一种硅橡胶材料自洁性能检测方法技术

本发明专利技术涉及一种硅橡胶材料自洁性能检测方法，步骤为：⑴样品制备，依据DL/T 627‑2012制备RTV防污闪涂料试验样品；对复合绝缘子直接在伞裙上裁剪或模压成样品。⑵选取直径为2.5μm和10μm玻璃微珠。⑶将两种直径的玻璃微珠附着于硅橡胶材料表面。⑷利用脉冲激光发射器以30°～80°的入射角照射硅橡胶材料表面玻璃微珠，记录照射参数。⑸记录激光发射器功率P1和P2，计算激光脉冲峰值功率P1’和P2’。⑹计算两种玻璃微珠的硅橡胶材料与玻璃微珠的粘附力F1和F2。⑺利用玻璃微珠的粘附力的平均值评估其自洁性能。本发明专利技术实现了硅橡胶材料自洁性能的定量评估，有利于遴选适用于重污秽地区的复合绝缘子或RTV防污闪涂料。

A method for detecting self cleaning properties of silicone rubber materials

【技术实现步骤摘要】
一种硅橡胶材料自洁性能检测方法
本专利技术属于材料性能检测
，涉及一种硅橡胶材料自洁性能检测方法。
技术介绍
硅橡胶材料由于其优异的憎水性能和憎水迁移性能而被广泛应用于电力系统中。特别是上世纪末和本世纪初全国大面积污闪事故中，硅橡胶材料表现出优异的耐污闪性能，国家电网公司和南方电网公司对输变电设备进行复合化改造，即采用复合绝缘子或瓷质及玻璃绝缘子表面喷涂RTV防污闪涂料，据统计，国网公司110kV及以上电压等级挂网复合绝缘子已超过700万支，瓷质和玻璃绝缘子基本已全部涂覆RTV防污闪涂料。但是硅橡胶材料作为一种有机高分子材料，其表面能较低，与污秽的吸附能力较强，夏天大雨天气，其表面污秽难以冲刷，特别是对于重灰密地区，硅橡胶材料表面积污速度较快，在雨水和电弧的作用下，污秽会在其表面形成质密的硬垢层，抑制了硅橡胶材料憎水性能的迁移，加速了硅橡胶材料的老化速度，缩短其运行寿命，严重威胁了电网的安全可靠运行。为表征硅橡胶材料表面的积污能力，电力行业提出了自洁性能的概念，通过自洁性能表征污秽在硅橡胶材料表面的积存能力，现有硅橡胶材料自洁性能检测方法主要有两种：塑料薄膜法和小球法，但这两种方法仅能在一定程度上对硅橡胶材料的自洁性能进行判断，即只能判断硅橡胶材料是否存在一定程度的自洁性能，并不能对具有自洁性能硅橡胶材料产品自洁性能的优劣进行定量评估，造成供电企业难以遴选出适用于重污秽地区的硅橡胶材料产品，只能通过不断的轮换以确保电网的安全可靠运行，造成了大量的人力、物力和财力的浪费，对电网企业防污闪工作的开展造成了极大的困扰。现有自洁性能检测方法难以实现硅橡胶材料自洁性能的定量评估，电网企业难以通过现有检测方法遴选出适用于重污秽地区的硅橡胶材料产品，影响重污秽地区电网的安全可靠运行，因此急需一种硅橡胶材料自洁性能检测方法，实现其自洁性能的定量区分。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种硅橡胶材料自洁性能检测方法，准确判定断硅橡胶材料的自洁性能，以利于遴选适用于重污秽地区的复合绝缘子或RTV防污闪涂料，延长重灰密地区硅橡胶材料的运行寿命，节省人力、物力和财力，确保电网的安全可靠运行。本专利技术的技术方案是：硅橡胶材料自洁性能检测方法，包括以下步骤：⑴样品制备：依据DL/T627-2012《绝缘子用常温固化硅橡胶防污闪涂料》规定制备RTV防污闪涂料试验样品；对复合绝缘子直接在伞裙上裁剪或模压成样品；样品表面平整，无明显突起、材料缺损、滴流和凹陷；⑵选取玻璃微珠：选取直径为2.5μm和10μm玻璃微珠，对玻璃微珠进行清洗、过滤和烘干处理，保证微珠表面光滑、整洁和形状规则；⑶表面附着：将两种直径的玻璃微珠附着于硅橡胶材料表面，每个样品的硅橡胶材料表面附着一种直径的玻璃微珠；⑷激光照射：利用脉冲激光发射器以