一种复合绝缘子的修复剂及其制备方法与流程

1.本发明公开一种复合绝缘子的清洗修复剂及其制备方法，属于电力外绝缘防护技术领域。


背景技术：

2.上世纪80年代我国开始复合绝缘子的研制，由于其具有优良的憎水性和憎水迁移性，可显著提高绝缘子的耐污闪电压，目前已经在大部分污秽严重地区和许多新建输电线路上广泛使用，据统计，中国挂网运行的复合绝缘子用量已经累计超过700万只以上(截止2014年，110kv及以上电压等级)。然而在长期运行过程中，受到各种因素的综合作用，包括电气、机械和环境因素，随着运行时间的增长，硅橡胶复合绝缘子会出现老化和污秽沉积，导致憎水性下降、伞裙变色、变硬、变脆、粉化、开裂、漏电起痕或电蚀损、端部密封失效、不明原因闪络、绝缘性能下降等现象，造成线路跳闸，影响电网安全稳定运行，在雨、雾等环境下有污闪的风险。
3.为了维持复合绝缘子的安全稳定运行，研制复合绝缘子性能恢复药剂和恢复方法，提高绝缘子运行维护水平，从而降低绝缘子闪络风险、延长复合绝缘子使用寿命具有重要意义。目前，对绝缘子表面的污秽清除大多采用高压水清洗或人工抹布擦拭方法。常见的酸、碱清洗液腐蚀破坏性强，家用洗涤剂除污秽能力差。专利号为cn102660410a的专利文献公开了一种rtv涂料绝缘子表面污秽清洗剂，该清洗剂地成功解决了绝缘子防污闪涂层表面以无机盐为主的污秽物的清洗难题，有效地保证了电力设备的安全运行，但该清洗剂对老化绝缘子无能为力，不能提高硅橡胶的憎水性和憎水迁移性。专利号为cn110747070 a的专利文献提供了一种具有硅橡胶清洗修复效果的清洗剂，能够在清洗后硅橡胶表面形成疏水层。但是该配方中大量使用乙醇、丙酮等纯有机溶剂，闪点低，存在安全隐患。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种复合绝缘子的修复剂，能够清除表面的污秽物，修复其外绝缘性能，延长绝缘子的服役寿命，提高电力设备的安全可靠性，为电力稳定运行提供重要支持，具有重大意义。
5.本发明的技术方案如下：
6.本发明的目的之一在于提供一种复合绝缘子的修复剂，按重量份数计，包括如下组分：环状聚硅氧烷1～10份、改性剂0.1～0.5份、表面活性剂1～8份、填料1～5份、助剂1～6份、复合溶剂20～80份和水60-160份。
7.优选的，所述复合绝缘子的修复剂按重量份数计，包括如下组分：环状聚硅氧烷5～8份、改性剂0.2～0.4份、表面活性剂3～6份、填料2～4份，助剂2～5 份、复合溶剂40～60份和水60-100份。
8.优选的，所述环状聚硅氧烷为六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷或十甲基环五硅氧烷中的至少一种。
9.优选的，所述改性剂为γ-[(2,3)-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷，γ-[(2,3)
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环氧丙氧]丙基三乙氧基硅烷或γ-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种。
[0010]
优选的，所述表面活性剂为十二烷基二甲基苄基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基(或十六烷基)三甲基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵或双(十八烷基)二甲基氯化铵中的至少一种。
[0011]
优选的，所述填料为粒径为50～200nm气相法二氧化硅或白炭黑。
[0012]
优选的，所述助剂为烷基苯磺酸钠、硫酸钠或甲苯碘酸钠的至少一种。
[0013]
优选的，所述复合溶剂为甲醇、乙醇、乙酸乙酯、丙酮中一种或几种和水的混合物。
[0014]
本发明的目的之二在于提供一种复合绝缘子的修复剂的制备方法，包括下述步骤：
[0015]
(1)将环状聚硅氧烷、改性剂、表面活性剂加入到复合溶剂中搅拌，生成含有活性基团的有机硅高分子乳液；
[0016]
