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1 .株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南株洲 412007 ; 2 .湖南大学材料科学与工程学院,长沙 410082) 摘要:研究了不同丙烯酸树脂、防锈颜填料、 DBE 慢干剂用量对变压器油箱内壁涂料电气性能、耐热性能、 耐腐蚀性能和施工性能的影响。 关键词:聚氨酯涂料;变压器油箱内壁涂料;绝缘性;防腐蚀性 l 引言 变压器油箱内壁涂料是一类涂覆在油浸式卷铁心系列特种变压器油箱内表面并起一定绝缘作用的功能 涂料。由于变压器油箱内工作温度长期维持在 1 10 ℃ 左右,所以油箱内壁涂料除具有一定的绝缘功能外,还要具有良好的耐热性、耐油性、机械和防腐性能等,适合变压器油箱封闭环境施工等特点。传统的油箱内壁涂料一般以低档的环氧酯防锈漆为主,其耐热性、耐油性和电气性能均不是很好,对特种变压器的安全使用造成了一定影响,所以研究高性能油箱内壁涂料越来越受到人们的重视。 本文以某环氧改性丙烯酸树脂为基料,配以物理和化学防锈颜填料,利用异氰酸酯类固化剂固化环氧 改性丙烯酸树脂中的活性羟基,制得了适合变压器油 箱内壁使用的聚氨酯特种涂料。 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 按配方量称取丙烯酸树脂、分散剂和混合溶剂,分散均匀,加入颜填料,高速分散 20 min ,研磨至细度不大于 15 μ m ;在制成的漆料中加入剩余助剂和适量的混合溶剂,调整黏度为 80 ~ 100 s( 涂 -4 杯 ) ,过滤出料。所制得的漆料组分与固化剂组分按 4 : 1 的质量比配制成聚氨酯油箱内壁涂料。 2 . 3 性能测试 涂料按 GB / T 1727 — 1992 的要求喷涂于试板上。耐热性能测试:在 110 ℃ 下,将涂有漆膜的试板在 25# 变压器油中浸泡 96 h ,漆膜不起泡、不脱落,轻微变色为合格。按 GB / T 1771 — 89 测试耐中性盐雾腐蚀性 能,按 GB / T 1981 — 89 测试电气绝缘性能,按相关国 标检测其他常规机械性能。 3 结果与讨论 3 . 1 不同树脂基料对涂料性能的影响 变压器油箱内的工作温度长期维持在 110 ℃ 左右,且工作环境要求绝缘,所以要求油箱内壁涂料具有较高的耐热和绝缘性能。不同的丙烯酸树脂由于所含活性官能团的种类和数量不同,其耐热性能和电气绝缘性能有很大差别。不同树脂基料对涂料性能的影响 见表 2 。 由表 2 可知,树脂 B 、 c 的附着力和耐热性明显优于树脂 A 。主要是由于树脂 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 酸树脂中的环氧树脂结构含有醚键和羟基基团,它们 都是强极性基团,对底材有优良的附着力,且环氧树脂固化后的收缩率小,漆膜固化后产生的内应力低 n1 ,所以树脂 B 、 c 的附着力要好于树脂 A 。 由表 2 还可知,树脂 B 和树脂 C 相比,树脂 C 的体积电阻率和电气强度明显优于树脂 B 。主要是由于树脂 c 的羟基活性官能团含量 (2 . 5 % ) 高于树脂 B 的羟基活性官能团含量 (1 . 8 % ) ,这样树脂和异氰酸酯固化剂中的异氰酸根 (-NCO) 反应时交联密度更高,涂 料的交联密度提高,分子链的作用力加强,这样树脂 c 的电气绝缘性能比树脂 B 要好。所以本研究最终选用树脂 C 为基料树脂。 3 . 2 颜填料对涂料耐介质腐蚀性能的影响
理论认为:当分子结构中苯环含量高、氢原子与碳 原子之比小时,该种基料的阻燃效果较好,耐热性能较 高幢 。树脂 A 为羟基丙烯酸树脂,分子中无苯环结构,故其耐热性能比树脂 B 、 c 要差。另外,树脂 c 用的是大分子环氧改性,树脂 B 用的是小分子环氧改性,也就是说,在相同改性程度的条件下,树脂 C 的苯环含量比树脂 B 要高,碳氢比例要大,故树脂 c 的耐热性能比树脂 B 好。
