張喜強(qiáng),羅啟濤

三棵樹涂料股份有限公司,福建莆田351100

摘要介紹了變壓器用涂料要求及涂裝工藝,對變壓器用涂料進(jìn)行了設(shè)計(jì)開發(fā),就影響涂層性能的樹脂類型交聯(lián)固化劑色漿催化劑稀釋劑等在應(yīng)用中的影響進(jìn)行了討論結(jié)果表明,產(chǎn)品的耐候性光澤豐滿度及防護(hù)性良好,很好地滿足了相關(guān)大型變壓器涂裝的工藝及產(chǎn)品防護(hù)性能的要求

關(guān)鍵詞變壓器用涂料丙烯酸-聚氨酯體系常溫固化型氟碳涂料油箱內(nèi)壁外壁

0前言

變壓器一般使用在戶外工業(yè)環(huán)境,環(huán)境相對比較惡劣,涂膜要常年經(jīng)受環(huán)境溫濕度的變化日曬雨淋及一些大氣酸雨或某些鹽霧物質(zhì)侵蝕等,對所涂裝的涂料產(chǎn)品質(zhì)量具有較高的要求,對大型高檔外用變壓器上的涂裝保護(hù)的要求更高變壓器涂料應(yīng)用于變壓器箱體外壁及油箱內(nèi)壁防護(hù),因變壓器規(guī)格品種及應(yīng)用環(huán)境的不同,其外壁防護(hù)性裝飾性要求也各異油箱內(nèi)存放變壓器油,長期使用,常年溫度在105℃以上,需要使用的涂料具有較好的耐油耐溫性能鋼鐵基面的機(jī)箱上進(jìn)行涂裝及應(yīng)用,還需要有良好的防銹性能的配套產(chǎn)品根據(jù)應(yīng)用環(huán)境和使用年限的要求,需要相應(yīng)的配套產(chǎn)品涂裝工藝和涂膜厚度滿足其使用防護(hù)性我公司在給某大型變壓器廠家產(chǎn)品進(jìn)行涂裝產(chǎn)品及工藝配套設(shè)計(jì)中,根據(jù)其應(yīng)用的要求,給出良好性價(jià)比的產(chǎn)品方案及應(yīng)用工藝,既滿足了其高檔長期使用的大型變壓器產(chǎn)品的涂裝保護(hù)要求,又滿足了其一般性涂裝保護(hù)的中檔產(chǎn)品的較好性價(jià)比的產(chǎn)品需要,并在產(chǎn)品應(yīng)用過程中,進(jìn)行了產(chǎn)品工藝適用性的涂裝,較好地將產(chǎn)品性能和配套產(chǎn)品涂裝工藝結(jié)合,滿足了用戶的使用工藝應(yīng)用要求本文將其設(shè)計(jì)應(yīng)用情況做一介紹,并對其中的一些影響因素進(jìn)行了探討

1變壓器涂裝工藝

變壓器型號規(guī)格的不同,則變壓器油箱表面處理涂裝工藝的方式也各異對于110kV級或以上級的油浸式電力變壓器,油箱典型的涂裝工藝過程工件拋丸吹灰清洗噴涂富鋅底漆二次處理補(bǔ)焊打磨補(bǔ)漆吹灰除塵上膩?zhàn)?span id="abmr9rr" class="myIcon">打磨涂裝環(huán)氧云鐵中涂檢查修補(bǔ)打砂除塵刷涂死角噴涂兩道面漆濕碰濕烘干[80～90℃×1～2h]配裝各種附件檢驗(yàn)合格后補(bǔ)漆或整臺噴漆交檢

2變壓器涂料涂裝設(shè)計(jì)

