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盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂及其制备方法与应用

盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂及其制备方法与应用

IPC分类号 : C09D9/00

申请号
CN202010043556.4
可选规格
  • 专利类型: 发明专利
  • 法律状态: 有权
  • 申请日: 2020-01-15
  • 公开号: 111154324B
  • 公开日: 2020-05-15
  • 主分类号: C09D9/00
  • 专利权人: 武汉理工大学

专利摘要

本发明提供了盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂及其制备方法与应用,脱除剂能够在室温下快速强力脱除涂层,同时不损伤绝缘子。脱除剂成分配比为:四甲基氢氧化铵2%~4%,乙醇10%~15%,二乙胺8%~15%,四氢呋喃35%~45%,乙二醇苯醚5%~12%,N‑辛基吡咯烷酮5%~12%,渗透剂3%~5%;或者氢氧化钾2%~4%,乙醇10%~15%,二乙胺8%~15%,丁酮35%~45%,二甲基亚砜5%~12%,丁腈5%~12%,渗透剂3%~5%;或者乙醇钠2%~4%,乙醇10%~15%,二乙胺8%~15%,丁酮35%~45%,乙二醇苯醚5%~12%,N‑辛基吡咯烷酮5%~12%,渗透剂3%~5%。

权利要求

1.一种盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂,其特征在于,成分配比为:

按照质量百分比计,包括:四甲基氢氧化铵2%~4%,乙醇10%~15%,二乙胺8%~15%,四氢呋喃35%~45%,乙二醇苯醚5%~12%,N-辛基吡咯烷酮5%~12%,渗透剂3%~5%。

2.一种盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂,其特征在于,成分配比为:

按照质量百分比计,包括:氢氧化钾2%~4%,乙醇10%~15%,二乙胺8%~15%,丁酮35%~45%,二甲基亚砜5%~12%,丁腈5%~12%,渗透剂3%~5%。

3.一种盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂,其特征在于,成分配比为:

按照质量百分比计,包括:乙醇钠2%~4%,乙醇10%~15%,二乙胺8%~15%,丁酮35%~45%,乙二醇苯醚5%~12%,N-辛基吡咯烷酮5%~12%,渗透剂3%~5%。

4.根据权利要求1~3中任意一项所述的盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂,其特征在于:

其中,每种成分配比中均还包括2%~5%的添香剂。

5.根据权利要求1所述的盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂,其特征在于:

成分配比为:四甲基氢氧化铵3%,乙醇14%,二乙胺13%,四氢呋喃41%,乙二醇苯醚10%,N-辛基吡咯烷酮10%,渗透剂5%,添香剂4%。

6.根据权利要求2所述的盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂,其特征在于:

成分配比为:氢氧化钾4%,乙醇15%,二乙胺13%,丁酮41%,二甲基亚砜9%,丁腈9%,渗透剂5%,添香剂4%。

7.根据权利要求1所述的盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂,其特征在于:

成分配比为:乙醇钠2%,乙醇13%,二乙胺15%,丁酮41%,乙二醇苯醚10%,N-辛基吡咯烷酮10%,渗透剂5%,添香剂4%。

8.根据权利要求1~3中任意一项所述的盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂,其特征在于:

其中,渗透剂采用分子量为400的聚乙烯醇。

9.根据权利要求1~3中任意一项所述的盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂,其特征在于:

其中,添香剂采用异长叶烷酮。

10.将权利要求1至9中任意一项所述的盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂用于脱除或者回收盘式绝缘子表面的硅橡胶涂层。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在室温下快速强力脱除废旧盘式绝缘子表面硅橡胶涂层的脱除剂及其制备方法与应用。

技术背景

盘式绝缘子是输电线路的重要组成设备,主要用于悬挂和固定输电线,同时使输电线对铁塔绝缘。传统的玻璃或陶瓷制绝缘子具有长期的使用寿命,但其防污闪性能难以满足特高压或超高压输变电电路的绝缘要求,通常在玻璃或陶瓷制绝缘子表面涂覆室温硫化硅橡胶(RTV)涂层以增强其防污闪能力。RTV涂层不仅具有良好的自清洁性能,可以有效防止灰尘等固体颗粒在绝缘子上积累,而且具有优异的憎水迁移性有效地提升绝缘子表面的防污闪能力,从而保证特高压或超高压输变电网的安全运行。