(2)在有机硅高分子乳液中再加入填料和助剂，充分混合搅拌，出料即得修复剂。
[0017]
优选的，所述步骤(1)中搅拌混合过程如下：在室温条件下，优先将表面活性剂加入到复合溶剂中搅拌30～40min，提高温度为60～80℃，边搅拌边缓慢加入环状聚硅氧烷和改性剂，混合3～4h后得到白色乳液，搅拌速度保持300～800 r/min；所述步骤(2)中搅拌混合的反应条件为室温状态，搅拌速度保持在300～800 r/min。
[0018]
相较于现有技术，本发明的有益效果：
[0019]
1、本发明的修复剂中使用环状聚硅氧烷与改性剂发生反应后，生成羟基封端的，且侧链含有活性环氧基的聚硅氧烷，可与复合绝缘子表面发生化学反应，在硅橡胶表面生成一层结合力强的硅橡胶层，修复老化的绝缘子，恢复其绝缘性，增强其服役寿命；
[0020]
2、本发明添加表面活性剂，可以让反应形成的聚硅氧烷生成乳液，更好的分散在复合溶剂中，除此之外，表面活性剂还能降低复合溶剂的比表面能，使其更好的对污秽浸润、铺展，有利于污秽的去除；
[0021]
3、本发明在修复剂中还加入填料，部分填料能够与复合绝缘子表面摩擦，有利于去除污秽，另一部分填料还能与聚硅氧烷反应，增强新生成硅橡胶层的机械强度；
[0022]
4、本发明的修复剂中加入助剂，可与污秽表面的金属离子钙、镁、铁等络合，将其溶解；
[0023]
5、本发明的修复剂制备简单，成本低廉，实施便捷，污秽去除彻底，不损坏硅橡胶表面，不腐蚀绝缘子金属部件，因而利于推广。
具体实施方式
[0024]
下面结合较佳实施例对本发明做进一步的说明，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。
[0025]
实施例1
[0026]
一种复合绝缘子的修复剂，包括以下重量份的组分：六甲基环三硅氧烷1 份、γ-[(2,3)-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷0.1份、十二烷基二甲基苄基溴化铵1 份、50nm白炭黑1份、烷基苯磺酸钠1份、水60份、甲醇20份。
[0027]
上述复合绝缘子的修复剂，通过以下制备方法制得：
[0028]
(1)在室温条件下，将十二烷基二甲基苄基溴化铵加入到甲醇中搅拌30 min，提高温度为60℃，边搅拌边缓慢加入六甲基环三硅氧烷和γ-[(2,3)-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷，混合3h得到白色乳液，搅拌速度保持300r/min；
[0029]
(2)在室温状态下，保持搅拌速度为300r/min，将硫酸钠和50nm白炭黑缓慢加入上述白色乳液中充分混合搅拌，出料，即复合绝缘子的修复剂。
[0030]
实施例2
[0031]
一种复合绝缘子的修复剂，包括以下重量份的组分：六甲基环三硅氧烷10 份、γ-[(2,3)-环氧丙氧]丙基三乙氧基硅烷0.5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵8 份、50nm气相法二氧化硅5份、硫酸钠6份、水160份、甲醇40份。
[0032]
上述复合绝缘子的修复剂，通过以下制备方法制得：
[0033]
(1)在室温条件下，将十二烷基二甲基苄基氯化铵加入到甲醇中搅拌40 min，提高温度为80℃，边搅拌边缓慢加入六甲基环三硅氧烷和γ-[(2,3)-环氧丙氧]丙基三乙氧基硅烷，混合4h得到白色乳液，搅拌速度保持400r/min；
[0034]
(2)在室温状态下，保持搅拌速度为400r/min，将硫酸钠和50nm气相法二氧化硅缓慢加入上述白色乳液中充分混合搅拌，出料，即复合绝缘子的修复剂。
[0035]
实施例3
[0036]
一种复合绝缘子的修复剂，包括以下重量份的组分：八甲基环四硅氧烷5 份、γ-[(2,3)-环氧丙氧]丙基三乙氧基硅烷0.2份、十八烷基二甲基苄基氯化铵 2份、双(十八烷基)二甲基氯化铵1份、100nm白炭黑2份、甲苯碘酸钠2 份、水80份、乙酸乙酯20份。
[0037]
上述复合绝缘子的修复剂，通过以下制备方法制得：
[0038]
