長效憎水遷移劑的研制及應用

史小報，李新寶，馬建國

（1.山西省電力公司培訓中心臨汾基地，山西 臨汾 041000；2.晉城供電分公司，山西 晉城 048000）

長效憎水遷移劑的研制及應用

史小報1，李新寶2，馬建國2

（1.山西省電力公司培訓中心臨汾基地，山西 臨汾 041000；2.晉城供電分公司，山西 晉城 048000）

以WD-70和七甲基三硅氧烷為主要原料，通過硅氫加成反應合成長效憎水遷移劑，將其與小分子量硅油復配制備長效RTV防污閃涂料，并對其進行了憎水性、憎水遷移性、力學性能和電性能等測試。結果表明，含長效憎水轉移劑的RTV防污閃涂料的外觀及硫化后的力學性能、電性能、憎水性能等均可以滿足現行RTV防污閃涂料標準以及實際使用的需求，并可以延長RTV防污閃涂料的使用壽命。

RTV涂料；污閃；憎水性；加速老化

0 引言

RTV防污閃涂料在我國電力行業已經有了將近25年的應用經驗，對提高電力行業陶瓷絕緣子的無防護使用壽命，防止大霧、雨雪或潮濕天氣絕緣子發生放電具有重要意義。電力行業報導的防污閃RTV涂料使用壽命一般為4～5年，防污閃RTV涂料使用壽命一般和憎水轉移劑的含量有關，目前對憎水轉移劑的處理方法一般是通過物理方法包埋在涂料中，在擴散力作用下向表面遷移，起到防污閃作用[1]。研制可長期使用、無需維護的RTV防污閃涂料，可減少絕緣子表面RTV涂料的涂刷次數，降低工作量，減少涂料損耗，會帶來極大的經濟效益。

本文對RTV涂料中的聚硅氧烷進行化學改性，將長效憎水遷移劑通過化學鍵鏈接到交聯聚硅氧烷中。這種化學鍵在環境因素影響下可離解，釋放出小分子聚硅氧烷，作為憎水轉移劑。這樣憎水轉移劑不僅受擴散力，也受化學鍵的束縛作用控制，可以減緩作為憎水轉移功能的小分子聚硅氧烷的析出速度，使其能在更長時間內對表面污染顆粒起憎水轉移作用，延長RTV防污閃涂料的使用壽命。

1 試驗方法

1.1 原料

WD-70（γ-（甲基丙烯酰氧） 丙基三甲氧基硅烷），七甲基三硅氧烷，聚二甲基硅氧烷(107膠)，氣相法白炭黑，輕質碳酸鈣，重質碳酸鈣，有機錫（二丁基爾月桂酸錫），交聯劑（WD-922，甲基三乙酰氧基硅烷），小分子量硅油。

1.2 長效憎水遷移劑的合成

將WD-70與七甲基三硅氧烷按一定比例于三口燒瓶中混合，加入催化劑后，80℃隔絕水分反應8 h后真空分餾即得到長效憎水遷移劑，其結構經過紅外圖譜驗證。[2]

1.3 單組份RTV防污閃涂料制備

將107膠、重鈣和增強填料按配方比例加入行星攪拌器中并升溫到120℃，混煉3 h后抽真空2 h，加入配方比例的硫化劑、交聯劑、長效憎水遷移劑混煉，再抽真空后取出成品密封包裝，得到RTV防污閃涂料。[2-3]

1.4 固化試驗

為了研究不同的憎水遷移劑對涂料的憎水性及憎水遷移性的影響，本試驗選用市場RTV防污閃涂料常用的憎水遷移劑小分子量硅油和本試驗合成的長效憎水遷移劑，采用相同的加工流程得到4種RTV防污閃涂料樣品，見表1。

表1 4種RTV防污閃涂料樣品的組成

將以上4種RTV防污閃涂料樣品倒入聚四氟乙烯模具中，將涂料在模具中鋪平，在25℃、相對濕度40%～75%左右條件下進行固化。在固化過程中觀察記錄涂料表干時間和完全固化時間。

1.5 性能測試

按照RTV涂料標準《絕緣子用常溫固化硅橡膠防污閃涂料》（DL/T627-2004），[4]對涂料進行了介電強度、裂強度試驗、剪切強度試驗（附著力試驗）、憎水性、憎水性的喪失特性、憎水性的恢復時間和憎水遷移性試驗（HC值法）測試。涂料電性能檢測結果見表2，憎水性檢測結果見表3，老化性能檢測結果見表4。

2 老化試驗

對于RTV防污閃涂料的壽命，目前尚無標準試驗方法做出判斷。基于RTV防污閃涂料的壽命和憎水轉移劑的消耗量相關的觀點，本項目特別設計憎水轉移劑加速老化試驗，即在80℃條件下進行重復涂污—憎水遷移—涂污試驗，消耗憎水轉移劑。試驗中通過評價憎水遷移后的最終測試次數和恢復時間，比較憎水轉移劑消耗的快慢，以及樣品的壽命長短。

將硅藻土按灰密1.0 mg/cm2均勻地涂刷在試品表面上，恒溫80℃放置2 h，用噴霧法測試其表面憎水性，測定HC分級值。如果2 h內難以恢復，則延長測試時間直至最終恢復HC值為1～2，但時間延長不超過8 h。

每次憎水性恢復后，將試片取出，清洗表面的硅藻土，晾干后再重新涂布硅藻土，重復上述測試過程，直到試片的憎水性在8 h難以恢復（HC恢復至1～2）。記錄測試次數為最終測試次數以及每次恢復的時間。

本試驗特別設計了加速老化試驗。據文獻[5]中報道，溫度為80℃時憎水轉移劑的滲出速度快，因此試驗溫度定為80℃。通過最終測試次數和每次恢復時間可以評價樣品的壽命長短。

