CN105949829A - 一种电力金具用涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力金具用涂料及其制备方法，所述电力金具用涂料由以下质量份数组成：硅溶胶60‑80份、环氧树脂15‑30份、聚酯树脂15‑25份、SHP‑50聚硅氧烷粉末10‑16份、聚酰亚胺树脂15‑20份、乙炔炭黑7‑12份、纳米二氧化钛6‑15份、水玻璃8‑10份、石油沥青4‑8份、瓜尔胶WP‑05 8‑15份、SER‑AD FA179 6‑10份、二乙撑三胺3‑5份、抗氧剂1076 2‑4份、磷酸铝铬5‑8份、氢氧化钠溶液1‑3份，本发明通过混炼、粉碎、混合、搅拌、陈化等步骤制备而成。本发明的有益效果是：本发明涂料具有优良的耐腐蚀、耐电晕性能，能减少电荷的聚集,降低局部放电击穿的几率，起到耐电晕保护作用，有效防止电力金具使用过程中的老化、腐蚀等问题。

Description

一种电力金具用涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及金具防护涂层领域，具体涉及一种电力金具用涂料及其制备方法。
背景技术
电力金具，是连接和组合电力***中的各类装置，起到传递机械负荷、电气负荷及某种防护作用的金属附件，在输变电工程中起着重要的作用。产品质量不仅关系到电网安全运行，还关系到人身财产安全，因此，保证电力金具的产品性能和使用寿命是非常重要的任务。电力金具主要为金属铸铁类，长期使用过程中易出现腐蚀、老化等问题。目前，常用的保护金属材料的方法为表面涂刷防护层。
在中国公开的专利申请CN102604537A中针对金属易腐蚀的问题提出了一种水性金属防腐涂料及其制备方法，其由硅溶胶乳液、GH-26XB硅丙防腐乳液、金红石钛白R-930、醇脂十二、超细滑石粉、超细云母粉、超细二氧化硅粉、GH5050分散剂、DA分散剂、PE-100润湿剂、GHP101增稠剂、防腐剂981、SN-345消泡剂、水组成，该发明的水性金属防腐涂料无毒、环保，具有极佳的防水防腐蚀性、耐高温、耐碱性、耐候性、耐擦洗性和耐人工老化等优点，是比较理想的新型水性金属防腐涂料。
虽然现有技术对金属防腐方面取得了一定的成效，但是原料中的超细成分过多，难以控制分散性，易聚集成团，导致涂层表面不平整、裂纹等现象，影响性能。而且电力金具除了存在作为金属的腐蚀问题，还有通电后造成的电晕现象，在高场强的条件下放电造成的高温、部件老化、燃烧等现象仍待解决。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种电力金具用涂料及其制备方法，有效解决了金具腐蚀、老化的问题，且具有优良的耐电晕性，涂层分散均匀、平整光滑，综合性能稳定，对金具的使用寿命有显著的提升。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种电力金具用涂料由以下质量份数组成：硅溶胶60-80份、环氧树脂15-30份、聚酯树脂15-25份、SHP-50聚硅氧烷粉末10-16份、聚酰亚胺树脂15-20份、乙炔炭黑7-12份、纳米二氧化钛6-15份、水玻璃8-10份、石油沥青4-8份、瓜尔胶WP-05 8-15份、SER-ADFA179 6-10份、二乙撑三胺3-5份、抗氧剂1076 2-4份、磷酸铝铬5-8份、氢氧化钠溶液1-3份。
优选的，电力金具用涂料由以下质量份数组成：硅溶胶70-80份、环氧树脂23-30份、聚酯树脂20-25份、SHP-50聚硅氧烷粉末13-16份、聚酰亚胺树脂17-20份、乙炔炭黑10-12份、纳米二氧化钛10-15份、水玻璃9-10份、石油沥青6-8份、瓜尔胶WP-05 12-15份、SER-AD FA179 8-10份、二乙撑三胺4-5份、抗氧剂1076 3-4份、磷酸铝铬6-8份、氢氧化钠溶液2-3份。
