本申請(qǐng)要求2014年6月10日提交的題為用于導(dǎo)體的能固化的兩部分涂料的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序號(hào)62/010,144的優(yōu)先權(quán)，并且由此將該申請(qǐng)完全引入本文作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容涉及表面改性的高架(架空，overhead)導(dǎo)體(導(dǎo)線)，其具有容許所述導(dǎo)體在較低溫度下工作的涂層(包覆層)。

背景技術(shù)：

隨著對(duì)電力的需求持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)更高容量傳輸和配送線路的需求也增長(zhǎng)。傳輸線路可輸送的功率值取決于線路的載流容量(安培容量)。然而，線路的安培容量受承載電流的裸導(dǎo)體的最大安全工作溫度限制。超過該溫度可導(dǎo)致對(duì)導(dǎo)體或者對(duì)傳輸和配送線路配件的破壞。導(dǎo)體溫度由線路上的加熱和冷卻的累積效果決定。導(dǎo)體通過歐姆損耗和太陽熱而被加熱和通過傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射而被冷卻。由于歐姆損耗產(chǎn)生的熱量取決于導(dǎo)體的電流(I)和電阻(R)并且由如下關(guān)系決定：歐姆損耗＝I2R。電阻(R)本身進(jìn)一步取決于溫度。越高的電流和溫度導(dǎo)致越高的電阻，其進(jìn)而導(dǎo)致導(dǎo)體中越大的電損耗。

本領(lǐng)域中已經(jīng)提出了若干解決方案來制造更高容量傳輸和配送線路。例如，已知涂覆(包覆)有光譜選擇性表面涂層的高架導(dǎo)體。這樣的涂層可具有高于0.7的散熱系數(shù)(E)和小于0.3的太陽吸收系數(shù)(A)。這樣的涂層可為白色的以降低太陽吸收。

還已知具有擁有大于0.6的發(fā)射率(emissivity)的黑漆涂層的高架電纜。這樣的漆可由塑料(例如聚氨酯)和黑色顏料制成。

還已知涂覆有發(fā)射系數(shù)(emissivity coefficient)為0.7或更大并且太陽吸收系數(shù)為0.3或更小的聚合物層的電導(dǎo)體。這樣的聚合物層可由聚偏氟乙烯(PVDF)和白色顏料添加劑制成。

然而，這些已知涂層中的許多是白色涂層，其由于眩光和可隨著時(shí)間推移而出現(xiàn)的褪色而不是合意的。此外，聚合物涂層由于它們成問題的熱和濕老化特性也不是合意的。

熱保護(hù)性涂層也是廣泛知曉的。然而，這樣的涂層用于保護(hù)基底免受來自基底外部的熱，并且未通過將熱輻射至外部環(huán)境而冷卻基底。

因此，對(duì)于如下的用于高架導(dǎo)體的耐久的無機(jī)涂層存在需要：其容許所述導(dǎo)體在降低的溫度下工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，用于制造用于形成能固化的涂料組合物的組成試劑盒(組合物包，compositional kit)的方法包括混合第一組成和混合第二組成，其中第一組成和第二組成是分開的。第一組成包括：以所述組成試劑盒的干重計(jì)的約2％-約55％的填料、以所述組成試劑盒的干重計(jì)的約5％-約20％的交聯(lián)劑、和以所述組成試劑盒的干重計(jì)的約6％-約42％的發(fā)射劑。第二組成包括金屬硅酸鹽粘結(jié)劑。所述金屬硅酸鹽粘結(jié)劑的金屬為堿土金屬(alkali earth metal)或堿土金屬(alkaline earth metal)之一。

根據(jù)另一實(shí)施方式，提供制造高架導(dǎo)體的方法。所述方法包括通過混合第一組成和混合第二組成而提供組成試劑盒，其中第一組成和第二組成是分開的；然后將第一組成和第二組成混合在一起以形成涂料組合物，然后將所述涂料組合物施加在裸導(dǎo)體的表面上以形成所述高架導(dǎo)體。第一組成包括以所述組成試劑盒的干重計(jì)的約2％-約55％的填料、以所述組成試劑盒的干重計(jì)約5％-約20％的交聯(lián)劑、和以所述組成試劑盒的干重計(jì)的約6％-約42％的發(fā)射劑。第二組成包括以所述組成試劑盒的干重計(jì)約20％-約65％的金屬硅酸鹽粘結(jié)劑。所述金屬硅酸鹽粘結(jié)劑的金屬為堿土金屬或堿土金屬之一。

附圖說明

圖1描繪根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的具有多根芯線的裸導(dǎo)體的橫截面圖。

圖2描繪根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的沒有芯線的裸導(dǎo)體的橫截面圖。

圖3描繪根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的由梯形形狀的導(dǎo)線形成并且具有多根芯線的裸導(dǎo)體的橫截面圖。

圖4描繪根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的由梯形形狀的導(dǎo)線形成并且沒有芯線的裸導(dǎo)體的橫截面圖。

圖5描繪根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的導(dǎo)體的連續(xù)涂覆過程。

圖6描繪根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的溢流式模頭的橫截面圖。

圖7描繪圖6的溢流式模頭的透視圖。

圖8描繪圖6的溢流式模頭的剖視圖。

圖9描繪用于測(cè)量金屬基底對(duì)于所給的施加電流的溫度的試驗(yàn)布置。

具體實(shí)施方式

導(dǎo)體的溫度取決于許多因素，包括導(dǎo)體的電性質(zhì)、導(dǎo)體的物理性質(zhì)、以及當(dāng)?shù)貧夂驐l件。例如，通過吸收由于太陽輻射引起的來自太陽的熱，導(dǎo)體的溫度可升高。所吸熱的熱量取決于導(dǎo)體的表面，即，表面吸收系數(shù)(“吸收率”)。低的吸收率表示導(dǎo)體吸收僅少量的由于太陽輻射引起的熱。

導(dǎo)體通?？赏ㄟ^經(jīng)由輻射發(fā)射熱而降低其溫度。輻射的熱量取決于導(dǎo)體表面的發(fā)射系數(shù)(“發(fā)射率”)。高的發(fā)射率表示所述導(dǎo)體與具有較低發(fā)射率的導(dǎo)體相比輻射更多的熱。

