[发明专利]变压器用铝-有机硅-氟碳复合涂层材料结构及制备方法

说明书

本发明公开了一种变压器用铝‑有机硅‑氟碳复合涂层材料结构，它包括基体，基体上依次为铝底层、有机硅复合粘结层、氟碳复合涂层以及掺杂二氧化硅有机硅复合膜的防护层；制备方法为对变压器表面基体进行冷喷铝涂层，对冷喷铝后的涂层进行有机硅复合膜的喷涂得到有机硅复合粘结层，有机硅复合粘结层干燥后进行氟碳复合涂层的喷涂得到氟碳复合涂层，最后进行掺杂二氧化硅有机硅复合膜的防护层喷涂；制备结束后得到变压器用铝‑有机硅‑氟碳复合涂层材料结构；解决了现有技术的变压器涂层材料存在的不利于过程的环保、不利于现场施工及修补、防腐维修、维修难度大及成本高等技术问题。

技术领域

本发明属于复合涂层材料技术领域，尤其涉及一种变压器用铝-有机硅-氟碳复合涂层材料结构及制备方法。

背景技术

变压器是用来变换交流电压、电流而传输交流电能的一种静止的电器设备。它是根据电磁感应的原理实现电能传递的。变压器就其用途可分为电力变压器、试验变压器、仪用变压器及特殊用途的变压器等。变压器作为输电网络的重要组成部分，其工作环境多变，从工业大气环境到临海湿热海洋大气环境，变压器面临的环境温度、湿度、光照等都不相同，对变压器的安全稳定运行提出了极高的要求。变压器涂料应用于变压器箱体外壁及油箱内壁防护，因变压器规格品种及应用环境的不同，其防护性及装饰性要求也各异。油箱内存放变压器油，长期使用常年温度在105℃以上，需要使用的涂料具有较好的耐油耐温性能。在变压漆运行过程中，由于长时间处于较高的温度，这对表面防护涂层的结构和性能造成了较大的影响。同时光-热耦合作用也加速了变压器的腐蚀和老化，这就要求变压器的防腐涂层具有较好的导热性能。

涂料指物体表面在一定的条件下能形成薄膜而起保护作用的高分子材料。通常是以树脂为主，添加或不添加颜料、填料以及助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。因早期的涂料大多以植物油为主要原料，故又称作油漆。现在合成树脂已取代了植物油，故称为涂料。涂覆有机涂料是目前应用最广泛的防腐手段，可以给钢铁材料表面提供良好的防护性能，使金属材料暴露在各种腐蚀介质中时具有良好的防腐蚀性能。氨基烘漆是变压器防护涂料的重要品种之一，目前该行业使用的氨基烘漆烘烤温度一般都在100 ℃以上，甚至高达180 ℃，固化时间一般为60-120min，甲醛释放量较高，有明显的刺鼻味道。

为了解决变压器在高温热耦合情况下加速涂层的老化和失效，常规涂料采用底漆加面漆的配套体系，其中底漆采用环氧富锌漆，以环氧树脂作为涂料的主要成膜物质，聚酰胺树脂为固化剂。而面漆采用耐候型的氟碳树脂为主要成膜物质，异氰酸酯树脂为固化剂。底漆是油漆系统的第一层，用于提高面漆的附着力、增加面漆的丰满度、提供抗碱性、提供防腐功能等，同时可以保证面漆的均匀吸收，使油漆系统发挥最佳效果。在喷涂油漆前，一般需要对工件表面进行喷砂处理，提高表面粗糙度，从而提高底漆和工件之间的附着力。但喷砂过程一般会产生各种沙尘污染，不利于过程的环保。

在各种高分子材料之中，氟碳树脂塑料由于引入的氟元素电负性大，碳氟键键能强，使得氟碳树脂具有特别优越的各项特性：耐候性、耐热性、耐低温型、耐化学药品性，而且还具有独特的不粘性和低摩擦性。这些优良的特性，使得氟碳树脂广泛应用于建筑、化学工业、电气电子工业、机械工业、航空航天产业、家庭用品等各个领域。氟碳树脂家族常见的有PTFE、PVDF、FEVE、PVF四种。PTFE即聚四氟乙烯树脂。PTFE具有自润滑性。PVDF即聚偏二氟乙烯树脂主要作为建筑涂料应用于金属装饰板材保护涂层。上述两者氟碳涂层金属烤漆型，必须经过高温才能成膜，不能在常温下施工。FEVE（聚三氟氯乙烯/乙烯基醚树脂）是一种可常温固化的氟碳涂料。在常温下通过刷涂、辊涂、喷涂等普通涂装方法，将氟碳涂料涂覆在各种基材表面，形成氟碳保护涂层，极大拓展了氟碳涂料的应用范围。但该涂层需要在钢基体表面预先进行喷砂并沉积底漆，不利于现场施工及修补。