尽管绝缘子表面硅橡胶涂层的自清洁和防污闪性能良好,但是由于RTV是一种有机聚合物材料,长期处于大气环境中的特高压条件下,随着使用时间的延长,聚合物链因氧化而发生断裂降解,导致其憎水性和憎水迁移性下降甚至丧失,从而失去防污闪性能。一旦绝缘子失去防污闪性能,在潮湿环境中与绝缘子表面发生闪络,影响输变电网的安全运行,甚至导致大面积停电事故。上个世纪90年代,涂覆硅橡胶涂层的绝缘子在我国挂网上线,已服役30年,这一批绝缘子正处在大规模更新换代的阶段。对于表面老化的绝缘子,通常采用两种途径进行相应处理:一是在硅橡胶涂层破损的绝缘子表面重新涂覆RTV涂层;二是直接用涂覆RTV涂层的新绝缘子替换失去防污闪性能的绝缘子。

采用第一种处理方式存在两个缺陷:其一是由于RTV涂层老化和表面污秽的存在,新、旧涂层间的粘接强度不够,复涂RTV涂层难以恢复到第一次涂覆RTV涂层的使用寿命和防污闪能力;其二是由于RTV涂层老化和表面积污使得涂层表面的粗糙度增大,而且随着复涂次数的增加表面粗糙度被成倍放大,绝缘表面的自清洁性能和防污闪性都降低。因此复涂一定次数后,就必须采用第二种处置方式,即直接用涂覆RTV涂层的新绝缘子替换旧绝缘子,这样势必造成大量的废弃物。大量的此类绝缘子已无法修复再用,进行更换废弃。但由于废弃绝缘子组成和结构都很复杂以及RTV涂层的表面惰性,目前还没有找到一种十分有效的处置回收再利用的途径。

结构完好的废弃绝缘子虽然表面的RTV涂层无法修复再利用,但其中的玻璃或陶瓷材料结构和力学性能还完好无损,研发一种快速高效剥离绝缘子表面RTV涂层的技术,实现对玻璃或陶瓷的绝缘子结构的再生利用,具有重要的社会经济效益和环保价值。

室温硫化硅橡胶(RTV)是体型聚合物材料,主链由硅和氧原子交替构成并呈螺旋状排列,侧基是通过硅原子与有机基团连接构成,属于半无机高分子化合物。硅橡胶主链上Si-O的键能(451kJ/mo1)比C-C的键能(345kJ/mo1)高很多;同时,室温硫化硅橡胶在使用过程中形成交联结构,交联位点抑制了分子链的相对运动。所以硅橡胶具有较高的热稳定性、化学稳定性和耐候性,通常能在200℃下长时间使用。如下所示,为硅橡胶的分子结构,其中R和R'代表不同的有机官能团。

硅橡胶优异的性能使其在多个领域得到了广泛应用。但是,硅橡胶良好的热稳定性和化学稳定性也对废弃硅橡胶的回收利用造成了阻碍,国内外研究人员针对废弃硅橡胶的降解回收进行了大量的研究工作。从酸催化裂解,碱催化裂解,高温裂解等多个角度对硅橡胶的降解回收进行了探索,尽管能够部分回收硅氧烷单体和硅橡胶中的填料,但始终存在处理温度高,时间长,对回收设备危害大,反应安全系数低等缺点。现有研究普遍使用的降解温度在110℃以上,处理时间至少6h,降解回收效率低;除此之外,加酸催化使设备腐蚀,碱催化易发生局部过热,可能引发爆炸,安全性较差。目前尚无一种可用于快速高效降解硅橡胶的技术方案。因此,要实现对废弃涂覆RTV涂层盘式绝缘子的回收利用,势必要找一种低温、安全、高效降解硅橡胶的处理方式。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的,目的在于提供一种盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂及其制备方法与应用,脱除剂能够在室温下快速强力脱除形成在废旧盘式绝缘子表面的硅橡胶涂层,同时不损伤绝缘子部件。

本发明为了实现上述目的,采用了以下方案:

<脱除剂>

本发明提供了一种盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂,其特征在于,成分配比为以下三种中的任意一种:

第一种成分配比,按照质量百分比计,包括:四甲基氢氧化铵2%~4%,乙醇10%~15%,二乙胺8%~15%,四氢呋喃35%~45%,乙二醇苯醚5%~12%,N-辛基吡咯烷酮5%~12%,渗透剂3%~5%;

第二种成分配比,按照质量百分比计,包括:氢氧化钾2%~4%,乙醇10%~15%,二乙胺8%~15%,丁酮35%~45%,二甲基亚砜5%~12%,丁腈5%~12%,渗透剂3%~5%;

第三种成分配比,按照质量百分比计,包括:乙醇钠2%~4%,乙醇10%~15%,二乙胺8%~15%,丁酮35%~45%,乙二醇苯醚5%~12%,N-辛基吡咯烷酮5%~12%,渗透剂3%~5%。

优选地,本发明提供的盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂还可以具有以下特征:每种成分配比中均还包括2%~5%的添香剂,复配添香剂可以改善脱除剂的气味。

优选地,本发明提供的盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂还可以具有以下特征:采用第一种成分配比,并且第一种成分配比为:四甲基氢氧化铵3%,乙醇14%,二乙胺13%,四氢呋喃41%,乙二醇苯醚10%,N-辛基吡咯烷酮10%,渗透剂5%,添香剂4%。

优选地,本发明提供的盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂还可以具有以下特征:采用第一种成分配比,并且第一种成分配比为:四甲基氢氧化铵3%,乙醇14%,二乙胺13%,四氢呋喃41%,乙二醇苯醚10%,N-辛基吡咯烷酮10%,渗透剂5%,添香剂4%。

优选地,本发明提供的盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂还可以具有以下特征:采用第二种组分,并且第二种成分配比为:氢氧化钾4%,乙醇15%,二乙胺13%,丁酮41%,二甲基亚砜9%,丁腈9%,渗透剂5%,添香剂4%。

优选地,本发明提供的盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂还可以具有以下特征:采用第三种成分配比,并且第三种成分配比为:乙醇钠2%,乙醇13%,二乙胺15%,丁酮41%,乙二醇苯醚10%,N-辛基吡咯烷酮10%,渗透剂5%,添香剂4%。

优选地,本发明提供的盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂还可以具有以下特征:渗透剂采用分子量为400的聚乙烯醇(PEG-400)。

优选地,本发明提供的盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂还可以具有以下特征:添香剂采用异长叶烷酮。

<制备方法>

进一步,本发明还提供了制备上述<脱除剂>的方法,其特征在于,包括:

按第一种成分配比,将四甲基氢氧化铵溶于乙醇中,并搅拌均匀;随后按比例加入乙二醇苯醚和N-辛基吡咯烷酮并搅拌均匀;再向其中按比例添加渗透剂并搅拌混合均匀;最后将混合溶液与二乙胺和四氢呋喃按比例混合并搅拌均匀,制备得到脱除剂;或

按第二种成分配比,将氢氧化钾溶于乙醇中,并搅拌均匀;随后按比例加入二甲基亚砜和丁腈并搅拌均匀;再向其中按比例添加渗透剂并搅拌混合均匀;最后将混合溶液与二乙胺和丁酮按比例混合并搅拌均匀,制备得到脱除剂;或

按第三种成分配比,将乙醇钠溶于乙醇中,并搅拌均匀;随后按比例加入乙二醇苯醚和N-辛基吡咯烷酮并搅拌均匀;再向其中按比例添加渗透剂并搅拌混合均匀;最后将混合溶液与二乙胺和四氢呋喃按比例混合并搅拌均匀,制备得到脱除剂。