30°～80°的入射角照射硅橡胶材料表面玻璃微珠，记录脉冲激光发射器功率、脉冲宽度、2.5μm玻璃微珠激光入射区域直径、10μm玻璃微珠激光入射区域直径、2.5μm玻璃微珠入射角度和10μm玻璃微珠入射角度；⑸记录激光发生器功率：利用显微镜或放大仪器观察激光入射区域玻璃微珠的运动情况，从零连续增大激光发射器功率，记录两种玻璃微珠离开激光入射区域时激光发射器功率P1和P2，利用激光脉冲峰值功率计算式计算激光脉冲峰值功率P1’和P2’；⑹粘附力计算：计算激光照射时对玻璃微珠形成的光压，通过光压计算两种玻璃微珠的硅橡胶材料与玻璃微珠的粘附力F1和F2；⑺硅橡胶材料自洁性能评估：利用硅橡胶材料与两种直径玻璃微珠的粘附力的平均值评估其自洁性能。步骤⑴所述RTV防污闪涂料试验样品依据DL/T627-2012规定进行固化，固化时间不少于72小时。激光脉冲峰值功率计算式为：P’=P/（H*t）；（1）P’为激光脉冲峰值功率，W（瓦特）；P为所记录的激光发生器的发射功率，W（瓦特）；H为脉冲激光发生器的频率，HZ（赫兹）；t为激光发生器的脉冲宽度，s（秒）。粘附力的计算式为：F=（1+ρ）*P有效/c*cosθ（2）P有效=P’*（πr2/πR2）=P’*（r/R）2（3）式中：F：硅橡胶材料与玻璃微珠的粘附力，（N，牛顿）；ρ为玻璃微珠的反射率；P有效为单个玻璃微珠所受到的有效脉冲功率，即每秒作用于玻璃微珠的光子总动量，（W，瓦特）；c为光速；θ为激光入射与硅橡胶材料样品的夹角，（度）；P’为激光脉冲峰值功率，（W，瓦特）；r为玻璃微珠半径，（μm，微米）；R为激光入射区域半径，（μm，微米）。硅橡胶材料的自洁性能为2.5μm和10μm两种直径玻璃微珠与硅橡胶材料的平均粘附力F，计算式为：F=（F1+F2）/2（4）式中：F1为2.5μm玻璃微珠与硅橡胶材料的粘附力（N，牛顿）；F2为10μm玻璃微珠与硅橡胶材料粘附力（N，牛顿）。通过计算两种直径玻璃微珠与硅橡胶材料之间粘附力，利用公式（4）计算平均粘附力F，通过F值的大小表征硅橡胶材料对污秽的吸附能力，即表征硅橡胶材料的自洁性能，F值越小，则表示硅橡胶材料吸附污秽的能力越弱，其自洁性能越好。本专利技术的原理是：在光滑、平整的硅橡胶材料表面，均匀附着于运行硅橡胶材料表面常见污秽直径相当的玻璃微珠，用脉冲法提高作用于玻璃微珠表面的瞬时激光功率，利用现代光学公式计算脉冲激光照射对玻璃微珠产生的光压，通过作用力与反作用力的原理，得出硅橡胶材料与玻璃微珠之间的粘附力，然后取硅橡胶材料与两种直径玻璃微珠粘附力的平均值表征硅橡胶材料的自洁性能。本专利技术用于检测硅橡胶材料（复合绝缘子和RTV涂层）的自洁性能。抽样硅橡胶材料，进行制样，样品表面应光滑、平整，选取直径为2.5μm和10μm形状规则、表面光滑的玻璃微珠，分别使玻璃微珠均匀附着于硅橡胶材料样品表面，利用脉冲宽度已知、频率固定的脉冲激光发生器，产生连续功率的脉冲激光，使激光以一定角度入射到样品表面，记录激光入射区域直径R，通过显微镜等放大装置，观察激光入射区域两种直径玻璃微珠的移动情况，当激光入射区域玻璃颗粒完全消失时，记录激光器发射功率P1和P2，利用现代光学公式计算激光对玻璃微珠的作用力F1和F2，取两者平均值表征硅橡胶材料对污秽的粘附力，通过粘附力值的大小即可表征硅橡胶材料的自洁性能。本专利技术硅橡胶材料制样可根据DL/T627-2012中规定的方法或直接从复合绝缘子伞裙上裁剪，直径为2.5μm和10μm玻璃微珠可在市场上购买或化学研制，光对物体的作用力是近年来国内外学者的研究重点，并已形成可靠成熟的理论和公式，本领域技术人员可对本技术方案实施和再现。电力企业或硅橡胶材料生产厂家可通过本方法实现对硅橡胶材料的自洁性能进行量化，筛选具有优异性能的硅橡胶材料产品和配方，提高硅橡胶材料的防污闪能力，保障电网的安全可靠运行。