技术领域
本发明涉及电力配电柜技术领域，具体涉及一种电力配电柜用绝缘涂层材料及其制备方法。
背景技术
近年来, 随着我国国民经济的持续不断发展，电力需求呈快速增长趋势, 为满足工农业产及人们的生活用电需要, 逐步在城市中心区域兴建110kV 及以上电压等级的变电站。由于电力在社会生产和人类生活中的广泛应用和电子及通信技术的迅速发展，配电柜作为变电站的一个组成部分，常年处在室外恶劣气候下，容易受到紫外线照射引起老化降低使用寿命。
另一方面配电箱的安装方式分为明装和暗装两种，明装配电箱的散热效果优于暗装配电箱，暗装配电箱内的空气不宜对流，其散热效果较差，造成配电箱内因低压断路器的温升使周围环境的空气温度上升。近年来，随着企业用电负荷的不断增加，电压输配电设备朝着大容量、大电流的方向发展，配电柜因为过热而发生摅障的情况日益凸显。常规的改进散热的方式是通过增加配电柜的散热面积、使用导热涂料，以提高其散热效率、辐射系数，对发热部件施行有针对性的散热等措施，从而改善配电柜的散热条件。此外配电柜使用在负荷比较分散、回路较少的场合；电动机控制中心用于负荷集中、回路较多的场合。它们把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷。这级设备应对负荷提供保护、监视和控制。电力配电柜需要采用合适的方式予以保护，有必要采用合适的涂层材料予以保护。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种电力配电柜用绝缘涂层材料，该绝缘涂层材料具有优良的绝缘、成膜和机械性能，耐高温性能好、防腐防潮性能优异还具有良好的抗紫外线、耐老化性能，附着力较强，导热性能较好；同时本发明的绝缘涂层材料的制备方法，其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种电力配电柜用绝缘涂层材料，包括以下重量份的原料：
改性水性聚氨酯乳液75-85份、水性醇酸树脂8-10份、二乙烯三胺4-8份、环己酮10-14份、乙酸乙脂12-15份、铝酸酯偶联剂2-3份、导热填料15-25份、加工助剂10-12份、矿石添加粉料14-18份、防龟裂纤维7-9份。
优选地，所述电力配电柜用绝缘涂层材料包括以下重量份的原料：
改性水性聚氨酯乳液80份、水性醇酸树脂9份、二乙烯三胺6份、环己酮12份、乙酸乙脂13份、铝酸酯偶联剂2.5份、导热填料20份、加工助剂11份、矿石添加粉料16份、防龟裂纤维8份。
优选地，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂DL-411、DL-411AF中的一种。
优选地，所述导热填料为氮化铝、玻璃粉、硫酸钡和钛白粉，按照重量比3:2:2:0.5组成的混合物。
优选地，所述加工助剂为增粘剂、分散剂、固化剂、流平剂、消泡剂，按照重量比2:1:2:1:0.5组成的混合物；所述增粘剂为亚乙基双硬脂酸酰胺，所述分散剂为硬脂酸钡，所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯，所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物乳液。
优选地，所述矿石添加粉料为火山灰、尖晶石粉末、花岗岩粉末，按照重量比3:1:2组成的混合物。
优选地，所述防龟裂纤维为玻璃纤维和聚酰胺纤维，按照重量比2:1组成的混合物，所述玻璃纤维和聚酰胺纤维的规格为：长度2-4mm，直径0.05-0.09mm。
本发明还提供一种电力配电柜用绝缘涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将铝酸酯偶联剂、导热填料、加工助剂、矿石添加粉料、防龟裂纤维混合加入搅拌机，搅拌20-30分钟，搅拌转速为500-600r/min，得到混合物A；
步骤三，将改性水性聚氨酯乳液、水性醇酸树脂加入高速搅拌机中，加热到温度为45-55℃，转速为300-400 r/min，搅拌5-15分钟，升温至75-85℃，混合步骤二制得混合物A、加工助剂、二乙烯三胺、环己酮、乙酸乙脂加入超声波高速分散机中，在超声波频率为20-30KHz，转速为2500-3000r/min下进行分散，分散时间为25-35分钟。
