專利名稱：一種防覆冰鋼芯鋁絞線的制備方法
技術領域：
本發明屬于電力工業領域，特別是涉及一種防覆冰鋼芯鋁絞線的制備方法。
背景技術：
高壓電線大多數采用鋼芯鋁絞線，將鋼芯的抗拉強度和鋁的導電性能結合為一 體，裸露的鋁導線容易發生氧化反應在表面生成一層氧化膜，在沿海地區和酸雨頻發地區 非常容易發生腐蝕形成一層鋁的鹽膜，這些氧化膜和鹽膜非常容易吸附灰塵和吸附水分， 嚴重影響導線的性能，而且這種影響隨著服役時間延長而明顯加重。在-5-0°C的低溫下，鋼 芯鋁絞線吸附水分非常容易凝結成覆冰，覆冰將增加導線和塌架的負荷，覆冰超過一定厚 度將會導致斷線和塌架坍塌等災害事故，2008年發生在湖南和貴州等地的凍雨災害就是很 好例證。近年來，凍雨災害頻發，已經成為影響我國南方供電網絡安全的主要因素之一，防 止覆冰和有效清除冰凌已經成為供電系統的難點和焦點之一。通過提高塌架和導線的設計 強度以及采用機械除冰和熱熔冰都可以減少覆冰災害，但是這將導致投入增大。通過提高 鋼芯鋁導線本身的防覆冰性能是行之有效的方法，可以從根本上減輕或避免覆冰災害。申 請號為200820133543.0的中國專利公開了一種防冰雪鋼芯鋁絞線，該專利通過在原來鋼 芯鋁導線包覆一層鋁以提高防冰雪性能，該專利的不足之處是無法從根本上解決凍雨引起 的結冰現象；申請號為200910086997.6的中國專利公開了一種抑制輸電裸導線表面覆冰 的方法，在導線表面制備一層憎水氟硅烷涂層，該專利的不足之處是制備時間長，如表面修 飾工序12小時，加熱工序2小時，無法滿足鋼芯鋁絞線的工業化連續生產。
發明內容
本發明針對現有防覆冰鋼芯鋁絞線制備技術的不足，提供一種工藝簡單、操作方 便和效率高的防覆冰鋼芯鋁絞線的制備方法。本發明是通過以下方式實施的一種防覆冰鋼芯鋁絞線的制備方法，以鋼芯鋁絞線為基體，通過表面預處理、預 熱、靜電噴涂防覆冰涂料、加熱塑化和自然冷卻等工序得到防覆冰鋼芯鋁絞線，通過調整預 熱溫度、靜電噴涂電壓和氣壓控制防覆冰涂層總厚度。表面預處理溶液組成和工藝參數植 酸30-50g/L，氧化鋅5-9g/L，8-羥基喹啉0. 1-0. 3g/L，室溫，浸漬Umin ；預熱工藝參數 溫度330-350°C，時間3-5分；底層涂料組成和靜電噴涂工藝參數底層涂料由聚苯硫醚、氟 樹脂和無機填料組成，氟樹脂為聚全氟乙丙烯、聚四氟乙烯和可熔性聚四氟乙烯中的一種， 無機填料為二氧化點狀覆冰和底面出現不連續冰凌，超過4 不連續冰凌出現剝落現象。 防覆冰鋼芯鋁絞線制備工藝流程為鋼芯鋁絞線一表面預處理一預熱一靜電噴涂底層涂料 —靜電噴涂面層一加熱塑化一冷卻一防覆冰鋼芯鋁絞線。實施例2表面預處理溶液組成和工藝參數植酸50g/L，氧化鋅9g/L，8_羥基喹啉0. 3g/L， 室溫，浸漬Imin ；預熱工藝參數溫度350°C，時間3分；底層涂料中各組分質量百分比和靜電噴涂工藝參數聚苯硫醚樹脂30 %，聚全氟乙丙烯60 %，三氧化二鉻10 %，噴涂電壓為 50kV，噴涂壓力0. 2MPa，涂層厚度為20um ；面層涂料組成和靜電噴涂工藝參數面層采用純 聚全氟乙丙烯，噴涂電壓為70kV，噴涂壓力0. 4MPa，涂層厚度為25um ；塑化工藝參數溫度 280°C，時間IOMin ；冷卻至室溫即得到防覆冰鋼芯鋁絞線，防覆冰涂層總厚度為45um。