专利名称：变电站接地网专用防腐导电涂料及其喷涂方法
技术领域：
本发明涉及一种防腐导电涂料，具体涉及一种变电站接地网专用防腐导电涂料，本发明还涉及该变电站接地网专用防腐导电涂料的喷涂方法。
背景技术：
接地网是确保变电站正常运行的关键之一。接地网长期埋于地下，由于土壤的电化学腐蚀，特别是由于大的杂散电流的影响，要求接地网的腐蚀防护不同于一般地下金属设备的腐蚀与防护。随着电力系统容量的不断增加，流经地网的入地短路电流也愈来愈大，接地网多则10年，少则3-4年便发生损坏甚至断裂。当有事故出现时，如果接地网因腐蚀而造成接地性能不良，不能承受雷电冲击或短路事故形成的电流，短路电流无法在土壤中充分扩散，导致接地网电位升高，使接地设备金属外壳带高电压而危及人身安全和击穿二次保护装置绝缘，甚至损坏设备，扩大事故，破坏电网系统稳定，因此接地网要求有 较好的腐蚀性和导电性。现有的接地网大多数是以普通碳钢为接地网的材料，为了满足防腐的要求，对接地网的直径进行加粗，保证在使用多年后仍有较大的导电面积，但研究发现，接地网材料在土壤中腐蚀为介质离子扩散膜层和腐蚀产物粘附膜的双层电阻极化体系，一旦土壤腐蚀了接地网，尽管接地网的导电截面积还能满足导电的要求，而腐蚀的产物粘附在接地网的表面，使接地网的泄流电阻增大，泄流作用的减小，导致短路电流不能在土壤中充分扩散，引起接地网电位升高，也使接地设备金属外壳带高电压而危及人身安全和击穿二次保护装置绝缘，甚至损坏设备，扩大事故。为了解决上述问题，人们在接地网上面涂上一种防腐导电的涂料，这样不需要对接地网加粗，接地网不腐蚀，就没有腐蚀产物粘附在接地网的表面，不会产生由于腐蚀产物粘附引起接地网电阻增大的问题。但现有防腐导电的涂料是在不导电的涂料中添加导电的粒子，这种涂料的导电效果较差；还有就是在不导电的涂料中加入导电的纳米粉末，不足之处在于加入的纳米粉末容易沉淀，耐腐蚀变差，而且强度差，不能满足接地网对涂层耐蚀性、导电性的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种变电站接地网专用防腐导电涂料，解决了现有涂料不能满足接地网对涂层耐蚀性和导电性要求的问题。本发明的另一目的是提供上述变电站接地网专用防腐导电涂料的喷涂方法。本发明所采用的技术方案是，变电站接地网专用防腐导电涂料，按质量百分比由以下组分组成:环氧树脂粉末95-98%和碳纳米管2-5%，各组分质量百分比值之和为100%。本发明所采用的另一技术方案是，变电站接地网专用防腐导电涂料的喷涂方法，具体步骤如下:步骤I，按质量百分比分别称取环氧树脂粉末95-98%和碳纳米管2_5%，各组分质量百分比值之和为100%;对碳纳米管进行等离子处理，然后与环氧树脂粉末混合搅拌至均匀，得到变电站接地网专用防腐导电涂料；步骤2，对接地网表面除锈，然后采用静电喷涂法将步骤I得到的变电站接地网专用防腐导电涂料喷涂到接地网上后固化，使其表面充分流平，最后表面浇水。本发明的特点还在于:步骤I中等离子处理采用氧等离子发生器，工艺参数为:温度50-80°C，功率5-10W，氧气气压 0.15-0.3Mpa，处理时间 2_3min。步骤2中除锈包括酸洗或喷砂处理。步骤2中静电喷雾的工艺参数为:喷涂电压50-60KV，气压0.4-0.5MPa，喷涂距离100-150mm,喷涂厚度 0.2-0.3mm。步骤2中固化在固化炉中进行，温度为220°C，固化时间为20-30min。本发明的有益效果是:1.本发明变电站接地网专用防腐导电涂料通过将等离子处理的碳纳米管和环氧树脂粉末混合得到，碳纳米管表面具有较多的原子态的氧，原子态的氧存在，增加了导电的原子通道，增加了涂料的导电性；环氧树脂粉末不仅有较好的防腐性能，而且粘结性高，有效的防止了土壤中腐蚀介质与接地网的接触，由于涂层防腐性好，不会产生腐蚀产物粘附在接地网表面的问题，不会出现随着接地网的使用年限延长，电阻增加，泄流作用减小的问题。2.本发明变电站接地网专用防腐导电涂料的喷涂方法，与传统方法不同的是采用静电喷雾的方法，能够保 证碳纳米管与环氧树脂粉末均匀的在涂层中，避免了液态涂料制备中碳纳米管的沉淀。