专利技术硅橡胶材料自洁性能检测方法能准确判定断硅橡胶材料的自洁性能，有利于遴选适用于重污秽地区的复合绝缘子或RTV防污闪涂料，延长重灰密地区硅橡胶材料的运行寿命，节省人力、物力和财力，确保电网的安全可靠运行。本专利技术具有测量误差小和精度高，实现了硅橡胶材料自洁性能的定量评估，能有效区分不同配方、工艺硅橡胶材料的自洁性能，为减少重污秽地区硅橡胶材料表面的积污程度，降低其老化速度，保证电力运行性能具有重要意义和应用价值。附图说明图1为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅橡胶材料自洁性能检测方法，包括以下步骤：⑴依据DL/T 627‑2012《绝缘子用常温固化硅橡胶防污闪涂料》规定制备RTV防污闪涂料试验样品；对复合绝缘子直接在伞裙上裁剪或模压成样品；样品表面平整，无明显突起、材料缺损、滴流和凹陷；⑵选取直径为2.5μm和10μm玻璃微珠，对玻璃微珠进行清洗、过滤和烘干处理，保证微珠表面光滑、整洁和形状规则；⑶将两种直径的玻璃微珠附着于硅橡胶材料表面，每个样品的硅橡胶材料表面附着一种直径的玻璃微珠；⑷利用脉冲激光发射器（1）以30°～80°的入射角照射硅橡胶材料表面玻璃微珠，记录脉冲激光发射器功率（H）、脉冲宽度（t）、2.5μm玻璃微珠激光入射区域直径（R1）、10μm玻璃微珠激光入射区域直径（R2）、2.5μm玻璃微珠入射角度（θ1）和10μm玻璃微珠入射角度（θ2）；⑸利用显微镜或放大仪器观察激光入射区域玻璃微珠的运动情况，从零连续增大激光发射器功率，记录两种玻璃微珠离开激光入射区域时激光发射器功率P1和P2，利用激光脉冲峰值功率计算式计算激光脉冲峰值功率P1’和P2’；⑹计算激光照射时对玻璃微珠形成的光压，通过光压计算两种玻璃微珠的硅橡胶材料与玻璃微珠的粘附力F1和F2；⑺利用硅橡胶材料与两种直径玻璃微珠的粘附力的平均值评估其自洁性能。...

【技术特征摘要】
1.一种硅橡胶材料自洁性能检测方法，包括以下步骤：⑴依据DL/T627-2012《绝缘子用常温固化硅橡胶防污闪涂料》规定制备RTV防污闪涂料试验样品；对复合绝缘子直接在伞裙上裁剪或模压成样品；样品表面平整，无明显突起、材料缺损、滴流和凹陷；⑵选取直径为2.5μm和10μm玻璃微珠，对玻璃微珠进行清洗、过滤和烘干处理，保证微珠表面光滑、整洁和形状规则；⑶将两种直径的玻璃微珠附着于硅橡胶材料表面，每个样品的硅橡胶材料表面附着一种直径的玻璃微珠；⑷利用脉冲激光发射器（1）以30°～80°的入射角照射硅橡胶材料表面玻璃微珠，记录脉冲激光发射器功率（H）、脉冲宽度（t）、2.5μm玻璃微珠激光入射区域直径（R1）、10μm玻璃微珠激光入射区域直径（R2）、2.5μm玻璃微珠入射角度（θ1）和10μm玻璃微珠入射角度（θ2）；⑸利用显微镜或放大仪器观察激光入射区域玻璃微珠的运动情况，从零连续增大激光发射器功率，记录两种玻璃微珠离开激光入射区域时激光发射器功率P1和P2，利用激光脉冲峰值功率计算式计算激光脉冲峰值功率P1’和P2’；⑹计算激光照射时对玻璃微珠形成的光压，通过光压计算两种玻璃微珠的硅橡胶材料与玻璃微珠的粘附力F1和F2；⑺利用硅橡胶材料与两种直径玻璃微珠的粘附力的平均值评估其自洁性能。2.根据权利要求1所述的硅橡胶材料自洁性能检测方法，其特征是：步骤⑴所述RTV防污...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，贾伯岩，田霖，张志猛，郑雄伟，孙翠英，
申请(专利权)人：国网河北能源技术服务有限公司，国家电网公司，国网河北节能服务有限公司，国网河北省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：河北,13