因此，在某些實(shí)施方式中，包括熱輻射劑的高架導(dǎo)體在根據(jù)ANSIC119.4-2004測(cè)試時(shí)可在比沒有熱輻射劑的相同導(dǎo)體的溫度低的溫度下工作。所述熱輻射劑可直接引入到所述導(dǎo)體中或者可涂覆在所述導(dǎo)體上。在一個(gè)實(shí)施方式中，可使工作溫度降低約5℃或更多。

另外，在本文中還描述了將高架導(dǎo)體用如下的無機(jī)、非白色、柔性涂層涂覆的方法：其使所述導(dǎo)體的工作溫度與沒有熱輻射劑的相同導(dǎo)體的溫度相比降低。

在某些實(shí)施方式中，置于高架導(dǎo)體上的涂層可具有其它有益性質(zhì)，包括在如下的一個(gè)或多個(gè)方面的改善：導(dǎo)體的耐腐蝕性、導(dǎo)體的耐電暈性、導(dǎo)體的壽命、和在導(dǎo)體上的冰和灰塵方面的減少。

在某些實(shí)施方式中，兩部分涂料組合物(在本文中也稱作組成試劑盒)在涂覆于高架導(dǎo)體上并且根據(jù)ANSI C119.4-2004測(cè)試時(shí)可使所述導(dǎo)體的工作溫度與沒有熱輻射劑的相同導(dǎo)體的溫度相比降低。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)與未涂覆的高架導(dǎo)體的工作溫度相比時(shí)，工作溫度可降低約5℃或更多(在測(cè)量的工作溫度為約60℃或更高時(shí))。在某些實(shí)施方式中，當(dāng)與未涂覆的高架導(dǎo)體的工作溫度相比時(shí)，工作溫度可降低約10℃或更多(在測(cè)量的工作溫度為約100℃或更高時(shí))。如能夠領(lǐng)會(huì)的，工作溫度的降低可容許對(duì)于給定的載流容量使用更細(xì)的導(dǎo)體或者在傳統(tǒng)尺寸的導(dǎo)體上使用提高的載流容量。例如，用所述兩部分涂料組合物涂覆的電纜與類似的未涂覆的電纜相比可在更低溫度下工作，同時(shí)傳導(dǎo)1900安培，所述未涂覆的電纜僅傳導(dǎo)1500安培。

根據(jù)某些實(shí)施方式，兩部分涂料組合物或組成試劑盒可包括：第一組成部分，其包括填料、交聯(lián)劑(例如反應(yīng)性試劑)、和發(fā)射劑；和第二組成部分，其包括硅酸鹽粘結(jié)劑。可將所述兩部分(例如，第一和第二組成部分)保持分開直到使用。本發(fā)明人已經(jīng)出人預(yù)料地發(fā)現(xiàn)，在混合所述兩部分時(shí)，所得涂料組合物可既開始固化，又呈現(xiàn)出隨著時(shí)間推移在粘度方面的增加。不受任何具體理論制約，理論化的是，固化由于交聯(lián)劑和硅酸鹽粘結(jié)劑之間的反應(yīng)而發(fā)生。如能夠領(lǐng)會(huì)的，隨著粘度增加，涂料組合物涂覆高架導(dǎo)體的能力變得更困難。因此，將所述兩種組成部分保持分開直到使用可為有利的。

如本文中使用的，所有的百分?jǐn)?shù)(％)為整個(gè)組合物的重量百分?jǐn)?shù)，也表示為重量/重量％、％(w/w)、w/w、w/w％或者簡(jiǎn)單地％，除非另有說明。此外，如本文中使用的，術(shù)語“濕(的)”指的是在分散介質(zhì)(例如水)中的涂料組合物的相對(duì)百分?jǐn)?shù)；和“干(燥)(的)”指的是在添加分散介質(zhì)之前的干涂料組合物的相對(duì)百分?jǐn)?shù)。換而言之，干百分?jǐn)?shù)是在不考慮分散介質(zhì)的情況下呈現(xiàn)的那些。濕的摻和物指的是添加有分散介質(zhì)的涂料組合物?！皾裰匕俜?jǐn)?shù)”或者類似物是在濕的混合物中的重量；和“干重百分?jǐn)?shù)”或者類似物是在沒有分散介質(zhì)的干組合物中的重量百分?jǐn)?shù)。除非另有說明，本文中使用的百分?jǐn)?shù)(％)為基于整個(gè)組合物的重量的干重百分?jǐn)?shù)。

根據(jù)某些實(shí)施方式，用于第一組成的合適填料可為金屬氧化物，其包括，但不限于石英、氧化鋁、云母、煅燒高嶺土、硅灰石、方解石、氧化鋯、鋯石、云母氧化鐵、鐵氧化物、硅酸鋁、滑石(有時(shí)稱作水合硅酸鎂)、硫酸鋇、鋅鋇白、以及其組合。在某些實(shí)施方式中，合適填料的更具體實(shí)例可選自滑石、煅燒高嶺土、氧化鋁和/或石英。在某些實(shí)施方式中，合適的填料可具有約50微米或更小、在某些實(shí)施方式中約20微米或更小、和在某些實(shí)施方式中約5微米或更小的平均粒度。組成試劑盒中的填料的總量可為約2％-約55％、在某些實(shí)施方式中約10％-約40％、和在某些實(shí)施方式中約15％-約30％。

根據(jù)某些實(shí)施方式，合適的交聯(lián)劑(例如，反應(yīng)性試劑)可為在與粘結(jié)劑混合(特別是在含水淤漿中)時(shí)可促進(jìn)所述組合物的固化的化合物。合適交聯(lián)劑的實(shí)例可包括，但不限于氫氧化鎂、氧化鎂、氧化鋅、或其組合。在某些實(shí)施方式中，合適交聯(lián)劑的具體實(shí)例可包括氫氧化鎂和/或氧化鎂。在某些實(shí)施方式中，組成試劑盒中存在的交聯(lián)劑的總量可從約5％到約20％、和在某些實(shí)施方式中從約7％到約15％變化。