优选的，电力金具用涂料的制备方法，其制备步骤如下：
1)将4/5用量的环氧树脂、全量的聚酯树脂、1/4用量的磷酸铝铬、1/4用量的瓜尔胶WP-05和4/5用量的二乙撑三胺均匀混合后放入开炼机中，调节温度为130℃-140℃，混炼20-25min，挤出压片，停放冷却后粉碎，过400目筛，得混合物一备用；
2)将全量的石油沥青、1/5用量的二乙撑三胺和全量的氢氧化钠溶液混合均匀后与剩余的1/5环氧树脂一起加入混合物一中，在85℃-90℃搅拌均匀，然后冷冻处理成固体，粉碎后过800目筛，得混合物二，低温保存备用；
3)将全量的聚酰亚胺树脂加热至90℃-105℃，然后加入全量的乙炔炭黑和全量的纳米二氧化钛，搅拌均匀后加入全量的抗氧剂1076，继续搅拌10-15min，冷却得混合物三；
4)将步骤2)和步骤3)中的混合物加入硅溶胶中，混合均匀，然后将全量的SHP-50聚硅氧烷粉末、全量的水玻璃、全量的SER-ADFA179、3/4用量的瓜尔胶WP-05和3/4用量的磷酸铝铬加入，混合搅拌，陈化36-48h，得最终涂料。
优选的，制备步骤2)的搅拌过程中速度为60-80r/min，搅拌时间为20-25min。
优选的，制备步骤3)中乙炔炭黑均分为5次加入，每隔5min进行一次投料，搅拌速度为45-60r/min。
优选的，制备步骤3)中冷却速度为5℃/min。
优选的，制备步骤4)中混合搅拌为先以150r/min搅拌5min，然后以80r/min搅拌5min。
本发明采用上述的技术方案能达到的有益效果是：本发明以硅溶胶为基体，加入各种填充料制备所得。硅溶胶的耐水性、耐热性能明显优于有机涂料，涂膜致密且较硬，不产生静电，空气中各种尘埃难粘附，具有很强的抗污染能力。乙炔炭黑为高结构炭黑，易形成空间网络通道，有利于聚合物中形成链式导电结构，而纳米二氧化钛具有高的电导率，使表面积聚的电荷沿表面迅速扩散，避免了局部电场的过高而发生局部放电，同时，纳米二氧化钛还有吸收紫外光的作用,并通过热量的方式散掉，故能起到保护作用。磷酸铝铬作为胶黏剂可塑性好、热稳定性好，随着温度的上升强度也相应增强，且其所含三价铬不会转变成毒性六价铬，安全性高。SHP-50聚硅氧烷粉末憎水，固化后对水排斥性好，具有较强的疏水性和耐久性。SER-AD FA179可用作水溶性涂料的腐蚀抑制剂来防止闪蚀的形成。沥青属于憎水性材料，粘度很大但是具有流动性，耐腐蚀且具有韧性。瓜尔胶WP-05为流变改性剂，有利于涂料的均匀分散性，具有耐水性且具有明显的价格优势。
在制备过程中，先将环氧树脂和聚酯树脂混合，在一定温度下于开炼机中混炼，通过瓜尔胶的流平性使两者均匀分散，有利于促进聚酯中羧基和环氧树脂中的羟基、环氧基反应，得出具有两者综合性能的环氧聚酯，利用度更高。而沥青与环氧树脂也能够反应生成环氧沥青，这种沥青相较普通沥青耐腐蚀性强，且具有一定的弹性。乙炔炭黑和纳米二氧化钛分次加入混合有利于充分反应，形成的聚合物空间结构更加稳定，随后加入的抗氧剂使活性自由基在高分子链氧化之前就失去活性,因而能有效阻止聚合物氧化、降解，提高聚合物材料的耐电晕能力。
综上可知，本发明电力金具用涂料均匀致密，具有优良的耐腐蚀性和耐电晕性，能有效保证电力金具的实用性，显著提升电力金具的使用寿命，且防水、防污能力强，具有一定的弹性，可用于减震材料的防护。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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作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：
