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文章概述了国内外的污闪事故、污闪成因、防污闪措施、室温硫化硅橡胶(RTV)防污闪原理及特点,探讨了RTV纳米复合材料的防污闪理论。首先,实验通过表面接枝技术对粉体进行化学改性,通过直接共混法与聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备复合涂料。详细研究了纳米粉体、分散剂、偶联剂、催化剂、以及分散工艺、特性粉体单一补强与协效补强作用等,对RTV涂料性能、电气性能、机械性能、阻燃性能、耐漏电起痕性能、耐污闪性能的影响。继而,研制出具有优异憎水性的RTV纳米复合防污闪材料,和高耐漏电起痕的高压绝缘室温硫化硅橡胶(HVIC)防污闪复合材料;针对于RTV涂层户外运行的特点,研究涂层的耐候性。
1、分别用氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)、2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)对氢氧化铝(ATH)进行粉体改性,采用FT-IR、TG、粒度分析仪等,分析改性后的ATH功能粉体特点。通过化学表面接枝改性后的粉体,经丙酮提取后,APTS与TDI没有被洗脱。探讨混炼工艺,并选取合适的制备方法:振荡工艺较适合制备低粘度的RTV纳米复合涂料,而高速搅拌分散工艺适合制备高粘度的HVIC。
2、研究振荡工艺、分散剂、偶联剂、催化剂对涂料、硫化涂层的影响,并通过少量纳米粉体提高RTV防污闪涂料的性能。随着振荡时间的增大,细度降低,粘度先下降后升高,表面电阻率增加;研制出新型的RTV纳米复合防污闪涂料,主要性能已经达到并超过DL/T627-2004《绝缘子用室温固化硅橡胶防污闪涂料》指标的要求,其中憎水角超过了道康宁RTV(憎水性108°)。
3、研究了大量粉体的填充对RTV的影响。采用SiO<,2>、Mg(OH)<,2>、Al(OH)<,3>,单独或协同填充RTV,研究涂层电阻率、硬度、抗拉强度、断裂伸长率、阻燃性的变化规律。单独一种粉体添加时,随着粉体量的增加,电阻率大幅降低,硬度升高,断裂强度增大,断裂伸长率先增大后减小。SiO<,2>对涂层机械性能提高较大,而Al(OH)<,3>对涂层的阻燃性提高较大。多种粉体的协同补强时,体积电阻率下降幅度减小,撕裂强度可提高至12.5kN/m,剪切强度可提高至1.5MPa,耐漏电起痕最大可达到4.5级,阻燃性达到FV-0。HVIC涂层的耐电痕、电蚀性能得到明显增强。通过80℃,120℃两种温度进行热老化,在热老化168小时后,最高体积电阻率可达4.7×10<12>Ω.m,断裂伸长率先增大后减小。高低温骤变实验表明,涂层附着力仍保持1级,憎水性没有明显减弱。酸碱浸泡实验表明,RTV纳米复合涂层比RTV无填料涂层的耐酸、耐碱性高。