發(fā)射劑可改善組合物輻射來自高架導(dǎo)體的熱的能力。合適發(fā)射劑的實(shí)例可包括，但不限于，氧化鎵、氧化鈰、氧化鋯、六硼化硅、四硼化碳、四硼化硅、碳化硅、二硅化鉬、二硅化鎢、二硼化鋯、氧化鋅、亞鉻酸銅、氧化鎂、二氧化硅、氧化鉻、鐵氧化物、碳化硼、硅化硼、氧化銅鉻、二氧化鈦、氮化鋁、氮化硼、氧化鋁、以及其組合。在某些實(shí)施方式中，合適發(fā)射劑的具體實(shí)例可選自氧化硼、氧化鈰、和/或二氧化鈦。在某些實(shí)施方式中，組成試劑盒中發(fā)射劑的總量可為約6％-約42％、在某些實(shí)施方式中約10％-約32％、和在某些實(shí)施方式中約15％-約28％。

合適的硅酸鹽粘結(jié)劑可為堿/堿土金屬硅酸鹽，例如但不限于硅酸鉀、硅酸鈉、硅酸鋰、硅酸鈣、或其組合。在某些實(shí)施方式中，硅酸鹽粘結(jié)劑也可為含水膠體二氧化硅。在某些實(shí)施方式中，所述粘結(jié)劑可為硅酸鉀。在某些實(shí)施方式中，合適的金屬硅酸鹽也可作為水溶液提供。如本領(lǐng)域技術(shù)人員可領(lǐng)會(huì)的，合適的水溶液，例如由硅酸鉀和氧化鉀形成的溶液，可具有，例如，在某些實(shí)施方式中約1:1-約1:6的金屬氧化物對(duì)二氧化硅比率、或者在某些實(shí)施方式中約1:2-約1:4的比率。所述硅酸鹽粘結(jié)劑可以約20％-約65％、在某些實(shí)施方式中以約20％-約50％、和在某些實(shí)施方式中以約25％-約35％存在于組成試劑盒中。

如能夠領(lǐng)會(huì)的，組成試劑盒可另外包括其它添加劑，所述添加劑包括如下的一種或多種：穩(wěn)定劑、消泡劑、和乳化劑。這樣的添加劑可添加至所述組成試劑盒的第一組成部分或者第二組成部分。合適穩(wěn)定劑的實(shí)例可包括，但不限于，膨潤(rùn)土、高嶺土、鎂氧化鋁氧化硅粘土、和穩(wěn)定化的氧化鋯。另外、或者替代地，也可包括其它球粘土穩(wěn)定劑作為合適的穩(wěn)定劑。在某些實(shí)施方式中，所述穩(wěn)定劑可為膨潤(rùn)土。所述穩(wěn)定劑可以約0.1％-約2％添加。

可包括消泡劑以抑制、或者遲滯當(dāng)將水添加至干組合物時(shí)泡沫的形成。消泡劑的合適實(shí)例可包括基于硅的防泡劑和非基于硅的防泡劑。某些表面活性劑也可用作消泡劑。這樣的表面活性劑的實(shí)例可包括，但不限于，陽離子型、陰離子型、或者非離子型表面活性劑，和脂肪酸鹽。消泡劑可以約0.2％-約1.5％添加。

可包括乳化劑以在將水添加至干組合物時(shí)保持均勻的分散。乳化劑的合適實(shí)例可包括月桂基硫酸鈉、十二烷基苯基磺酸鈉、硬脂酸鉀、琥珀酸二辛酯磺酸鈉、十二烷基二苯氧基二磺酸鹽、壬基苯氧基乙基聚(1)乙氧基乙基硫酸銨、苯乙烯基磺酸鈉、十二烷基烯丙基琥珀酸酯磺酸鈉、亞麻油脂肪酸、乙氧基化的壬基苯酚磷酸酯的鈉或銨鹽、辛基酚聚醚-3-磺酸鈉、椰子肌氨酸鈉、1-烷氧基-2-羥基丙基磺酸鈉、α-烯烴(C₁₄-C₁₆)磺酸鈉、羥基鏈烷醇硫酸鹽、N-(1,2-二羧基乙基)-N-十八烷基磺基水楊酰胺四鈉鹽、N-十八烷基磺基水楊?；被岫c鹽、烷基酰氨基聚乙氧基磺基琥珀酸酯二鈉、乙氧基化的壬基苯酚磺基琥珀酸半酯二鈉、乙氧基乙基硫酸鈉。所用乳化劑的量可為約2％-約3％。

組成試劑盒可另外包括增塑劑以改善施加至基底之后涂層的柔性。增塑劑的合適實(shí)例包括如下的一種或多種：甘油、糖和纖維素。

在某些實(shí)施方式中，第一組成部分可包括約1％-約18％滑石，約1％-約15％煅燒高嶺土，約0％-約10％氧化鋁，約0％-約12％石英，約5％-約20％氫氧化鎂和/或氧化鎂，約1-12％氧化硼、碳化硅、和氧化鈰，和約5％-約30％二氧化鈦；和第二部分包含約20％-約65％硅酸鉀。

如能夠領(lǐng)會(huì)的，第一和第二組成部分可分開混合并且可一直到剛使用之前都保持分開?？蓪⒌谝唤M成部分的組分混合，然后干的或濕的儲(chǔ)存。當(dāng)濕的時(shí)，分散介質(zhì)可為水。作為濕混合物的所得第一組成部分可為具有約30％-約55％、在某些實(shí)施方式中約35％-約50％、和在某些實(shí)施方式中約43％-約50％的總固體含量的懸浮液。也可使用有機(jī)分散劑作為分散介質(zhì)。這樣的有機(jī)分散劑的合適實(shí)例可包括，但不限于，醇、酮、酯、烴、以及其組合。在某些實(shí)施方式中，所述有機(jī)分散劑可為與水混溶的?？深愃频刂苽錆竦牡诙M成部分。作為濕混合物的第二組成部分可為具有約20％-約50％、在某些實(shí)施方式中約25％-約45％、和在某些實(shí)施方式中約30％-約38％的總固體含量的懸浮液。所述組成試劑盒的所述兩部分無論是干的還是濕的在儲(chǔ)存時(shí)都不應(yīng)進(jìn)行接觸。一將所述兩個(gè)組成部分混合，所述組成試劑盒就可開始固化。作為固化過程的結(jié)果，所述涂料組合物的粘度可隨著時(shí)間推移而增加。由于在涂料組合物涂覆在裸導(dǎo)體上時(shí)高的粘度不利地影響涂料組合物，因此可將第一和第二部分(組成)的混合延遲直至剛要施加之前。