大型中高檔變壓器的耐候性外觀質(zhì)量附著力和防腐蝕性使用環(huán)境及保護(hù)年限的要求,一般分為5a以上及15a以上年限范圍的兩大類型丙烯酸聚氨酯涂料的綜合性能要比普通的醇酸涂料和氯化橡膠涂料好,保護(hù)壽命也大為增加,可以滿足達(dá)到5a以上的保護(hù)要求對于在更惡劣工業(yè)環(huán)境條件下使用的,使用年限要求更長達(dá)15a以上,如涂裝保護(hù)效果要求更高的高電壓高等級變壓器等,一般的丙烯酸聚氨酯涂料也不能夠滿足其防護(hù)要求,需要使用具有更高防護(hù)性能的涂料FEVE常溫固化氟碳涂料由三氟氯乙烯與乙烯基醚或酯聚合而成,因碳氟鍵的高鍵能短鍵長以及氟原子的低表面張力,氟樹脂顯示出優(yōu)異的耐候耐污防腐性能,在鋼結(jié)構(gòu)防腐和高檔建筑物的防護(hù)和裝飾上已得到應(yīng)用,高等級的變壓器的防護(hù)可采用FEVE常溫固化氟碳涂料防護(hù)根據(jù)ISO12944標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,涂料系統(tǒng)的耐久性分3個(gè)范圍:低LOW2～5a,中MEDIUM5～15a,高HIGH＞15a,對于涂膜厚度也有相應(yīng)的規(guī)定,并結(jié)合相應(yīng)腐蝕環(huán)境及使用壽命來確定結(jié)合變壓器的安裝使用環(huán)境,對于耐久性為5～15a的,推薦使用丙烯酸-聚氨酯體系對于耐久性為＞15a的,推薦使用常溫固化型氟碳-聚氨酯體系具體配套方案見表1

表 1 防護(hù)涂裝體系

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3試驗(yàn)部分

根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用要求,實(shí)驗(yàn)中選用了4種羥基丙烯酸樹脂進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其固含量皆為60%,羥基含量ⅠⅡⅢⅣ分別為2.8%,3.0%,2.6%,3.0%

3.1氟碳外壁涂料

采用FEVE氟樹脂為主要成膜物質(zhì),配合脂肪族多異氰酸酯固化交聯(lián)劑制成常溫固化型氟碳涂料,具有優(yōu)良的耐候性抗化學(xué)性防護(hù)性常溫固化型氟碳涂料已在國內(nèi)一些大型變壓器制造公司中進(jìn)行了應(yīng)用

3.2變壓器內(nèi)壁涂料

大型油浸式變壓器油箱內(nèi)壁長期浸漬變壓器油,溫度達(dá)105℃以上,使用環(huán)境對涂層的耐油性耐溫性要求較高,根據(jù)要求,進(jìn)行了配方設(shè)計(jì)并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),見表2

表 2 內(nèi)壁涂料試驗(yàn)配方

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3.3丙烯酸-聚氨酯外壁涂料參考配方見表3

表 3 丙烯酸 - 聚氨酯外壁涂料試驗(yàn)配方

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3.4檢測結(jié)果見表4

表 4 內(nèi)壁及外壁涂膜檢驗(yàn)結(jié)果

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4結(jié)果及討論

4.1樹脂的選擇

各種羥基丙烯酸樹脂因分子量大小及分布的不同合成單體的差異活性基團(tuán)密度的不同因而在干燥時(shí)間機(jī)械性能耐候性耐化學(xué)抗性顏料潤濕性及光澤豐滿度等性能方面存在很多差異,考慮到產(chǎn)品使用防護(hù)應(yīng)用的要求,變壓器箱體涂料多次涂裝烘烤工藝及對涂層的層間附著力較高的因素,選擇了幾種不同類型的樹脂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用測試,經(jīng)過設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn),比較了它們在光澤層間附著力豐滿度施工性能上涂膜硬度的表現(xiàn)差異檢驗(yàn)結(jié)果見表5考慮性能和性價(jià)比,選用丙烯酸樹脂Ⅰ和Ⅱ混拼,較好地滿足了綜合性能要求