防覆 冰模擬實驗條件和現象覆冰室溫度為_2°C，水溫為0°C ；未經過防覆冰處理的鋼芯鋁導線 12h出現覆冰，24h形成連續覆冰，覆冰厚度隨噴淋時間延長而明顯增加，4 覆冰厚度超過 IOmm ；該防覆冰鋼芯鋁絞線24h無覆冰，4 導線下部出現點狀覆冰，7 下部出現不連續冰 凌，冰凌剝落現象明顯。防覆冰鋼芯鋁絞線制備工藝流程同實施例1。實施例3表面預處理溶液組成和工藝參數植酸40g/L，氧化鋅79g/L，8_羥基喹啉0. 2g/ L，室溫，浸漬aiiin ；預熱工藝參數溫度340°C，時間4分；底層涂料中各組分質量百分比 和靜電噴涂工藝參數聚苯硫醚樹脂37 %，可熔性聚四氟乙烯58 %，石墨5 %，噴涂電壓為 70kV，噴涂壓力0. IMPa，涂層厚度為16um ；面層涂料組成和靜電噴涂工藝參數面層采用 純氟樹脂，氟樹脂為聚全氟乙丙烯、聚四氟乙烯和可熔性聚四氟乙烯中的一種，噴涂電壓為 40-70kV,噴涂壓力0. 6MPa，涂層厚度為36um ；塑化工藝參數溫度300°C，時間8Min ；冷卻 至室溫即得到防覆冰鋼芯鋁絞線，防覆冰涂層總厚度為52um。防覆冰模擬實驗條件和現象 覆冰室溫度為_3°C，水溫為0. 5°C ；未經過防覆冰處理的鋼芯鋁導線證出現覆冰，18h形成 連續覆冰，覆冰厚度隨噴淋時間延長而明顯增加，4 覆冰厚度超過15mm ；該防覆冰鋼芯鋁 絞線24h無覆冰，4 導線下部出現點狀覆冰，7 下部出現不連續冰凌，有冰凌剝落現象。 防覆冰鋼芯鋁絞線制備工藝流程同實施例1。鈦、三氧化二鉻和石墨中的一種，各組分質量 百分比為聚苯硫醚樹脂30-40%，氟樹脂50-60%，無機填料5-10%，噴涂電壓為40_70kV， 噴涂壓力0. 1-0. 3MPa，涂層厚度為15-20um ；面層涂料組成和靜電噴涂工藝參數面層采用 純氟樹脂，氟樹脂為聚全氟乙丙烯、聚四氟乙烯和可熔性聚四氟乙烯中的一種，噴涂電壓為 40-70kV,噴涂壓力0. 2-0. 6MPa,涂層厚度為25_40um ；塑化工藝參數溫度280_320°C，時間 5-10Min ；自然冷卻至室溫即得到防覆冰鋼芯鋁絞線，防覆冰涂層總厚度為40-60um。防覆 冰模擬實驗調整覆冰室溫度為-5 0°C，控制水溫為0 1. 0°C，將鋼芯鋁絞線和防覆冰 鋼芯鋁絞線同時置入覆冰室，將水連續噴淋到導線上，通過視窗觀察發生覆冰時間和覆冰 結構，從而判斷防覆冰效果；防覆冰鋼芯鋁絞線的制備工藝流程為鋼芯鋁絞線一表面預 處理一預熱一靜電噴涂底層涂料一靜電噴涂面層涂料一加熱塑化一冷卻一防覆冰鋼芯鋁 絞線。本發明防覆冰鋼芯鋁絞線的優點在于采用含植酸及其鹽的溶液對鋼芯鋁絞線進行表面預處理在其表面上形成一層植 酸鹽化學轉化膜，有利于提高涂層的結合強度；防覆冰涂層采用復合涂層技術，將氟樹脂和 聚苯硫醚樹脂和氟樹脂有機地結合為一體，既滿足了防覆冰要求，又克服了氟樹脂涂層與 鋼芯鋁絞線結合強度低的缺點；采用對鋼芯鋁絞線預熱后再靜電噴涂工藝提高涂層均勻性 和噴涂效率；防覆冰效果明顯，同時具有防腐蝕和防污性能；本發明工藝簡單、操作方便和 效率高，特別適合于新鋼芯鋁絞線的連續化生產。