在所述兩個(gè)組成部分的混合時(shí)，所述涂料組合物可用于涂覆裸導(dǎo)體。在某些實(shí)施方式中，所述涂料組合物可在混合之后約24小時(shí)內(nèi)、在某些實(shí)施方式中在約12小時(shí)內(nèi)、和在某些實(shí)施方式中在約8小時(shí)內(nèi)使用。在所述兩個(gè)部分混合成濕混合物時(shí)，所述濕混合物的粘度可為約10秒-約30秒、在某些實(shí)施方式中約13秒-約25秒、和在某些實(shí)施方式中約15秒-約20秒，如通過使用B4福特杯根據(jù)ASTM D1200(2010)測(cè)量的。另外，在將第一和第二組成部分混合在一起約8小時(shí)內(nèi)，所述濕混合物的粘度可增加不超過65％。所述濕混合物可在高速分散機(jī)(“HSD”)、球磨機(jī)、珠磨機(jī)或者使用本領(lǐng)域中已知的其它技術(shù)制備。作為舉例說明，可使用HSD來使所述涂料組合物緩慢地一起添加有第一和第二組成部分和混合直至實(shí)現(xiàn)組分的期望分散。在某些實(shí)施方式中，混合器速度可為約10rpm或更大以實(shí)現(xiàn)期望的涂料組合物。

一旦在導(dǎo)體上施加和固化，則所述涂料可提供這樣的柔性涂層：其在約5英寸或更小直徑的心軸上彎曲時(shí)未顯示出可見的裂紋。在某些實(shí)施方式中，所述柔性涂層在范圍為0.5英寸-5英寸直徑的心軸上彎曲時(shí)可不顯示可見的裂紋。固化的涂層還可為耐熱性的并且在90℃下熱老化7天之后可通過相同的心軸彎曲試驗(yàn)。固化的涂層還可為耐外部氣候的并且在4,000小時(shí)暴露于外部風(fēng)化條件(例如，UV光、水霧、和熱施加的組合)之后可通過相同的心軸彎曲試驗(yàn)。

可將涂料(涂層)施加在各種各樣的電纜(包括高壓高架電力傳輸線路)周圍。如能夠領(lǐng)會(huì)的，這樣的高架電力傳輸線路可以各種各樣的配置形成并且可通常包括由多根導(dǎo)線形成的芯。例如，鋁導(dǎo)體鋼增強(qiáng)的(“ACSR”)電纜、鋁導(dǎo)體鋼支撐的(“ACSS”)電纜、鋁導(dǎo)體復(fù)合芯(“ACCC”)電纜和全鋁合金導(dǎo)體(“AAAC”)電纜。ACSR電纜是高強(qiáng)度絞合導(dǎo)體并且包括外部導(dǎo)電絞線、和支撐性中央絞線。外部導(dǎo)電絞線可由具有高的電導(dǎo)率和低的重量的高純度鋁合金形成。中央支撐性絞線可為鋼并且可具有支撐更具延展性的外部導(dǎo)電絞線所需要的強(qiáng)度。ACSR電纜可具有總體上高的拉伸強(qiáng)度。ACSS電纜是同心扭絞電纜并且包括：鋼中央芯，圍繞其絞合一層、或者多層鋁、或鋁合金線。形成對(duì)照的是，ACCC電纜是通過由碳、玻璃纖維、氧化鋁纖維或聚合物材料的一種或多種形成的中央芯增強(qiáng)的。復(fù)合芯相對(duì)于全鋁或鋼增強(qiáng)的常規(guī)電纜可提供多種優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)閺?fù)合芯的高拉伸強(qiáng)度和低的熱流掛的組合使得實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的跨度。ACCC電纜可使得能夠用更少的支撐結(jié)構(gòu)體來建造新線路。AAAC電纜用鋁或鋁合金線制成。AAAC電纜由于它們?cè)诤艽蟪潭壬匣蛘咄耆貫殇X的事實(shí)而可具有更好的耐腐蝕性。ACSR、ACSS、ACCC、和AAAC電纜可用作用于高架配送和傳輸線路的高架電纜。

如能夠領(lǐng)會(huì)的，電纜也可為間隙導(dǎo)體。間隙導(dǎo)體可為由環(huán)繞高強(qiáng)度鋼芯的梯形形狀的耐溫鋁鋯線形成的電纜。

圖1、2、3、和4各自說明根據(jù)某些實(shí)施方式的多種裸高架導(dǎo)體。高架導(dǎo)體100、200、300和400可通常像圖2和4中一樣僅包括一根或多根導(dǎo)線210和410，或者像圖1和3中一樣包括環(huán)繞芯110和310的導(dǎo)線120、210、320和410。圖1-4中描繪的各高架導(dǎo)體可包括由所述兩個(gè)組成部分形成的涂層(130、220、330和420)。另外，圖1和3可在某些實(shí)施方式中通過選擇鋼用于芯和鋁用于導(dǎo)線而形成為ACSR電纜。同樣地，圖2和4可在某些實(shí)施方式中通過適當(dāng)?shù)剡x擇鋁或鋁合金用于導(dǎo)線而形成為AAAC電纜。

在替代實(shí)施方式中，芯110、310可為鋼、殷鋼、復(fù)合材料、可向所述導(dǎo)體提供強(qiáng)度的任何其它材料。在其它替代實(shí)施方式中，導(dǎo)線120、210、320、410可由任何合適的導(dǎo)電材料制成，所述導(dǎo)電材料包括銅、銅合金、鋁、鋁合金(包括鋁型1350、6000系列合金鋁、鋁–鋯合金)、碳納米管、石墨烯、或者任何其它導(dǎo)電材料。