2.1 條件固化實驗

試驗樣品1-4均為色澤均勻的粘稠性液體，無明顯機械雜質和絮狀物；硫化涂層平整光滑且無氣泡。試片表干時間在30～45 min之間，深度硫化時間≤24 h，符合要求。這說明憎水遷移劑的加入對涂層的固化沒有負面影響。

2.2 電性能檢測

表2 RTV防污閃涂料電性能檢測

測試結果表明，憎水遷移劑的加入不影響RTV防污閃涂料的各項性能，滿足介電強度＞18 kV/mm，撕裂強度＞3 kN/m，剪切強度＞0.8 MPa的要求。

2.3 憎水性和憎水遷移性試驗（HC值法）

表3RTV防污閃涂料憎水性

憎水性試驗：測試表明，4種樣品的憎水性分級HC值均為HC1，其表面憎水性能符合要求。

憎水喪失特性試驗：樣品浸泡96 h后，憎水性喪失特性分級HC值除樣品1外，其他均為HC1～HC2，且其憎水性恢復至HC1時所要的時間小于24 h，符合要求。

憎水恢復性能試驗中，將硅藻土以灰密1.0 mg/cm2均勻地涂刷在試品表面上，放置96 h后測其HC值。樣品1 HC值為HC2～HC3，其余樣品HC值為HC1～HC2，符合要求。從肉眼觀察，3號樣品效果稍差。

綜上所述，和常用憎水遷移劑小分子量硅油相比，長效憎水遷移劑的加入對RTV防污閃涂料的力學和電學性能沒有影響，對憎水性、憎水恢復特性、憎水恢復時間和憎水遷移性均比對照組效果好，但比加入小分子量硅油的樣品效果稍差，特別是憎水遷移性能，可看出明顯差別。其憎水遷移速率較現在常用的憎水遷移劑慢，耐老化時間長，在實際應用中存在不足。

2.4 老化試驗

表4 老化性能測試結果

測試結果表明，1號樣品憎水性基本沒有恢復；加入小分子硅油的2號樣品，憎水性恢復快，但恢復次數少；加入長效憎水遷移劑的3號樣品憎水性恢復最好，但是恢復時間較長；而長效憎水遷移劑和小分子量硅油復配得到的4號樣品憎水性恢復快，恢復次數多。

這說明長效憎水遷移劑和對照樣品相比，確實表現出一定的憎水遷移效果（樣品3）。但是，和小分子量硅油相比，單獨使用長效憎水遷移劑，其憎水劑遷移速度慢，前者（樣品2） 10 h，后者則為3～7 h。而和小分子量硅油復配后（樣品4），其憎水速度加快，而且憎水遷移老化試驗的次數大大增加。說明復配之后具有非常好的效果，壽命將較單獨使用小分子量硅油作為憎水遷移劑有所延長。這就是說，4號樣品用于生產中，其使用周期將比一般的憎水遷移劑要長，適合實際生產應用。

3 結論

用合成的長效憎水遷移劑所配制得到的RTV防污閃涂料，無論從外觀，還是硫化后的力學性能、電性能、憎水性能等，均可以滿足現行RTV防污閃涂料標準。憎水老化試驗表明，將其與小分子量硅油復配使用時，RTV防污閃涂料的憎水劑遷移性能更加優良，可以使RTV防污閃涂料的使用壽命有所延長。

［1］ 陳智巧.絕緣子防污閃涂料的研制［D］.長沙：湖南大學材料科學與工程學院，2008．

［2］ 幸松民，王一珞.有機硅合成工藝及產品應用［M］.北京:化學工業出版社，2000．

［3］ 孫結中，蔣學軍.電力設備防污閃復合納米RTV涂料的研制［J］.廣西電力，2006（3）：1-5．

［4］ DL/T627-2004，絕緣子用常溫固化硅橡膠防污閃涂料［S］.北京：中國電力出版社，2004.

［5］ S.M.Gubanski，J.G.Wankowicz,LossandRecoveryofdrophobicity on RTV Coating Surfaces:Loss of Hydrophobicity［J］.IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation，1995，2(3)：506～507．

Development of Long-lasting Transfer of Hydrophobicity and Its Application on RTV Anti-Pollution Coatings

SHI Xiao-bao1，LI Xin-bao2，MA Jian-guo2
（1.Linfen Base of Shanxi Electric Power Corporation Training Center，Linfen，Shanxi 041000，China;2.Jincheng Power Supply Company，Jincheng，Shanxi048000，China）

Long-lasting RTV(Room Temperature Vulcanized)anti-pollution coatings is prepared from low molecular silicone oil and long-lasting transfer of hydrophobicity which is made from heptamethyltrisiloxane and WD-70 via hydrosilation.The test of the RTV coatings with long-lasting transfer of hydrophobicity showed no negative effects on the properties of RTV coatings,such as the mechanical strength，the electric properties,the hydrophobicity,as well as the coating surface.Further more，the ageing test showed that it could prolong the effective time against pollution comparing with that of RTV coatings only with low molecular polydimethylsiloxanes.

RTV coatings；pollution flashover；hydrophobicity；ageing accelerated

TM853

B

1671-0320（2011）04-0015-03

2011-03-04，

2011-05-23

史小報（1962-），男，山西沁水人，1983年畢業于太原理工大學電力系統及其自動化專業，高級工程師，從事輸電線路運行管理工作；

李新寶（1964-），男，山西屯留人，1992年畢業于華北電力大學電力系統及其自動化專業，高級工程師，從事輸電線路運行管理工作；

馬建國（1971-），男，山西晉城人，2007年畢業于中央黨校函授學院經濟管理專業，工程師，從事輸電線路運行管理工作。