表 5 丙烯酸樹脂性能比較結(jié)果

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注1評分方法,好為3分,一般為2分,差為1分

2層間附著力測試方法鐵板處理后,噴涂面漆一道30μm左右,80℃烘烤1h,再在其上噴涂一道面漆,80℃烘烤1h后,常溫晾干后,用劃格法測試

4.2固化劑的選擇

由于變壓器用涂料的耐候性耐油性等特殊要求,固化交聯(lián)劑可選擇脂肪族或脂環(huán)族類耐候性固化劑本實(shí)驗(yàn)工作選用了己二異氰酸酯的縮二脲或三聚體

4.3NCO/OH的影響

雙組分聚氨酯涂料NCO/OH一般為1.05～1.2但合適的應(yīng)用比例還需要通過試驗(yàn)來確定,以滿足性能的要求為準(zhǔn)若多異氰酸酯加入太少,不足以與羥基反應(yīng),則涂膜交聯(lián)度較低,耐溶劑性耐化學(xué)品性耐水性下降,甚至涂膜發(fā)軟若多異氰酸酯加入太多,則多余的NCO吸收空氣中潮氣轉(zhuǎn)化成脲,增加交聯(lián)密度,提高耐溶劑性耐化學(xué)品性,涂料的施工時(shí)限縮短NCO過多時(shí),涂膜較脆,層間附著力差實(shí)驗(yàn)中NCO/OH對涂膜性能的影響見表6

表 6  NCO/  OH 對涂膜性能的影響

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從表6可見,NCO/OH選擇1.0有較好的機(jī)械性能｜

4.4色漿的影響

實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)研磨色漿選用的樹脂不同,與基礎(chǔ)漆的相溶性好壞對成品涂料的光澤及層間附著力有影響,見表7

表 7 不同色漿對光澤的影響

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色漿A為特殊改性用樹脂,色漿B為醛酮樹脂研磨色漿由表7可見,所用基礎(chǔ)漆與色漿B相容良好,體現(xiàn)出更好的附著力

4.5催化劑的選擇

催化劑的作用,主要用來加速異氰酸酯基與活性氫化合物的反應(yīng)然而,能夠加速其反應(yīng)的催化劑盡管能夠有效地縮短干燥時(shí)間,但同時(shí)也縮短了雙組分涂料配漆后的適用期并且對噴涂施工的霧化性能有影響干燥時(shí)間與適用期兩者之間應(yīng)該很好地平衡,然后再確定催化劑的適當(dāng)用量合理的用量宜在0.03%～0.1%本實(shí)驗(yàn)選用月桂酸二丁基錫類催化劑,催化劑用量對涂料的影響見表8

表 8 催化劑用量的影響

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由表8可見,加入0.01%的催化劑即可滿足施工應(yīng)用的要求

4.6稀釋劑的影響

稀釋劑對涂料的施工性涂膜的流平及涂膜的光澤有很大的影響若選用大樹脂分子量可以提高涂膜性能,但黏度隨之提高,造成涂膜豐滿度差,同時(shí)會(huì)出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象針對在施工時(shí)容易出現(xiàn)拉絲從噴槍口到樣板之間拉出一條條絲狀物或干噴問題,選擇了不同沸點(diǎn)或揮發(fā)速度的溶劑搭配,并根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)整適宜的干速,進(jìn)一步保證了涂膜的質(zhì)量

5結(jié)論

針對變壓器用涂料防護(hù)使用性能及涂裝工藝的要求,進(jìn)行了產(chǎn)品及工藝的設(shè)計(jì),開發(fā)了用于變壓器油箱內(nèi)外壁涂裝的丙烯酸-聚氨酯體系涂料及配套工藝,比較了不同樹脂類型固化劑及色漿的種類催化劑的用量對變壓器用涂料涂層性能的影響情況,通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及檢驗(yàn),得到了性能優(yōu)異的變壓器油箱涂裝內(nèi)壁外壁用的涂料及配套產(chǎn)品工藝體系,產(chǎn)品的耐候性光澤豐滿度及防護(hù)性良好,經(jīng)國內(nèi)某大型變壓器廠使用效果良好,很好地滿足了相關(guān)大型變壓器涂裝的工藝及產(chǎn)品防護(hù)性能的要求