復(fù)合芯導(dǎo)體由于在較高工作溫度下具有較低流掛以及它們較高的強(qiáng)度對(duì)重量比而是有用的。復(fù)合材料基于以鋁或者任何其它可向所述導(dǎo)體提供強(qiáng)度和較低流掛的材料增強(qiáng)的玻璃纖維、碳纖維、聚合物纖維、氧化鋁纖維。另外或者替代地，可在復(fù)合芯導(dǎo)體設(shè)計(jì)中采用聚合物涂層。如能夠領(lǐng)會(huì)的，具有由組成試劑盒形成的涂層的復(fù)合芯導(dǎo)體可由于所述涂層而具有導(dǎo)體工作溫度的進(jìn)一步降低并且由降低的工作溫度而可具有復(fù)合物中的某些聚合物樹脂的較低流掛和較低降解(劣化)。復(fù)合芯的非限制性實(shí)例可參見美國(guó)專利No.7,015,395、美國(guó)專利No.7,438,971、美國(guó)專利No.7,752,754、美國(guó)專利申請(qǐng)No.2012/0186851、美國(guó)專利No.8371028、美國(guó)專利No.7,683,262、和美國(guó)專利申請(qǐng)No.2012/0261158，將其各自引入本文作為參考。

在某些實(shí)施方式中，在所述涂料組合物的施加之前可準(zhǔn)備所述高架導(dǎo)體的表面。所述準(zhǔn)備過程可包括如下的一種或多種：化學(xué)處理、加壓空氣清潔、熱水或蒸汽清潔、刷清潔、熱處理、噴砂、超聲、除眩(deglaring)、溶劑擦拭、等離子體處理等。在某些過程中，可將所述高架導(dǎo)體的表面通過噴砂而除眩。

根據(jù)某些實(shí)施方式，涂料組合物可通過噴槍使用受控的空氣壓力以約10psi-約45psi壓力施加。在這樣的實(shí)施方式中，噴槍噴嘴可垂直于所述導(dǎo)體的方向(例如，大約90°角)放置以在導(dǎo)體產(chǎn)物上得到均勻的涂層。在某些情況下，還可使用兩支或更多支槍以得到更高效的涂層。涂層厚度和密度通過摻和物粘度、槍壓力、和導(dǎo)體線速度而控制。在涂料施加期間，取決于導(dǎo)體的材料，可將高架導(dǎo)體溫度保持在10℃-90℃之間。

替代地，在某些實(shí)施方式中，可通過浸漬、刷子的一種或多種、或者通過輥將涂料組合物施加至高架導(dǎo)體。例如，在浸漬過程中，可將經(jīng)清潔和干燥的導(dǎo)體浸漬在涂料組合物中以容許所述涂料組合物完全涂覆所述導(dǎo)體。然后可將所述導(dǎo)體從所述涂料組合物移出并且容許其干燥。

在所述涂料的施加之后，可通過在室溫下或者在升高溫度下蒸發(fā)而容許所述高架導(dǎo)體上的涂料固化/干燥。在某些實(shí)施方式中，可將涂料通過烘箱加熱而干燥。在某些這樣的實(shí)施方式中，烘箱可為約325℃、在某些實(shí)施方式中約200℃-約250℃。在某些實(shí)施方式中，涂料可另外或者替代地經(jīng)歷直接火焰暴露，其將所述涂料暴露于強(qiáng)的加熱。例如，在某些實(shí)施方式中，可施加直接火焰約0.1秒-約60秒、和在某些實(shí)施方式中約0.5秒-約30秒。在還進(jìn)一步的實(shí)施方式中，可將所述電纜烘箱加熱，之后直接火焰暴露。此處，兩種加熱過程可在線連續(xù)發(fā)生(即，所述電纜可離開所述烘箱，然后可直接引導(dǎo)至火焰)，或者替代地可以間歇方式發(fā)生。例如，在烘箱加熱之后，可將電纜卷繞在線軸上，然后可將所述線軸轉(zhuǎn)移至冒焰設(shè)備，在此處將所述電纜從所述線軸展開并且運(yùn)行通過火焰以進(jìn)一步固化/干燥所述涂料。在某些實(shí)施方式中，在被烘箱和火焰加熱之后，可將電纜卷繞在線軸上，可將所述線軸進(jìn)一步在烘箱中加熱。在這樣的實(shí)施方式中，所述烘箱在某些實(shí)施方式中可為約200℃-約325℃，和在某些實(shí)施方式中處于約200℃-約250℃。可將所述線軸在烘箱中在某些實(shí)施方式中加熱約0.1小時(shí)-約24小時(shí)、和在某些實(shí)施方式中加熱約1小時(shí)-約15小時(shí)。

如能夠領(lǐng)會(huì)的，還可將涂料施加至已經(jīng)安裝并且目前處于使用之中的導(dǎo)體?？蓪⒁延袑?dǎo)體用用于自動(dòng)化或半自動(dòng)化涂覆的機(jī)器人系統(tǒng)涂覆。所述自動(dòng)化系統(tǒng)以三個(gè)步驟作用：(1)清潔所述導(dǎo)體表面；(2)將所述涂料施加在所述導(dǎo)體表面上；和(3)干燥所述涂料。

另外，可將涂料(涂層)施加至高架傳輸線路配件。例如，變電站可包括多種產(chǎn)生熱的配件，包括斷路器和變壓器例如電流耦合變壓器?？蓪⒈疚闹忻枋龅耐苛鲜┘又吝@些配件的一個(gè)或多個(gè)以使經(jīng)涂覆的配件的工作溫度與類似的、但未涂覆的配件相比降低。如能夠領(lǐng)會(huì)的，另外的傳輸線路配件也可受益于這樣的涂料，作為非限制性實(shí)例，包括空端(deadend)/終端(termination)產(chǎn)品、拼接處(splice)/接頭、掛鉤和支撐產(chǎn)品、運(yùn)動(dòng)控制/振動(dòng)產(chǎn)品(有時(shí)稱作阻尼器)、拉線產(chǎn)品、野生動(dòng)物保護(hù)和嚇阻產(chǎn)品、導(dǎo)體和壓接修復(fù)部分、變電站產(chǎn)品、夾子、和電暈環(huán)。可將涂料以任何合適的方式施加至這樣的配件。例如，對(duì)于新的配件，可在清潔配件表面之后施加涂料。替代地，對(duì)于已有配件，也可在清潔配件表面之后施加涂料。在每個(gè)這樣的實(shí)施方式中，可將所述涂料通過暴露于環(huán)境溫度或者由例如直接火焰提供的升高的溫度而干燥和固化。