一种电力金具用涂料由以下质量份数组成：硅溶胶65份、环氧树脂15份、聚酯树脂25份、SHP-50聚硅氧烷粉末12份、聚酰亚胺树脂17份、乙炔炭黑12份、纳米二氧化钛12份、水玻璃8.5份、石油沥青5份、瓜尔胶WP-05 10份、SER-AD FA179 7份、二乙撑三胺4份、抗氧剂1076 2.3份、磷酸铝铬7份、氢氧化钠溶液1.5份。
一种电力金具用涂料的制备方法，其制备步骤如下：
1)将4/5用量的环氧树脂、全量的聚酯树脂、1/4用量的磷酸铝铬、1/4用量的瓜尔胶WP-05和4/5用量的二乙撑三胺均匀混合后放入开炼机中，调节温度为130℃，混炼20min，挤出压片，停放冷却后粉碎，过400目筛，得混合物一备用；
2)将全量的石油沥青、1/5用量的二乙撑三胺和全量的氢氧化钠溶液混合均匀后与剩余的1/5环氧树脂一起加入混合物一中，在85℃搅拌均匀，然后冷冻处理成固体，粉碎后过800目筛，得混合物二，低温保存备用；
3)将全量的聚酰亚胺树脂加热至90℃，然后加入全量的乙炔炭黑和全量的纳米二氧化钛，搅拌均匀后加入全量的抗氧剂1076，继续搅拌10min，冷却得混合物三；
4)将步骤2)和步骤3)中的混合物加入硅溶胶中，混合均匀，然后将全量的SHP-50聚硅氧烷粉末、全量的水玻璃、全量的SER-ADFA179、3/4用量的瓜尔胶WP-05和3/4用量的磷酸铝铬加入，混合搅拌，陈化36h，得最终涂料。
上述制备步骤2)的搅拌过程中速度为80r/min，搅拌时间为20min。制备步骤3)中搅拌速度为60r/min。
实施例2：
一种电力金具用涂料由以下质量份数组成：硅溶胶70份、环氧树脂30份、聚酯树脂20份、SHP-50聚硅氧烷粉末13份、聚酰亚胺树脂15份、乙炔炭黑10份、纳米二氧化钛10份、水玻璃9份、石油沥青4份、瓜尔胶WP-05 12份、SER-AD FA179 8份、二乙撑三胺4.5份、抗氧剂1076 4份、磷酸铝铬8份、氢氧化钠溶液2.5份。
一种电力金具用涂料的制备方法，其制备步骤如下：
1)将4/5用量的环氧树脂、全量的聚酯树脂、1/4用量的磷酸铝铬、1/4用量的瓜尔胶WP-05和4/5用量的二乙撑三胺均匀混合后放入开炼机中，调节温度为135℃，混炼22min，挤出压片，停放冷却后粉碎，过400目筛，得混合物一备用；
2)将全量的石油沥青、1/5用量的二乙撑三胺和全量的氢氧化钠溶液混合均匀后与剩余的1/5环氧树脂一起加入混合物一中，在88℃搅拌均匀，然后冷冻处理成固体，粉碎后过800目筛，得混合物二，低温保存备用；
3)将全量的聚酰亚胺树脂加热至105℃，然后加入全量的乙炔炭黑和全量的纳米二氧化钛，搅拌均匀后加入全量的抗氧剂1076，继续搅拌12min，冷却得混合物三；
4)将步骤2)和步骤3)中的混合物加入硅溶胶中，混合均匀，然后将全量的SHP-50聚硅氧烷粉末、全量的水玻璃、全量的SER-ADFA179、3/4用量的瓜尔胶WP-05和3/4用量的磷酸铝铬加入，混合搅拌，陈化40h，得最终涂料。
上述制备步骤2)的搅拌过程中速度为65r/min，搅拌时间为25min。制备步骤3)中搅拌速度为45r/min。
实施例3：
一种电力金具用涂料由以下质量份数组成：硅溶胶78份、环氧树脂20份、聚酯树脂23份、SHP-50聚硅氧烷粉末10份、聚酰亚胺树脂20份、乙炔炭黑8份、纳米二氧化钛8份、水玻璃9.5份、石油沥青8份、瓜尔胶WP-05 8份、SER-AD FA179 10份、二乙撑三胺5份、抗氧剂1076 3.5份、磷酸铝铬6份、氢氧化钠溶液2.8份。
一种电力金具用涂料的制备方法，其制备步骤如下：
