[發明專利]一種電致發光絕緣缺陷自診斷復合涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 202210064929.5
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114262568A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 朱明曉;郭小渤;陳廷鑫;李孟陶;王雙健
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C09D183/07
• 分類號: C09D183/07;C09D163/00;C09D5/22
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 武貴

本發明提供一種電致發光絕緣缺陷自診斷復合涂層及其制備方法，該方法包括：以聚二甲基硅氧烷(PDMS)等具有良好透光性的材料作為聚合物基體，ZnS類電致發光顆粒作為填料，環氧樹脂等絕緣材料作為基材，利用涂覆法制備得到所述電致發光復合涂層。該復合涂層表現出優越的表面絕緣強度，能提高直流沿面閃絡電壓。另外，通過涂層樣品的發光分布，可以很容易地識別出絕緣缺陷產生的高電場區域，從而實現絕緣缺陷的自診斷。

技術領域

本發明涉及材料技術與電氣工程領域，尤其涉及一種電致發光絕緣缺陷自診斷復合涂層及其制備方法。

背景技術

絕緣材料是電氣設備的重要組成部分，如高壓(HV)電力設備、電子設備和先進的航天器應用設備。在這些設備的生產、裝配和運行過程中，可能會產生絕緣缺陷，使絕緣材料劣化甚至失效。因此，人們開發了多種絕緣狀態檢測和診斷方法來發現設備中潛在的缺陷，但這些方法通常需要特殊的檢測設備和復雜的檢測技術，可能影響到設備的安全運行。比如，利用紫外成像儀檢測戶外絕緣子的電暈放電，基于脈沖電流和特高頻方法的局部放電檢測儀來發現高壓設備的絕緣缺陷等。然而，這些方法大多依賴昂貴的測試設備，并需要專業領域知識來診斷絕緣狀態。因此，開發具備無損、直觀、實時等特征的現場絕緣缺陷監測新模式對工業應用具有很大的吸引力。由于發光材料具有靈敏度高、易于識別和實時響應的優點，如果將發光材料運用到絕緣材料中去，使得絕緣材料在電場增強或者溫度刺激下發光，那么就有望實現對這些缺陷的自我檢測和診斷?？紤]到大部分的絕緣材料是不透明的，在運行中很難發現絕緣缺陷，開發自診斷涂料在工業應用中更為可行。此外，在直流電場作用下絕緣子表面電荷積聚嚴重，使沿面閃絡電壓降低，引入復合涂層不應影響絕緣子的絕緣性能，特別是表面閃絡強度。

綜上，目前存在的缺陷是：

1.當采用絕緣狀態檢測與診斷方法來檢測設備內潛在的缺陷時通常需要專用的檢測裝置，需要專業領域知識來診斷絕緣狀態，且極易影響設備的安全運行。

2.在直流電場作用下，絕緣子表面電荷聚集嚴重，畸變了沿面電場分布，使其成為極不均勻電場，降低了絕緣子的沿面閃絡電壓。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種具有電致發光絕緣缺陷自診斷特性，以及高直流閃絡強度性能的發光涂層制備方法。

一種電致發光絕緣缺陷自診斷復合涂層，其原料包括：ZnS類電致發光顆粒、透光聚合物、聚合物固化劑。

進一步地，如上所述的電致發光絕緣缺陷自診斷復合涂層，所述ZnS類電致發光顆粒為ZnS:Cu、ZnS:Mn或ZnS：Cu、Al中的一種。

進一步地，如上所述的電致發光絕緣缺陷自診斷復合涂層，所述ZnS:Cu、ZnS:Mn顆粒中ZnS所占摩爾百分比為99％；ZnS:Cu、Al顆粒中ZnS、Cu、Al摩爾比為：99：0.67：0.33。

進一步地，如上所述的電致發光絕緣缺陷自診斷復合涂層，所述ZnS類電致發光顆粒的粒徑為9～30nm。

進一步地，如上所述的電致發光絕緣缺陷自診斷復合涂層，所述透光聚合物為乙烯基封端聚二甲基硅氧烷或環氧樹脂。

進一步地，如上所述的電致發光絕緣缺陷自診斷復合涂層，當所述透光聚合物為乙烯基封端聚二甲基硅氧烷時，所述聚合物固化劑為Pt固化劑；當所述透光聚合物為環氧樹脂時，所述聚合物固化劑為鄰苯二甲酸酐。

進一步地，如上所述的電致發光絕緣缺陷自診斷復合涂層，所述ZnS類電致發光顆粒在涂層中的質量分數為20wt％～30wt％。

一種電致發光絕緣缺陷自診斷復合涂層的制備方法，包括：以ZnS類電致發光顆粒作為填料，與透光聚合物充分攪拌混合，再加入聚合物固化劑，攪拌均勻制備而成。

進一步地，如上所述的方法，包括以下步驟：