涂料可以若干方式施加至導(dǎo)體。例如，可通過如下施加涂料：將單獨(dú)的線在將它們組裝成裸的高架導(dǎo)體之前涂覆。如能夠領(lǐng)會(huì)的，可涂覆所述導(dǎo)體的所有線，或者更經(jīng)濟(jì)地，僅涂覆導(dǎo)體的最外面的線。替代地，可將涂料僅施加至裸高架導(dǎo)體的外表面而不是單獨(dú)的線。在某些實(shí)施方式中，可涂覆裸導(dǎo)體的完整外表面。在其它實(shí)施方式中，可涂覆裸導(dǎo)體的僅一部分。

如能夠領(lǐng)會(huì)的，涂料可以間歇工藝、半間歇工藝、或者連續(xù)工藝施加。圖5說明連續(xù)涂覆工藝并且描繪了導(dǎo)體512從攝入卷繞輥502傳遞至預(yù)處理單元504和涂覆單元506。預(yù)處理單元504使所述導(dǎo)體的表面準(zhǔn)備好用于在涂覆單元506中施加所述涂料。在施加所述涂料之后，可將所述導(dǎo)體經(jīng)由干燥/固化單元508干燥。一旦干燥，則可將所述電纜卷繞在滾軸511上。

在預(yù)處理單元504中，可通過介質(zhì)噴射而準(zhǔn)備導(dǎo)體512的表面。這樣的介質(zhì)可包括砂、玻璃珠、鈦鐵礦、鋼丸、和其它合適的介質(zhì)。所述介質(zhì)噴射之后可為空氣擦拭以將顆粒材料從導(dǎo)體512吹掉?？諝獠潦檬褂蒙淞鲗⒖諝庖砸欢ń嵌群鸵耘c導(dǎo)體112的行進(jìn)方向相反的方向吹到導(dǎo)體512上?？諝馍淞鳟a(chǎn)生360°空氣環(huán)，其附著至導(dǎo)體512的周圍并且將表面用高速空氣擦拭。在這樣的實(shí)例中，當(dāng)所述導(dǎo)體離開預(yù)處理單元504時(shí)，任何粘附至導(dǎo)體512的顆?？杀徊潦玫舨⑶掖祷氐筋A(yù)處理單元504中。合適的空氣射流可在某些實(shí)施方式中以約60-約100PSI、在某些實(shí)施方式中以約70PSI-約90PSI、和在某些實(shí)施方式中以約80PSI操作。所述空氣射流可具有在某些實(shí)施方式中約125mph-約500mph、在某些實(shí)施方式中約150mph-約400mph、和在某些實(shí)施方式中約250mph-約350mph的(從噴嘴出來的)速度。在空氣擦拭之后，殘留在所述導(dǎo)體的表面上的尺寸大于約10微米的顆粒的數(shù)量可為在某些實(shí)施方式中的約1,000個(gè)顆粒/平方英尺或更少、或者在某些實(shí)施方式中的約100個(gè)顆粒/平方英尺或更少。在空氣擦拭之后，可將所述導(dǎo)體加熱，例如通過加熱烘箱、UV、IR、E-束、感應(yīng)加熱、加壓蒸汽加熱、明火等加熱。所述加熱可通過單個(gè)或多個(gè)單元完成。在一個(gè)實(shí)施方式中，可使用直接火焰施加來預(yù)熱所述導(dǎo)體。此處，可使所述電纜直接穿過火焰以將電纜表面加熱至高于環(huán)境溫度的溫度。預(yù)處理中高的加熱溫度可容許在干燥/固化單元中采用較低的加熱溫度。然而，加熱不應(yīng)該太劇烈到其影響涂層的品質(zhì)(例如，通過粘附性、均勻性、起泡等)。在某些實(shí)施方式中，導(dǎo)體512不應(yīng)加熱至高于約140℃，和在某些實(shí)施方式中至不超過約120℃。

一旦導(dǎo)體512的表面準(zhǔn)備好，則其可準(zhǔn)備用于涂覆。涂覆過程可發(fā)生在涂覆單元中，其中電纜穿過溢流式模頭，所述溢流式模頭將涂料組合物的液體懸浮液沉積在準(zhǔn)備好的表面上。圖6-8描繪環(huán)形溢流式模頭601。可將涂料懸浮液經(jīng)由管606進(jìn)料至模頭601。隨著導(dǎo)體512穿過溢流式模頭601的中央開口604，涂料組合物經(jīng)由模頭601的內(nèi)表面中的一個(gè)或多個(gè)開放的端口602涂覆導(dǎo)體512。在某些實(shí)施方式中，溢流式模頭601可包括圍繞所述內(nèi)表面的周長(zhǎng)均勻間隔開的兩個(gè)或更多個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)、或者六個(gè)或更多個(gè)開放的端口602。一旦導(dǎo)體512離開溢流式模頭，則導(dǎo)體512可穿過另一空氣擦拭以除去過量的涂料懸浮液并且使所述涂料組合物圍繞所述導(dǎo)體均勻地鋪展。在絞合導(dǎo)體的情況下，空氣擦拭可容許涂料滲入所述導(dǎo)體表面上的絞線之間的溝槽。該空氣擦拭可使用與預(yù)處理單元504中的空氣擦拭類似的條件操作。