图1是实施例2喷涂了本发明变电站接地网专用防腐导电涂料的接地网Q235碳钢的宏观分析图；图2是实施例2喷涂了本发明变电站接地网专用防腐导电涂料的接地网Q235碳钢与普通碳钢试样测试极化曲线图；图3是在不同泄流电流下，实施例2喷涂了本发明变电站接地网专用防腐导电涂料的接地网Q235碳钢与普通碳钢与土壤的接触电阻率曲线图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。本发明变电站接地网专用防腐导电涂料，按质量百分比由以下组分组成:环氧树脂粉末95-98%和碳纳米管2-5%，各组分质量百分比值之和为100%。上述变电站接地网专用防腐导电涂料的喷涂方法，具体步骤如下:步骤I，按质量百分比分别称取环氧树脂粉末95-98%和碳纳米管2_5%，各组分质量百分比值之和为100%;对碳纳米管进行等离子处理，等离子处理采用氧等离子发生器，工艺参数为:温度50-80°C，功率5-10W，氧气气压0.15-0.3Mpa，处理时间2_3min ;然后与环氧树脂粉末混合均匀，得到变电站接地网专用防腐导电涂料；步骤2，对接地网进行酸洗或喷砂处理表面除锈，然后采用静电喷涂将步骤I得到的变电站接地网专用防腐导电涂料喷涂到接地网上，静电喷雾的工艺参数为:喷涂电压50-60KV,气压0.4-0.5MPa，喷涂距离100_150mm，喷涂厚度0.2-0.3mm ;然后在固化炉中进行固化，温度为220°C，固化时间为20-30min，使其表面充分流平，最后表面浇水。本发明变电站接地网专用防腐导电涂料通过将等离子处理的碳纳米管和环氧树脂粉末混合得到，碳纳米管表面具有较多的原子态的氧，原子态的氧存在，增加了导电的原子通道，增加了涂料的导电性；环氧树脂粉末不仅有较好的防腐性能，而且粘结性高，有效的防止了土壤中腐蚀介质与接地网的接触，由于涂层防腐性好，不会产生腐蚀产物粘附在接地网表面的问题，不会出现随着接地网的使用年限延长，电阻增加，泄流作用减小的问题。本发明变电站接地网专用防腐导电涂料的喷涂方法，与传统方法不同的是采用静电喷雾的方法，能够保证碳纳米管与环氧树脂粉末均匀的在涂层中，避免了液态涂料制备中碳纳米管的沉淀。实施例1步骤1，按质量百分比分别称取环氧树脂粉末95%和碳纳米管5%，各组分质量百分比值之和为100% ;对碳纳米管进行等离子处理，等离子处理采用氧等离子发生器，工艺参数为:温度50°C，功率5W，氧气气压0.15Mpa，处理时间2min ;然后与环氧树脂粉末混合均匀，得到变电站接地网专用防腐导电涂料；步骤2，对接地网Q235碳钢进行酸洗表面除锈，然后采用静电喷涂将步骤I得到的变电站接地网专用防腐导电涂料喷涂到接地网Q235碳钢上，静电喷雾的工艺参数为:喷涂电压50KV，气压0.4MPa，喷涂距离100mm，喷涂厚度0.2mm ;然后在固化炉中进行固化，温度为220°C，固化时间为20min，使其表面充分流平，最后表面浇水。实施例2步骤1，按质量百分比分别称取环氧树脂粉末96%和碳纳米管4%，各组分质量百分比值之和为100% ;对碳纳米管进行等离子处理，等离子处理采用氧等离子发生器，工艺参数为:温度60°c，功率8W，氧气气压0.2Mpa，处理时间2.5min ;然后与环氧树脂粉末混合均匀，得到变电站接地网专用防腐导电涂料；步骤2，对接地网Q235碳钢进行喷砂处理表面除锈，然后采用静电喷涂将步骤I得到的变电站接地网专用防腐导电涂料喷涂到接地网Q235碳钢上，静电喷雾的工艺参数为:喷涂电压55KV，气压0.45MPa，喷涂距离120mm，喷涂厚度0.25mm ;然后在固化炉中进行固化，温度为220°C，固化时间 为25min，使其表面充分流平，最后表面浇水。实施例3步骤1，按质量百分比分别称取环氧树脂粉末98%和碳纳米管2%，各组分质量百分比值之和为100% ;对碳纳米管进行等离子处理，等离子处理采用氧等离子发生器，工艺参数为:温度80°C，功率10W，氧气气压0.3Mpa，处理时间3min ;然后与环氧树脂粉末混合均匀，得到变电站接地网专用防腐导电涂料；步骤2，对接地网Q235碳钢进行喷砂处理表面除锈，然后采用静电喷涂将步骤I得到的变电站接地网专用防腐导电涂料喷涂到接地网Q235碳钢上，静电喷雾的工艺参数为:喷涂电压60KV，气压0.5MPa，喷涂距离150mm，喷涂厚度0.3mm ;然后在固化炉中进行固化，温度为220°C，固化时间为30min，使其表面充分流平，最后表面浇水。
