯环含量和更高的烃比，因此树脂C比树脂B具有更好的耐热性.从表1还可以看出，与树脂C相比，树脂C的体积电阻率和电强度明显优于树脂b.主要原因是树脂C的羟基活性官能团含量高于树脂B (2.5%)，所以树脂C与异氰酸酯固化剂中异氰酸酯基(-NCO)的交联密度较高，涂料的交联密度增大，分子链的作用力增强，所以树脂C的电绝缘性能优于树脂B.因此，本研究选择树脂C作为基础树脂。3.2颜填料对涂料耐介质腐蚀性能的影响干式变压器油箱内壁涂料直接涂在油箱内壁钢板上，这就要求涂料不仅要有耐油性，还要有一定的防锈功能。在选择树脂C作为基础树脂的条件下，研究了不同颜填料对涂料耐介质腐蚀性能的影响。结果如表2所示。 #p#分页标题#e#
防锈颜填料分为物理防锈和化学防锈两大类。从表2可以看出，配方3具有良好的抗介质腐蚀性能。主要原因是3号配方同时采用物理防腐和化学防腐。配方中添加了云母氧化铁、超细云母粉等物理防锈颜填料。这些片状材料的加入可以增加漆膜的致密性，降低腐蚀性介质的渗透性，对腐蚀性介质起到屏蔽作用。同时，化学式3中的化学防锈颜料磷酸锌和三聚磷酸铝离解产生的磷酸根可以钝化金属表面，引起阳极极化，而锌离子和铝离子在阴极反应生成不溶物，引起阴极极化，大大提高了涂膜的防锈能力。3.3 DBE缓干剂用量对涂层性能的影响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组成的酯类溶剂混合物，具有沸点高、馏程长、毒性低、口感小的特点，还能提高漆膜的流平性。由于干式变压器油箱内壁结构的密封性，要求涂装作业时涂装溶剂的挥发速度较慢。如果涂料表面干燥速度过快，喷涂时产生的漆雾会落在干燥后的涂膜表面，导致粉末形成。一般在涂料中加入一定量的DBE等高沸点溶剂，以减缓涂料溶剂的挥发速度，避免施工时形成粉末。不同DBE用量对涂层性能的影响见表3。
从表3可以看出，随着DBE用量的增加，漆膜的表面干燥时间延长，施工性能变好，但光泽度和干式变压器耐油性变差。当用量为3%时，涂层的综合性能较好。主要是因为DBE是一种高沸点溶剂，它的加入减缓了有机溶剂的挥发速率，延长了表面干燥时间，提高了施工性能。然而，用th
料主要性能指标研制的油箱内壁涂料主要性能指标见表4。4结语当树脂基料选用大分子环氧改性丙烯酸树脂时，制得的涂料有较好的附着力、耐热性能和电气绝缘性能，其电气强度达33MV／m；体积电阻率为6．9×1015Ω／m，漆膜在110℃干式变压器油中浸泡96h不起泡、不脱落，只有轻微变色。当防锈颜填料选择物理防锈和化学防锈颜料搭配使用时，制得的涂料具有较好的耐介质腐蚀性能。耐干式变压器油30d，漆膜不起泡、不脱落；耐盐雾腐蚀300h，漆膜不起泡，划痕处锈蚀小于2mm。当DBE用量为3％时，涂料具有较好的施工性能和其他综合性能。参考文献〔1〕李莱,张慰盛,管从胜.重防腐涂料.化学工业出版社,1999：32-33.〔2〕王增加,李辅安,李翠云.阻燃高分子复合材料的研究进展.化工新型材料,2003,31(3)：12-14.〔3〕虞兆年.防腐蚀涂料和涂装（第二版）.北京：化学工业出版社,2002：47-54.〔4〕曾凡辉,陈红梅,李等.铁路机车用环氧底漆耐盐雾性能改进.现代涂料与涂装,2005,8（2）：52-54.〔5〕夏正斌,涂伟萍,杨卓如等.涂料中溶剂的选择.涂料工业,2000,30（5）：35-40.( 来源：佳工机电网