一旦導(dǎo)體512被涂覆，其可穿過干燥/固化單元508，如圖5中描繪的。干燥/固化可通過使用空氣或加熱的空氣完成。例如，可將合適的空氣在某些實(shí)施方式中加熱至約1000℃并且加熱/固化單元可用在某些實(shí)施方式中約9英尺/min-約500英尺/min的線速度、和在某些實(shí)施方式中約10英尺/min-約400英尺/min的線速度操作?？諝獾臏囟群途€速度可基于導(dǎo)體512中使用的金屬合金而選擇。干燥過程可為逐漸干燥過程、快速干燥過程、和/或直接火焰施加過程。如能夠領(lǐng)會(huì)的，干燥或固化也可通過其它技術(shù)實(shí)現(xiàn)，所述技術(shù)包括使用如下的一種或多種：加熱烘箱、UV輻射、IR輻射、E-束固化、感應(yīng)加熱、化學(xué)品施加、二氧化碳?xì)怏w或者液體噴霧等。干燥過程可發(fā)生在單個(gè)單元中或者發(fā)生在多個(gè)單元中。其還可為豎直的或水平的或者以特定角度發(fā)生。在某些實(shí)施方式中，干燥/固化可通過如下發(fā)生：加熱，之后為直接火焰施加。例如，電纜可首先穿過加熱烘箱，然后直接穿過火焰以將電纜表面加熱至約150℃或更低的溫度，和在某些實(shí)施方式中加熱至約120℃或更低的溫度。一旦干燥或固化，則可將涂覆的導(dǎo)體卷繞在滾軸511上用于存儲(chǔ)。

連續(xù)過程，如果是對(duì)于單獨(dú)的絞線(而不是絞合的電纜)操作的話，可以在某些實(shí)施方式中約2500ft/min或更小、在某些實(shí)施方式中約9ft/min-約2000ft/min、在某些實(shí)施方式中約10ft/min-約500ft/min、和在某些實(shí)施方式中約30ft/min-約300ft/min的線速度操作。

一旦涂覆在導(dǎo)體512上并且干燥/固化，則涂層可為在某些實(shí)施方式中的小于約100微米、和在某些實(shí)施方式中約10-30微米。所產(chǎn)生的涂層可為具有約20或更大的L值的非白色。所述涂層可為電學(xué)上不導(dǎo)電的、半導(dǎo)電的、或者導(dǎo)電的。

涂覆的導(dǎo)體可呈現(xiàn)出改善的散熱。發(fā)射率是表面通過輻射而發(fā)射熱的相對(duì)本領(lǐng)(power)，并且是通過表面發(fā)射的輻射能量對(duì)在相同溫度下通過黑體發(fā)射的輻射能量的比率。發(fā)射度是物體每單位面積的表面輻射的能量。發(fā)射率可例如通過Lawry等的美國(guó)專利申請(qǐng)公布No.2010/0076719(將其引入本文作為參考)中公開的方法測(cè)量。涂覆的導(dǎo)體可具有在某些實(shí)施方式中約0.3或更大、在某些實(shí)施方式中約0.5或更大、和在某些實(shí)施方式中約0.75或更大的發(fā)射系數(shù)。

在沒有進(jìn)一步描述的情況下，據(jù)信，使用前面的描述和以下說明性的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可制造和利用本公開內(nèi)容的組合物和方法。給出以下實(shí)施例以說明本公開內(nèi)容和要求保護(hù)的發(fā)明。應(yīng)理解，本公開內(nèi)容和要求保護(hù)的發(fā)明不限于那些實(shí)施例中描述的具體條件或細(xì)節(jié)。

實(shí)施例

測(cè)試程序

粘度：組合物的粘度是使用B4福特杯粘度計(jì)根據(jù)ASTM D 1200(2010)測(cè)量的。

帶粘附力：帶粘附力測(cè)試是對(duì)涂覆的鋁條根據(jù)ASTM D 3359(2009)進(jìn)行的。

涂料施加性：為了測(cè)定涂料施加性，對(duì)涂覆的樣品評(píng)價(jià)兩種涂覆缺陷，針孔缺陷和干斑缺陷。測(cè)定所涂覆的條每平方厘米的這些缺陷的數(shù)量。每平方厘米6個(gè)或者更多個(gè)涂覆缺陷指示“差的”施加性；每平方厘米2-5個(gè)缺陷指示“中等”施加性；和1個(gè)或者沒有缺陷指示“良好的”施加性。具有“中等”或“良好”施加性的組合物被認(rèn)為對(duì)于涂覆目的而言是可接受的。

心軸彎曲試驗(yàn)：使用心軸彎曲試驗(yàn)測(cè)試涂層的柔性。在心軸彎曲試驗(yàn)中，將涂覆的樣品在不同的圓柱形心軸尺寸(從較大的直徑到小的直徑)上彎曲以觀察涂層的任何可視裂紋。可視裂紋的存在指示樣品的失敗。

熱老化：為了研究涂層的熱穩(wěn)定性，將涂覆的樣品在循環(huán)烘箱中在90℃的溫度下放置7天時(shí)間。在所述熱老化完成之后，將樣品在室溫下放置24小時(shí)時(shí)間。然后將樣品在不同的圓柱形心軸尺寸(從較大直徑到較小直徑)上彎曲并且在各心軸尺寸下檢查任何可視裂紋。

水老化試驗(yàn)：為了研究涂層的熱水穩(wěn)定性，將涂覆的樣品在保持在90℃的熱水浴中老化7天。在所述老化過程完成之后，將樣品取出并且在測(cè)試之前容許其在室溫下靜置24小時(shí)時(shí)間。然后將經(jīng)老化的樣品通過將所述樣品在一系列遞減的圓柱形尺寸的心軸上彎曲而測(cè)試并且在各心軸尺寸下檢查任何可視裂紋。此外，在老化之前和之后對(duì)樣品進(jìn)行稱重以測(cè)定來自沸水老化的任何重量增加/損失。

溫度降低量：除了如下之外，根據(jù)Current Cycle Test Method,ANSIC119.4-2004進(jìn)行測(cè)試以測(cè)量涂層降低導(dǎo)體樣品的工作溫度的效力：所述測(cè)試進(jìn)行減少數(shù)量的熱循環(huán)(進(jìn)行至少50個(gè)循環(huán))。實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖9中所描繪的那樣準(zhǔn)備并且描述于下。

