電纜塑料護(hù)套外石墨-環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電涂層制備與性能研究.pdf

1、超高壓電纜在運(yùn)輸和鋪設(shè)過程中易于損壞塑料絕緣護(hù)套，由此引發(fā)漏電或短路等嚴(yán)重后果，因此必須在電纜塑料護(hù)套外表面涂覆導(dǎo)電檢測涂層，用于電纜鋪設(shè)后安全可靠性評價。目前普遍采取手工抹擦導(dǎo)電石墨干粉的涂膜材料和工藝，其生產(chǎn)過程中粉塵污染嚴(yán)重，電纜運(yùn)輸和鋪設(shè)過程中石墨干粉膜容易脫落，既污染周圍環(huán)境，也影響電纜安裝運(yùn)行后的正常檢測。 本文針對超高壓電纜塑料護(hù)套外表面導(dǎo)電檢測涂層的研制，采取石墨/環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電涂料體系，并經(jīng)DSC分析選定60

2、℃下8min表干、4h固化的涂膜工藝，設(shè)計和制備5種類型65組配方的導(dǎo)電涂層試樣。5種類型的配方涂層滲濾閥值均接近8P％，因此石墨含量<8P％時樹脂為連續(xù)相。涂層石墨含量≥8P％即進(jìn)入滲濾區(qū)，石墨為連續(xù)相，涂層表面電阻隨著石墨含量增加從10<'5>Ω數(shù)量級急劇下降至10<'3>Ω數(shù)量級。進(jìn)一步增加石墨含量即進(jìn)入低阻區(qū)，涂層表面電阻下降趨緩。E20/f-1/f-3類型涂層的表面電阻始終低于其它4種類型。這種類型涂層石墨含量由8P％增至13

3、.5P％，附著力從1級降至3級，抗沖強(qiáng)度也逐步下降，其中石墨含量8P～11P％的涂層附著力和抗沖強(qiáng)度滿足使用要求。 E20/f-1/f-3類型含石墨0～12P％的9組配方涂層摩擦磨損試驗和磨痕的顯微觀察及其EDS能譜分析表明，未填充石墨的E20f13COP涂層平均摩擦系數(shù)最大，約為0.54，粘著磨損嚴(yán)重，涂層大面積片狀脫落直至完全露出底材。隨著石墨的填充，涂層平均摩擦系數(shù)降至0.34～0.37。石墨含量<8P％的4組配方涂層磨合

4、期均超過20min，比磨損率隨石墨含量增加而降低，石墨含量越大，固體潤滑效果越強(qiáng)，粘著磨損越輕，成片粘著剝落越少，磨痕也越平滑。石墨含量接近8P％即為6P％時，石墨在樹脂為連續(xù)相的前提下發(fā)揮最強(qiáng)的固體潤滑功效，使涂層平均摩擦系數(shù)最小，磨損也最輕。8P％≤石墨含量≤12P％的5組配方涂層中，樹脂作為分散相在涂層和轉(zhuǎn)移膜中起到粘結(jié)作用，但樹脂含量過大會加快粘著轉(zhuǎn)移，加劇磨損，其中分別含石墨8P％、9P％、10P％的3組配方涂層磨合期均縮短為

5、10min，隨石墨含量增加即樹脂含量減少而比磨損率降低，石墨含量10P％的涂層磨損最小，甚至低于前述含6P％石墨的涂層，涂層幾乎未見露底，磨痕較平滑，裂紋極少，且在對磨鋼環(huán)表面形成含石墨的轉(zhuǎn)移膜。樹脂含量過少又減弱涂層和轉(zhuǎn)移膜中石墨的粘結(jié)而易于脫落，含石墨多達(dá)11P％、12P％的2組配方涂層與含10P％石墨的涂層相比，磨合期延長至20min以上，比磨損率均隨石墨含量增高而增大，表面碎裂嚴(yán)重，裂紋較多，轉(zhuǎn)移脫落磨屑較多。綜上所述，含10P