特别是,在本发明提供的脱除剂的制备方法中:所有操作都是在室温下进行。

本发明所制备的脱除剂既可以在室温20℃左右使用,也可以在55℃较高的温度环境下使用,适用范围较为广泛,并且稳定性比较好。

<应用>

进一步,本发明还将上述<脱除剂>用于脱除或者回收盘式绝缘子表面的硅橡胶涂层。

发明的作用与效果

本发明所提供的盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂,在溶胀硅橡胶的同时使硅橡胶分子链蜷缩,提升硅橡胶分子链裂解成环概率,有效地促使硅橡胶大分子裂解成环,并促进断链作用深入至内层分子链中,而不仅仅停留在表面,各个成分协同作用,使得脱除剂具有强力高效脱除的性能,在室温下就能够快速强力脱除废旧绝缘子表面的硅橡胶涂层,并且不损伤绝缘子部件表面;进一步,在脱除硅橡胶涂层之后,通过过滤,可以分离脱除的硅橡胶涂层和脱除剂,脱除剂可以回收重复利用,而硅橡胶涂层可以用做再生产RTV的填料,因而还可以实现对大量废弃盘式绝缘子的回收利用;对于降低特高压或超高压电网的维护成本和提高材料的利用效率、资源再利用和节能环保都具有重大的意义,非常适合推广使用。

附图说明

图1是本发明实施例制备的盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂的脱除效果示意图,其中(a)至(c)为脱除前,(d)至(f)为脱除后;

图2是本发明实施例涉及的各实施例脱除剂的脱除时间对比图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明涉及的盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂及其制备方法与应用的具体实施方案进行详细地说明。以下组成中的百分比均表示质量百分比。

<实施例一>

脱除剂组成:四甲基氢氧化铵3%,乙醇14%,二乙胺13%,四氢呋喃41%,乙二醇苯醚10%,N-辛基吡咯烷酮10%,PEG-400 5%,异长叶烷酮4%。

制备方法:

在室温下,按照以上比例关系,将四甲基氢氧化铵溶于乙醇中,并搅拌均匀;随后按比例加入乙二醇苯醚和N-辛基吡咯烷酮并搅拌均匀;再向其中按比例添加PEG-400和异长叶烷酮并搅拌混合均匀;最后将混合溶液与二乙胺和四氢呋喃按比例混合并搅拌均匀,制备得到脱除剂。

<实施例二>

脱除剂组成:四甲基氢氧化铵2%,乙醇13%,二乙胺12%,四氢呋喃44%,乙二醇苯醚10%,N-辛基吡咯烷酮10%,PEG-400 5%,异长叶烷酮4%。

制备方法:

在室温下,按照以上比例关系,将四甲基氢氧化铵溶于乙醇中,并搅拌均匀;随后按比例加入乙二醇苯醚和N-辛基吡咯烷酮并搅拌均匀;再向其中按比例添加PEG-400和异长叶烷酮并搅拌混合均匀;最后将混合溶液与二乙胺和四氢呋喃按比例混合并搅拌均匀,制备得到脱除剂。

<实施例三>

脱除剂组成:四甲基氢氧化铵4%,乙醇15%,二乙胺14%,四氢呋喃40%,乙二醇苯醚9%,N-辛基吡咯烷酮9%,PEG-400 5%,异长叶烷酮4%。

制备方法:

在室温下,按照以上比例关系,将四甲基氢氧化铵溶于乙醇中,并搅拌均匀;随后按比例加入乙二醇苯醚和N-辛基吡咯烷酮并搅拌均匀;再向其中按比例添加PEG-400和异长叶烷酮并搅拌混合均匀;最后将混合溶液与二乙胺和四氢呋喃按比例混合并搅拌均匀,制备得到脱除剂。

<实施例四>

脱除剂组成:四甲基氢氧化铵3%,乙醇14%,二乙胺13%,四氢呋喃45%,乙二醇苯醚8%,N-辛基吡咯烷酮8%,PEG-400 5%,异长叶烷酮4%。

制备方法:

在室温下,按照以上比例关系,将四甲基氢氧化铵溶于乙醇中,并搅拌均匀;随后按比例加入乙二醇苯醚和N-辛基吡咯烷酮并搅拌均匀;再向其中按比例添加PEG-400和异长叶烷酮并搅拌混合均匀;最后将混合溶液与二乙胺和四氢呋喃按比例混合并搅拌均匀,制备得到脱除剂。

<实施例五>

脱除剂组成:四甲基氢氧化铵4%,乙醇15%,二乙胺14%,四氢呋喃43%,乙二醇苯醚8%,N-辛基吡咯烷酮8%,PEG-400 4%,异长叶烷酮4%。

制备方法:

在室温下,按照以上比例关系,将四甲基氢氧化铵溶于乙醇中,并搅拌均匀;随后按比例加入乙二醇苯醚和N-辛基吡咯烷酮并搅拌均匀;再向其中按比例添加PEG-400和异长叶烷酮并搅拌混合均匀;最后将混合溶液与二乙胺和四氢呋喃按比例混合并搅拌均匀,制备得到脱除剂。