1)将4/5用量的环氧树脂、全量的聚酯树脂、1/4用量的磷酸铝铬、1/4用量的瓜尔胶WP-05和4/5用量的二乙撑三胺均匀混合后放入开炼机中，调节温度为140℃，混炼25min，挤出压片，停放冷却后粉碎，过400目筛，得混合物一备用；
2)将全量的石油沥青、1/5用量的二乙撑三胺和全量的氢氧化钠溶液混合均匀后与剩余的1/5环氧树脂一起加入混合物一中，在86℃搅拌均匀，然后冷冻处理成固体，粉碎后过800目筛，得混合物二，低温保存备用；
3)将全量的聚酰亚胺树脂加热至100℃，然后加入全量的乙炔炭黑全量的纳米二氧化钛，搅拌均匀后加入全量的抗氧剂1076，继续搅拌14min，冷却得混合物三；
4)将步骤2)和步骤3)中的混合物加入硅溶胶中，混合均匀，然后将全量的SHP-50聚硅氧烷粉末、全量的水玻璃、全量的SER-ADFA179、3/4用量的瓜尔胶WP-05和3/4用量的磷酸铝铬和加入，混合搅拌，陈化45h，得最终涂料。
上述制备步骤2)的搅拌过程中速度为70r/min，搅拌时间为22min。制备步骤3)中搅拌速度为50r/min。
实施例4：
一种电力金具用涂料由以下质量份数组成：硅溶胶75份、环氧树脂23份、聚酯树脂15份、SHP-50聚硅氧烷粉末16份、聚酰亚胺树脂18份、乙炔炭黑7份、纳米二氧化钛6份、水玻璃10份、石油沥青7份、瓜尔胶WP-05 15份、SER-AD FA179 6份、二乙撑三胺3.5份、抗氧剂10762份、磷酸铝铬5份、氢氧化钠溶液3份。
一种电力金具用涂料的制备方法，其制备步骤如下：
1)将4/5用量的环氧树脂、全量的聚酯树脂、1/4用量的磷酸铝铬、1/4用量的瓜尔胶WP-05和4/5用量的二乙撑三胺均匀混合后放入开炼机中，调节温度为135℃，混炼23min，挤出压片，停放冷却后粉碎，过400目筛，得混合物一备用；
2)将全量的石油沥青、1/5用量的二乙撑三胺和全量的氢氧化钠溶液混合均匀后与剩余的1/5环氧树脂一起加入混合物一中，在87℃搅拌均匀，然后冷冻处理成固体，粉碎后过800目筛，得混合物二，低温保存备用；
3)将全量的聚酰亚胺树脂加热至95℃，然后加入全量的乙炔炭黑和全量的纳米二氧化钛，搅拌均匀后加入全量的抗氧剂1076，继续搅拌15min，冷却得混合物三；
4)将步骤2)和步骤3)中的混合物加入硅溶胶中，混合均匀，然后将全量的SHP-50聚硅氧烷粉末、全量的水玻璃、全量的SER-ADFA179、3/4用量的瓜尔胶WP-05和3/4用量的磷酸铝铬加入，混合搅拌，陈化48h，得最终涂料。
上述制备步骤2)的搅拌过程中速度为75r/min，搅拌时间为23min。制备步骤3)中搅拌速度为55r/min。
实施例5：
一种电力金具用涂料由以下质量份数组成：硅溶胶80份、环氧树脂18份、聚酯树脂18份、SHP-50聚硅氧烷粉末15份、聚酰亚胺树脂16份、乙炔炭黑11份、纳米二氧化钛15份、水玻璃8份、石油沥青6份、瓜尔胶WP-05 13份、SER-AD FA179 8份、二乙撑三胺3份、抗氧剂1076 3份、磷酸铝铬6份、氢氧化钠溶液2份。
一种电力金具用涂料的制备方法，其制备步骤如下：
1)将4/5用量的环氧树脂、全量的聚酯树脂、1/4用量的磷酸铝铬、1/4用量的瓜尔胶WP-05和4/5用量的二乙撑三胺均匀混合后放入开炼机中，调节温度为130℃，混炼22min，挤出压片，停放冷却后粉碎，过400目筛，得混合物一备用；
2)将全量的石油沥青、1/5用量的二乙撑三胺和全量的氢氧化钠溶液混合均匀后与剩余的1/5环氧树脂一起加入混合物一中，在90℃搅拌均匀，然后冷冻处理成固体，粉碎后过800目筛，得混合物二，低温保存备用；