优选地，所述电力配电柜用绝缘涂层材料的制备步骤为：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将铝酸酯偶联剂、导热填料、加工助剂、矿石添加粉料、防龟裂纤维混合加入搅拌机，搅拌25分钟，搅拌转速为550r/min，得到混合物A；
步骤三，将改性水性聚氨酯乳液、水性醇酸树脂加入高速搅拌机中，加热到温度为50℃，转速为350 r/min，搅拌10分钟，升温至80℃，混合步骤二制得混合物A、加工助剂、二乙烯三胺、环己酮、乙酸乙脂加入超声波高速分散机中，在超声波频率为25KHz，转速为2800r/min下进行分散，分散时间为30分钟。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的一种电力配电柜用绝缘涂层材料，通过合理的配方，不仅具有优良的成膜性能和机械性能，还具有良好的抗紫外线、耐老化、等作用，耐高温性能好、防腐防潮性能优异，广泛适用于配电柜等柜体。
（2）本发明的一种电力配电柜用绝缘涂层材料添加的加工助剂主要为增粘剂、分散剂、固化剂、流平剂、消泡剂，几者复合作用能使本发明的绝缘涂层材料成膜致密而柔韧，弹性好，硬度适中，膜层透明，粘结性好，附着力极强，具有出色的静态和动态成膜质量，抗冲击能力强；膜层滴熔点高，能经受长时间强烈的阳光照射及高温辐射而不消失，轻度摩擦不受损。
（3）本发明的一种电力配电柜用绝缘涂层材料，以改性水性聚氨酯乳液、水性醇酸树脂为基体成分，辅助以二乙烯三胺、环己酮、乙酸乙脂，相互间的互溶性较好，黏度适中，耐磨性增强高温不容易变软熔融，低温不成块状和脆裂，粘结力、附着力强，具有极强的隔绝空气、水汽、臭氧、紫外线等侵蚀能力，防锈、防腐性能及化学惰性强。
（4）本发明的一种电力配电柜用绝缘涂层材料添加的导热填料主要为氮化铝、玻璃粉、硫酸钡和钛白粉，能大大提高材料的导热性能，减少了配电柜由于过热引起的危险性；添加的防龟裂纤维提高了材料的耐湿热冲击性能，提高材料的使用性能。
（5）本发明的一种电力配电柜用绝缘涂层材料具有优良的绝缘、成膜和机械性能，耐高温性能好、防腐防潮性能优异还具有良好的抗紫外线、耐老化性能，附着力较强，导热性能较好；同时本发明的绝缘涂层材料的制备方法，其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种电力配电柜用绝缘涂层材料，包括以下重量份的原料：
改性水性聚氨酯乳液75份、水性醇酸树脂8份、二乙烯三胺4份、环己酮10份、乙酸乙脂12份、铝酸酯偶联剂2份、导热填料15份、加工助剂10份、矿石添加粉料14份、防龟裂纤维7份。
本实施例中的偶联剂为铝酸酯偶联剂DL-411。
本实施例中的导热填料为氮化铝、玻璃粉、硫酸钡和钛白粉，按照重量比3:2:2:0.5组成的混合物。
本实施例中的加工助剂为增粘剂、分散剂、固化剂、流平剂、消泡剂，按照重量比2:1:2:1:0.5组成的混合物；所述增粘剂为亚乙基双硬脂酸酰胺，所述分散剂为硬脂酸钡，所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯，所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物乳液。
本实施例中的矿石添加粉料为火山灰、尖晶石粉末、花岗岩粉末，按照重量比3:1:2组成的混合物。
本实施例中的防龟裂纤维为玻璃纤维和聚酰胺纤维，按照重量比2:1组成的混合物，所述玻璃纤维和聚酰胺纤维的规格为：长度2-4mm，直径0.05-0.09mm。
本实施例的一种电力配电柜用绝缘涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将铝酸酯偶联剂、导热填料、加工助剂、矿石添加粉料、防龟裂纤维混合加入搅拌机，搅拌20分钟，搅拌转速为500r/min，得到混合物A；
步骤三，将改性水性聚氨酯乳液、水性醇酸树脂加入高速搅拌机中，加热到温度为45℃，转速为300 r/min，搅拌5分钟，升温至75℃，混合步骤二制得混合物A、加工助剂、二乙烯三胺、环己酮、乙酸乙脂加入超声波高速分散机中，在超声波频率为20KHz，转速为2500r/min下进行分散，分散时间为25分钟。
实施例2.