<实施例六>

脱除剂组成:四甲基氢氧化铵2%,乙醇13%,二乙胺12%,四氢呋喃40%,乙二醇苯醚12%,N-辛基吡咯烷酮12%,PEG-400 5%,异长叶烷酮4%。

制备方法:

在室温下,按照以上比例关系,将四甲基氢氧化铵溶于乙醇中,并搅拌均匀;随后按比例加入乙二醇苯醚和N-辛基吡咯烷酮并搅拌均匀;再向其中按比例添加PEG-400和异长叶烷酮并搅拌混合均匀;最后将混合溶液与二乙胺和四氢呋喃按比例混合并搅拌均匀,制备得到脱除剂。

<实施例七>

脱除剂组成:氢氧化钾4%,乙醇15%,二乙胺13%,丁酮41%,二甲基亚砜9%,丁腈9%,PEG-400 5%,异长叶烷酮4%。

制备方法:

在室温下,按照以上比例关系,将氢氧化钾溶于乙醇中,并搅拌均匀;随后按比例加入二甲基亚砜和丁腈并搅拌均匀;再向其中按比例添加PEG-400和异长叶烷酮并搅拌混合均匀;最后将混合溶液与二乙胺和丁酮按比例混合并搅拌均匀,制备得到脱除剂。

<实施例八>

脱除剂组成:乙醇钠2%,乙醇13%,二乙胺15%,丁酮41%,乙二醇苯醚10%,N-辛基吡咯烷酮10%,PEG-400 5%,异长叶烷酮4%。

制备方法:

在室温下,按照以上比例关系,将乙醇钠溶于乙醇中,并搅拌均匀;随后按比例加入乙二醇苯醚和N-辛基吡咯烷酮并搅拌均匀;再向其中按比例添加PEG-400和异长叶烷酮并搅拌混合均匀;最后将混合溶液与二乙胺和丁酮按比例混合并搅拌均匀,制备得到脱除剂。

<实验例>

先按照上述步骤与配比制备脱除剂,将废旧绝缘子浸泡于上述实施例所制备脱除剂中,2小时后取出绝缘子,用水冲洗,表面的破损老化硅橡胶涂层即可清除完全。具体实验如下:

在载玻片上涂覆国家电网所用的RTV,制成多组试样,然后分别采用以上实施例所提供的八种脱除剂在室温下进行实验,将试样的下半部(图1(a)至(c)中分界线下方区域)浸泡在脱除剂中,模拟脱除过程。图1(a)至(c)为采用脱除剂前的试样,图1(d)至(f)脱除后的试样,图中仅代表性列出三个样品的脱除前后情况,从图中可以看出,使用脱除剂处理过的硅橡胶涂层被完全脱除,未处理过的涂层仍旧涂覆在载玻片上。脱除涂层之后,载玻片表面没有受到损伤,可以再次涂覆硅橡胶涂层。脱除效果见下表。

表1各实施例脱除效果

对各个实施例的脱除剂进行实验,每隔10分钟观察涂层的脱除情况,每一组实施例重复测试三次,取平均值,具体的脱除时间如图2所示,从实施例一至六数据可以看出,最优组成对应实施例一,实施例七和实施例八,三组实施例的脱除时间相差不大,但均低于其他实施例,第三组的脱除时间最短,可能是因为乙醇钠的碱性在三组断链剂中最大。以上实验结果表明,本发明选用的三组断链剂均能大幅度提升聚硅氧烷分子链断链成环速率,从而快速脱除废旧绝缘子表面的硅橡胶涂层,对绝缘子的回收利用和环境保护有重要意义。

以上仅仅是对本发明技术方案所做的举例说明。本发明所涉及的盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂及其制备方法与应用并不仅仅限定于在以上中所描述的内容,而是以权利要求所限定的范围为准。本发明所属领域技术人员在该的基础上所做的任何修改或补充或等效替换,都在本发明的权利要求所要求保护的范围内。

盘式绝缘子表面硅橡胶涂层脱除剂及其制备方法与应用专利购买费用说明

专利买卖交易资料

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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