具體實施例方式下面給出本發明的三個最佳實施例實施例1表面預處理溶液組成和工藝參數植酸30g/L，氧化鋅5g/L，8_羥基喹啉0. lg/L， 室溫，浸漬:3min ；預熱工藝參數溫度330°C，時間5分；底層涂料中各組分質量百分比和靜 電噴涂工藝參數聚苯硫醚樹脂40 %，聚四氟乙烯52 %，二氧化鈦8 %，噴涂電壓為40kV，噴 涂壓力0. 3MPa，涂層厚度為15um ；面層涂料組成和靜電噴涂工藝參數面層采用純聚四氟 乙烯，噴涂電壓為40kV，噴涂壓力0. 6MPa，涂層厚度為35um ；塑化工藝參數溫度330°C，時 間IOMin ；冷卻至室溫即得到防覆冰鋼芯鋁絞線，防覆冰涂層總厚度為50um。防覆冰模擬實 驗條件和現象覆冰室溫度為_5°C，水溫為1. 0°C;未經過防覆冰處理的鋼芯鋁導線Ih出現 覆冰，池形成連續覆冰，覆冰厚度隨噴淋時間延長而明顯增加，24h覆冰厚度超過20mm ；該 防覆冰鋼芯鋁絞線24h導線下部出現點狀覆冰，4 導線上部出現。
權利要求
1.一種防覆冰鋼芯鋁絞線的制備方法，以鋼芯鋁絞線為基體，其特征是通過表面預處 理、預熱、靜電噴涂防覆冰涂料、加熱塑化和冷卻工序得到防覆冰鋼芯鋁絞線，通過調整預 熱溫度、靜電噴涂電壓和氣壓控制防覆冰涂層總厚度；表面預處理溶液組成和工藝參數 植酸30-50g/L，氧化鋅5-9g/L，8-羥基喹啉0. 1-0. 3g/L，室溫，浸漬Umin ；預熱工藝參 數溫度330-350°C，時間3-5分；防覆冰涂料分為底層涂料和面層涂料；底層涂料組成和 靜電噴涂工藝參數底層涂料由聚苯硫醚、氟樹脂和無機填料組成，各組分質量百分比為 聚苯硫醚樹脂30-40%，氟樹脂50-60%，無機填料5-10%，噴涂電壓為40_70kV，噴涂氣壓 為0. 1-0. 3MPa，涂層厚度為15-20um ；面層涂料組成和靜電噴涂工藝參數面層采用氟純樹 脂，噴涂電壓為40-70kV，噴涂壓力0. 2-0. 6MPa，涂層厚度為25_40um ；塑化工藝參數溫度 280-320°C，時間5-lOMin ；冷卻至室溫即得到防覆冰鋼芯鋁絞線，涂層總厚度為40_60um。
2.根據權利要求1所述的一種防覆冰鋼芯鋁絞線的制備方法，其特征是，氟樹脂為聚 全氟乙丙烯、聚四氟乙烯和可熔性聚四氟乙烯中的一種，無機填料為二氧化鈦、三氧化二鉻 和石墨中的一種。
全文摘要
一種防覆冰鋼芯鋁絞線的制備方法，屬于電力工業領域。本發明以鋼芯鋁絞線為基體，通過表面預處理、預熱、靜電噴涂防覆冰涂料、加熱塑化和自然冷卻等工序得到防覆冰鋼芯鋁絞線，通過調整預熱溫度、靜電噴涂電壓和氣壓控制防覆冰涂層總厚度。表面預處理溶液組成和工藝參數植酸30-50g/L，氧化鋅5-9g/L，8-羥基喹啉0.1-0.3g/L，室溫，浸漬1-3min；預熱工藝參數溫度330-350℃，時間3-5分；防覆冰涂料分為底層涂料和面層涂料，底層涂料由聚苯硫醚、氟樹脂和無機填料組成，面層采用純氟樹脂；塑化工藝參數溫度280-320℃，時間5-10min；冷卻至室溫即得到防覆冰鋼芯鋁絞線，涂層總厚度為40-60μm。本發明工藝簡單、操作方便和效率高，特別適于新鋼芯鋁絞線的連續化生產，防覆冰效果好。
文檔編號H01B13/22GK102097187SQ20111004137
公開日2011年6月15日 申請日期2011年2月21日 優先權日2011年2月21日
發明者管從勝, 金麗勇 申請人:山東大學