超高压电缆护套外表面高分子耐磨导电涂层制备与性能研究

　　超高压输电电缆要求在塑料护套外涂覆一层导电膜,用于在电缆铺设后测试护套绝缘的安全可靠性。目前工程上采取涂抹导电石墨干粉来形成这层膜,存在涂抹过程污染环境和对操作人员造成粉尘伤害、电缆运输和铺设过程碰擦易于导致干粉膜脱落而影响检测等缺点[1]。因此,迫切需要开发涂膜方便、无粉尘、既导电又耐磨的新型检测膜。环氧树脂具有较高的粘附性,是掺杂型导电膜的良好载体材料。导电石墨不仅具有良好的导电性能,是经济实用的导电填料,同时又是常用的固体润滑剂,可有效提高高分子材料耐磨性和硬度、压缩强度及其导热系数[2-3]。本文作者采用环氧树脂和导电石墨的复合配方,通过液相固化成膜的工艺路线,制备出替代干粉膜的耐磨导电涂层,并探讨其耐磨机制。

　　1　试验部分

　　1·1　材料及试样制备

　　环氧树脂,上海树脂厂生产;导电石墨,颗粒度小于或等于10μm,青岛天和石墨有限公司生产;偶联剂,上海耀华玻璃有限公司生产;固化剂,上海树脂厂生产;混合溶剂,自制。

　　首先将环氧树脂和偶联剂以一定的比例溶于混合溶剂中,再按导电石墨含量C(质量分数)分别为0、2P%、4P%、6P%、8P%、9P%、10P%、11P%、12P%加入该溶液中,混合均匀并密封储存,其中P为有理数, 1≤P≤8。将储存液与固化剂以一定的比例混合后,分别涂布在马口铁片以及PVC板材上, 50~60℃固化成膜,分别制得涂层配方编号为C0、C2P、C4P、C6P、C8P、C9P、C10P、C11P、C12P的试样。

　　1·2　导电性能测试方法

　　采用WV40 3 3/4全自动多功能数字万用表测试PVC底材试样的各种配方涂层的表面电阻R(Ω),测量距离为12 cm, 5次平行试验取算术平均值。

　　1·3　附着力测试及划痕形貌分析方法

　　采用QFZ2Ⅱ型漆膜附着力试验仪,参照国标GB1720279测试PVC底材试样的各种配方涂层的附着力,试验载荷为1·96 N,并采用JXA2840A扫描电镜进行涂层附着力测试划痕的形貌显微观察。

　　1·4　滑动磨损测试及磨痕形貌分析方法

　　在M22000型磨损试验机上进行环2块接触滑动干摩擦磨损试验。40Cr钢环尺寸为40mm×16mm×10 mm,外环工作面粗糙度约为Ra0·16μm,马口铁片底材的涂层试样尺寸为7 mm×20 mm。试验载荷为25 N,转速为200 r/min,试验周期为20 min即磨程502·65 m,实验室环境试验,室温约20℃。试验后比磨损率Ws(mm3/ (N·m))按照以下公式计算:

　　式中: Vs为磨损体积(mm3); r为钢环半径(mm);B为磨痕宽度(mm); L为磨程(m); F为载荷(N)。

　　进行3次平行试验取算术平均值。

　　采用附带能量耗散谱EDS功能的JXA2840A型扫描电镜进行涂层磨损试样的磨痕形貌显微观察和元素转移及其分布的分析。