如圖9中所描繪的，用6個(gè)相同尺寸的四英尺導(dǎo)體試樣(三個(gè)未被涂覆和三個(gè)被涂覆)、和途經(jīng)變流器的另外的合適的導(dǎo)體形成串聯(lián)回路。所述串聯(lián)回路由兩串三個(gè)相同尺寸的導(dǎo)體試樣組成。將裸的和涂覆的導(dǎo)體試樣以交替方式焊接。在導(dǎo)體試樣之間安裝均衡器以提供等勢(shì)面用于電阻測(cè)量。所述均衡器保證所有導(dǎo)體絞線之間的永久接觸。均衡器(對(duì)于2/0實(shí)心鋁，2”x 3/8”x 1.75”和對(duì)于795AAC Arbutus，3”x 3/8”x 3.5")由鋁匯流條制造。在所述均衡器中鉆出按照連接用導(dǎo)體的尺寸的孔。將相鄰導(dǎo)體的末端焊接至所述均衡器以完成所述串聯(lián)回路。在一端使用較大的均衡器(對(duì)于2/0實(shí)心鋁，10”x3/8”x 1.75”和對(duì)于795AAC Arbutus，12”x 3/8”x 3.5”)來連接所述兩串，而另一端連接至途經(jīng)變流器的另外的導(dǎo)體。

發(fā)射率和太陽吸收率：涂覆和未涂覆樣品的發(fā)射率和太陽吸收率分別根據(jù)ASTM E408(2013)和ASTM E903(2012)測(cè)量。

風(fēng)化試驗(yàn)：將樣品根據(jù)ASTM G155-05a(2013)通過如下而風(fēng)化：將樣品放置在腔室中并且使樣品輪轉(zhuǎn)暴露于光、水分、和熱。各循環(huán)為120分鐘并且包括102分鐘的在63℃下來自日光被過濾的氙弧燈的光、和18分鐘的光和水噴射。樣品暴露最高達(dá)10,000小時(shí)并且每隔2,000小時(shí)取出用于測(cè)試。

鹽霧試驗(yàn)：根據(jù)ASTM 5 117-11/ISO-10289進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)。使用1英尺的ASCR導(dǎo)體樣品。將樣品在鹽霧室中暴露于5％NaCl的鹽溶液并且每天觀察銹、腐蝕、或者任何其它可視變化的出現(xiàn)。

實(shí)施例

制造三種(3)涂料組合物并且測(cè)試粘度、涂料施加性和帶粘附力。這三種涂料組合物(對(duì)比例1以及本發(fā)明實(shí)施例1和2)的細(xì)節(jié)是基于干重提供的并且列于表1中。對(duì)于對(duì)比例1以及本發(fā)明實(shí)施例1和2還提供測(cè)試結(jié)果并且其報(bào)道于表1中。

表1.三種涂料組合物的細(xì)節(jié)。

在將兩部分混合在一起之后隨時(shí)間推移而測(cè)試本發(fā)明實(shí)施例1的粘度。隨時(shí)間推移而提高的粘度示于表2中。

表2.對(duì)于本發(fā)明實(shí)施例1，粘度隨時(shí)間推移而提高。

使用本發(fā)明實(shí)施例1作為用于高架導(dǎo)體電纜的涂料組合物。評(píng)價(jià)所述電纜的各種性質(zhì)，包括溫度降低量、發(fā)射率、和太陽吸收率。比較涂覆和未涂覆基底的測(cè)試結(jié)果呈現(xiàn)于表3中。

表3.涂覆和未涂覆樣品的性質(zhì)的比較。

還使用本發(fā)明實(shí)施例1制備另外的樣品用于用心軸彎曲試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。比較涂覆樣品和未涂覆樣品的測(cè)試結(jié)果示于表4中。關(guān)于心軸彎曲試驗(yàn)的通過結(jié)果意味著沒有觀察到涂層的片狀剝落、損壞或除去。

表4.在老化之前和之后的心軸彎曲試驗(yàn)

本文中公開的尺寸和值不應(yīng)被理解為嚴(yán)格地局限于所敘述的精確的數(shù)值。相反，除非另有規(guī)定，每個(gè)這樣的尺寸意圖指所敘述的值以及圍繞該值的功能上等同的范圍兩者。

應(yīng)理解，在本說明書中給出的每一個(gè)最大數(shù)值限制包括每一個(gè)較低的數(shù)值限制，如同這樣的較低的數(shù)值限制在本文中明確寫入一般。在本說明書中給出的每一個(gè)最小數(shù)值限制將包括每一個(gè)較高的數(shù)值限制，如同這樣的較高數(shù)值限制在本文中明確寫入一般。在本說明書中給出的每一個(gè)數(shù)值范圍將包括落在這樣的較寬數(shù)值范圍內(nèi)的每一個(gè)較窄的數(shù)值范圍，如同這樣的較窄的數(shù)值范圍全部在本文中明確寫入一般。

將本文中引用的每一篇文獻(xiàn)，包括任何交叉引用或者相關(guān)的專利或者申請(qǐng)，由此完全引入本文作為參考，除非明確地排除或者另有限制。任何文獻(xiàn)的引用不是承認(rèn)，其相對(duì)于本文中公開的或者要求保護(hù)的任何發(fā)明時(shí)間是現(xiàn)有技術(shù)，或者其單獨(dú)地、或者以與任何其它參考文獻(xiàn)(一篇或多篇)組合地教導(dǎo)、暗示、或者公開了任何這樣的發(fā)明。進(jìn)一步地，就本文獻(xiàn)中的術(shù)語的任何含義或者定義與引入作為參考的文獻(xiàn)中的相同術(shù)語的含義或定義矛盾來說，本文獻(xiàn)中賦予該術(shù)語的含義或定義為準(zhǔn)。

已經(jīng)出于描述目的而呈現(xiàn)了實(shí)施方式和實(shí)施例的前述描述。不意圖是窮盡性的或者限于所描述的形式。根據(jù)以上教導(dǎo)，許多改動(dòng)是可能的。已經(jīng)討論了那些改動(dòng)的一些并且其它將被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解。實(shí)施方式是為了說明各種實(shí)施方式而選擇和描述的。范圍當(dāng)然不限于本文中闡述的實(shí)施例或?qū)嵤┓绞?，而是可被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員用于許多申請(qǐng)和等同文獻(xiàn)。相反，由此意圖是，范圍由所附權(quán)利要求限定。