本实施例的一种电力配电柜用绝缘涂层材料，包括以下重量份的原料：
改性水性聚氨酯乳液85份、水性醇酸树脂10份、二乙烯三胺8份、环己酮14份、乙酸乙脂15份、铝酸酯偶联剂3份、导热填料25份、加工助剂12份、矿石添加粉料18份、防龟裂纤维9份。
本实施例中的偶联剂为铝酸酯偶联剂DL-411AF。
本实施例中的导热填料为氮化铝、玻璃粉、硫酸钡和钛白粉，按照重量比3:2:2:0.5组成的混合物。
本实施例中的加工助剂为增粘剂、分散剂、固化剂、流平剂、消泡剂，按照重量比2:1:2:1:0.5组成的混合物；所述增粘剂为亚乙基双硬脂酸酰胺，所述分散剂为硬脂酸钡，所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯，所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物乳液。
本实施例中的矿石添加粉料为火山灰、尖晶石粉末、花岗岩粉末，按照重量比3:1:2组成的混合物。
本实施例中的防龟裂纤维为玻璃纤维和聚酰胺纤维，按照重量比2:1组成的混合物，所述玻璃纤维和聚酰胺纤维的规格为：长度2-4mm，直径0.05-0.09mm。
本实施例的一种电力配电柜用绝缘涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将铝酸酯偶联剂、导热填料、加工助剂、矿石添加粉料、防龟裂纤维混合加入搅拌机，搅拌30分钟，搅拌转速为600r/min，得到混合物A；
步骤三，将改性水性聚氨酯乳液、水性醇酸树脂加入高速搅拌机中，加热到温度为55℃，转速为400 r/min，搅拌15分钟，升温至85℃，混合步骤二制得混合物A、加工助剂、二乙烯三胺、环己酮、乙酸乙脂加入超声波高速分散机中，在超声波频率为30KHz，转速为3000r/min下进行分散，分散时间为35分钟。
实施例3.
本实施例的一种电力配电柜用绝缘涂层材料，包括以下重量份的原料：
改性水性聚氨酯乳液80份、水性醇酸树脂9份、二乙烯三胺6份、环己酮12份、乙酸乙脂13份、铝酸酯偶联剂2.5份、导热填料20份、加工助剂11份、矿石添加粉料16份、防龟裂纤维8份。
本实施例中的偶联剂为铝酸酯偶联剂DL-411。
本实施例中的导热填料为氮化铝、玻璃粉、硫酸钡和钛白粉，按照重量比3:2:2:0.5组成的混合物。
本实施例中的加工助剂为增粘剂、分散剂、固化剂、流平剂、消泡剂，按照重量比2:1:2:1:0.5组成的混合物；所述增粘剂为亚乙基双硬脂酸酰胺，所述分散剂为硬脂酸钡，所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯，所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物乳液。
本实施例中的矿石添加粉料为火山灰、尖晶石粉末、花岗岩粉末，按照重量比3:1:2组成的混合物。
本实施例中的防龟裂纤维为玻璃纤维和聚酰胺纤维，按照重量比2:1组成的混合物，所述玻璃纤维和聚酰胺纤维的规格为：长度2-4mm，直径0.05-0.09mm。
本实施例的一种电力配电柜用绝缘涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将铝酸酯偶联剂、导热填料、加工助剂、矿石添加粉料、防龟裂纤维混合加入搅拌机，搅拌25分钟，搅拌转速为550r/min，得到混合物A；
步骤三，将改性水性聚氨酯乳液、水性醇酸树脂加入高速搅拌机中，加热到温度为50℃，转速为350 r/min，搅拌10分钟，升温至80℃，混合步骤二制得混合物A、加工助剂、二乙烯三胺、环己酮、乙酸乙脂加入超声波高速分散机中，在超声波频率为25KHz，转速为2800r/min下进行分散，分散时间为30分钟。
以上各实施例制备的电力配电柜用绝缘涂层材料的性能测试结果如下：
绝缘电阻（MΩ） 导热系数W/mK 耐人工老化试验h 实施例1 10.2 2.1 1500h无异常 实施例2 10.4 1.9 1500h无异常 实施例3 9.6 2.0 1500 h无异常 对比例 7.2 1.6 1200h无异常
本发明的一种电力配电柜用绝缘涂层材料具有优良的绝缘、成膜和机械性能，耐高温性能好、防腐防潮性能优异还具有良好的抗紫外线、耐老化性能，附着力较强，导热性能较好；同时本发明的绝缘涂层材料的制备方法，其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。