(1)在室温条件下，将十八烷基二甲基苄基氯化铵和双(十八烷基)二甲基氯化铵加入到乙酸乙酯中搅拌35min，提高温度为80℃，边搅拌边缓慢加入八甲基环四硅氧烷和γ-[(2,3)-环氧丙氧]丙基三乙氧基硅烷，混合3h得到白色乳液，搅拌速度保持600r/min；
[0039]
(2)在室温条件下，保持搅拌速度为600r/min，将甲苯碘酸钠和100nm 白炭黑缓慢加入到上述白色乳液中充分混合搅拌，出料，即复合绝缘子的修复剂。
[0040]
实施例4
[0041]
一种复合绝缘子的修复剂，包括以下重量份的组分：十甲基环五硅氧烷8 份、γ-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷0.4份、十二烷基三甲基氯化铵 6份、100nm白炭黑4份、甲苯碘酸钠5份、水100份、乙醇80份。
[0042]
上述复合绝缘子的修复剂，通过以下制备方法制得：
[0043]
(1)在室温条件下，将十二烷基三甲基氯化铵加入到乙醇中搅拌30min，提高温度为80℃，边搅拌边缓慢加入十甲基环五硅氧烷和γ-[(2,3)-环氧丙氧] 丙基甲基二甲氧基硅烷，混合4h得到白色乳液，搅拌速度保持400r/min；
[0044]
(2)在室温条件下，保持搅拌速度为400r/min，将甲苯碘酸钠和100nm 白炭黑缓慢加到上述白色乳液中充分混合搅拌，出料，即复合绝缘子的修复剂。
[0045]
实施例5
[0046]
一种复合绝缘子的修复剂，包括以下重量份的组分：六甲基环三硅氧烷3 份、十甲基环五硅氧烷3份、γ-[(2,3)-环氧丙氧]丙基三乙氧基硅烷0.2份、γ
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[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷0.1份、十二烷基三甲基苄基氯化铵2 份、十六烷基三甲基氯化铵2
份、200nm气相法二氧化硅3份、烷基苯磺酸钠 4份、水60份，乙醇80份、丙酮20份。
[0047]
上述复合绝缘子的修复剂，通过以下制备方法制得：
[0048]
(1)在室温条件下，将十二烷基三甲基苄基氯化铵和十六烷基三甲基氯化铵加入到丙酮中搅拌40min，再提高温度至80℃，边搅拌边缓慢加入六甲基环三硅氧烷和十甲基环五硅氧烷的混合物以及γ-[(2,3)-环氧丙氧]丙基三乙氧基硅烷和γ-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷的混合物，混合4h得到白色乳液，搅拌速度保持800r/min；
[0049]
(2)在室温条件下，保持搅拌速度为800r/min，将烷基苯磺酸钠和200nm 气相法二氧化硅缓慢加入到上述白色乳液中充分混合搅拌，出料，即复合绝缘子的修复剂。
[0050]
对比例1
[0051]
一种用于复合绝缘子的修复剂，包括以下重量份的组分：十甲基环五硅氧烷8份、十二烷基三甲基苄基氯化铵6份、100nm白炭黑4份、甲苯碘酸钠5 份、水100份，乙醇80份。
[0052]
上述用于复合绝缘子的修复剂，通过以下制备方法制得：
[0053]
(1)将表面活性剂加入到复合溶剂中搅拌30分钟，在温度为80℃，搅拌过程中缓慢加入环状聚硅氧烷，混合3小时得到白色乳液，搅拌速度保持400 r/min；
[0054]
(2)室温400r/min搅拌条件下，将助剂和填料缓慢加入复合溶剂中充分混合搅拌，出料，即复合绝缘子的修复剂。
[0055]
分别将实施例和对比制备的清洗修复剂喷扫到污秽硅橡胶绝缘子表面，保持2分钟，用抹布擦除，2h后测量绝缘子表面污秽盐密度、疏水等级和漆膜附着力。
[0056]
测试各实施例制备的清洗修复剂性能，如下表1。
[0057]
表1实施例1～6制备的清洗修复剂使用性能参数
[0058][0059][0060]
由表1可以看出，本技术制备的修复剂，能够有效的清除绝缘子表面污秽，并且憎水性明显提高，达到hc1级，而且，与实施例1～5相比，对比例没有添加改性剂，憎水性和附着力都有所降低。
[0061]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。