对实施例2喷涂了本发明变电站接地网专用防腐导电涂料的接地网Q235碳钢进行宏观分析，如图1所示，从图1中可以看到，等离子处理的碳纳米管在涂层中分布均匀，没有团聚现象。对实施例2喷涂了本发明变电站接地网专用防腐导电涂料的接地网Q235碳钢进行表面电阻率测试，结果显示:表面电阻率为0.52 X 10_2 Ω -m,接地电阻为13.4K Ω，而普通碳钢在土壤中的接触电阻为18.8ΚΩ，说明喷涂了本发明变电站接地网专用防腐导电涂料的接地网Q235碳钢接触电阻小。对实施例2喷涂了本发明变电站接地网专用防腐导电涂料的接地网Q235碳钢与普通碳钢试样测试极化曲线如图2所示，由图2可知，喷涂了本发明变电站接地网专用防腐导电涂料的接地网Q235碳钢的极化曲线极化率较大，通过计算机软件回归求出其在土壤中的腐蚀速度为0.0080121mm/a，而普通碳钢在土壤中的腐蚀速率为0.04287mm/a，喷涂了本发明变电站接地网专用防腐导电涂料的接地网Q235碳钢是普通碳钢接地网寿命的5倍多。图3为在不同泄流电流下，实施例2喷涂了本发明变电站接地网专用防腐导电涂料的接地网Q235碳钢与普通碳钢与土壤的接触电阻率曲线图。由图3可知，相同的泄流电流密度下，实施例2喷涂了本发明变电站接地网专用防腐导电涂料的接地网Q235碳钢与土壤的接触电阻率比普通碳 钢的小，完全可以满足接地网导电、泄流的要求。
权利要求
1.变电站接地网专用防腐导电涂料，其特征在于，按质量百分比由以下组分组成:环氧树脂粉末95-98%和碳纳米管2-5%，各组分质量百分比值之和为100%。
2.变电站接地网专用防腐导电涂料的喷涂方法，其特征在于，具体步骤如下: 步骤I，按质量百分比分别称取环氧树脂粉末95-98%和碳纳米管2-5%，各组分质量百分比值之和为100% ;对碳纳米管进行等离子处理，然后与环氧喷涂粉末混合搅拌至均匀，得到变电站接地网专用防腐导电涂料； 步骤2，对接地网表面除锈，然后采用静电喷涂将步骤I得到的变电站接地网专用防腐导电涂料喷涂到接地网上后固化，使其表面充分流平，最后表面浇水。
3.根据权利要求2所述的变电站接地网专用防腐导电涂料的喷涂方法，其特征在于，步骤I中等离子处理采用氧等离子发生器，工艺参数为:温度50-80°C，功率5-10W，氧气气压 0.15-0.3Mpa，处理时间 2_3min。
4.根据权利要求2或3所述的变电站接地网专用防腐导电涂料的喷涂方法，其特征在于，步骤2中除锈包括酸洗或喷砂处理。
5.根据权利要求4所述的变电站接地网专用防腐导电涂料的喷涂方法，其特征在于，步骤2中静电喷雾的工艺参数为:喷涂电压50-60KV，气压0.4-0.5MPa，喷涂距离100-150mm,喷涂厚度 0.2-0.3mm。
6.根据权利要求5所述的变电站接地网专用防腐导电涂料的喷涂方法，其特征在于，步骤2中固化在固化炉中进 行，温度为220°C，固化时间为20-30min。
全文摘要
本发明公开了一种变电站接地网专用防腐导电涂料，按质量百分比由以下组分组成环氧树脂粉末95-98%和碳纳米管2-5%，各组分质量百分比值之和为100%。本发明还公开了其喷涂方法，具体步骤如下步骤1，将2-5%等离子处理的碳纳米管与95-98%环氧树脂粉末混合均匀得到变电站接地网专用防腐导电涂料；步骤2，对接地网表面除锈，然后采用静电喷涂将步骤1得到的变电站接地网专用防腐导电涂料喷涂到接地网上后固化，使其表面充分流平，最后表面浇水。本发明变电站接地网专用防腐导电涂料导电性和防腐性好，其喷涂方法采用静电喷雾，保证碳纳米管与环氧树脂粉末均匀的在涂层中，避免液态涂料制备中碳纳米管的沉淀。
文档编号B05D5/12GK103214909SQ201310095009
公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月22日 优先权日2013年3月22日
发明者冯拉俊, 同培茹, 闫爱军 申请人:西安理工大学