3)将全量的聚酰亚胺树脂加热至102℃，然后加入全量的乙炔炭黑和全量的纳米二氧化钛，搅拌均匀后加入全量的抗氧剂1076，继续搅拌12min，冷却得混合物三；
4)将步骤2)和步骤3)中的混合物加入硅溶胶中，混合均匀，然后将全量的SHP-50聚硅氧烷粉末、全量的水玻璃、全量的SER-ADFA179、3/4用量的瓜尔胶WP-05和3/4用量的磷酸铝铬加入，混合搅拌，陈化42h，得最终涂料。
上述制备步骤2)的搅拌过程中速度为60r/min，搅拌时间为20min。制备步骤3)中搅拌速度为55r/min。
实施例6：
一种电力金具用涂料由以下质量份数组成：硅溶胶60份、环氧树脂25份、聚酯树脂22份、SHP-50聚硅氧烷粉末12份、聚酰亚胺树脂18份、乙炔炭黑10份、纳米二氧化钛14份、水玻璃8.5份、石油沥青5份、瓜尔胶WP-05 10份、SER-AD FA179 6份、二乙撑三胺3.8份、抗氧剂1076 3.8份、磷酸铝铬7份、氢氧化钠溶液1份。
一种电力金具用涂料的制备方法，其制备步骤如下：
1)将4/5用量的环氧树脂、全量的聚酯树脂、1/4用量的磷酸铝铬、1/4用量的瓜尔胶WP-05和4/5用量的二乙撑三胺均匀混合后放入开炼机中，调节温度为140℃，混炼20min，挤出压片，停放冷却后粉碎，过400目筛，得混合物一备用；
2)将全量的石油沥青、1/5用量的二乙撑三胺和全量的氢氧化钠溶液混合均匀后与剩余的1/5环氧树脂一起加入混合物一中，在88℃搅拌均匀，然后冷冻处理成固体，粉碎后过800目筛，得混合物二，低温保存备用；
3)将全量的聚酰亚胺树脂加热至98℃，然后加入全量的乙炔炭黑和全量的纳米二氧化钛，搅拌均匀后加入全量的抗氧剂1076，继续搅拌10min，冷却得混合物三；
4)将步骤2)和步骤3)中的混合物加入硅溶胶中，混合均匀，然后将全量的SHP-50聚硅氧烷粉末、全量的水玻璃、全量的SER-ADFA179、3/4用量的瓜尔胶WP-05和3/4用量的磷酸铝铬加入，混合搅拌，陈化45h，得最终涂料。
上述制备步骤2)的搅拌过程中速度为70r/min，搅拌时间为25min。制备步骤3)中搅拌速度为50r/min。
将本发明涂料与市场常用涂料涂刷在相同金属件上，进行耐腐蚀性能测试(相同时间内造成的腐蚀率％)，数据如下表：
盐雾 亚硝酸钠 钼酸酸钠
实施例1 3.8 2.4 2.5
实施例2 2.6 2.3 3.0
实施例3 3.9 3.6 2.8
实施例4 4.2 3.1 2.1
实施例5 3.0 3.5 2.3
实施例6 2.5 3.2 1.7
实施例平均值 3.33 3.0 2.4
对照品1 6.7 5.4 2.2
对照品2 5.4 6.0 3.6
对照品3 5.8 5.7 4.3
对照品平均值 5.97 5.7 3.37
从上述表格可知本发明电力金具用涂料与现有涂料相比具有更好的耐腐蚀效果。
另外，将本发明实施例制备的产品与对照产品进行耐电晕测试得出本发明产品出现电晕现象的起始电压较对照组提高了6.8kV(平均值)，即本发明产品的耐电晕性更强。
综上可知本发明电力金具用涂料具有优良的耐腐蚀性和耐电晕性，能有效保证电力金具的实用性，显著提升电力金具的使用寿命，值得推广。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种电力金具用涂料，其特征在于，所述电力金具用涂料由以下质量份数组成：硅溶胶60-80份、环氧树脂15-30份、聚酯树脂15-25份、SHP-50聚硅氧烷粉末10-16份、聚酰亚胺树脂15-20份、乙炔炭黑7-12份、纳米二氧化钛6-15份、水玻璃8-10份、石油沥青4-8份、瓜尔胶WP-05 8-15份、SER-AD FA179 6-10份、二乙撑三胺3-5份、抗氧剂1076 2-4份、磷酸铝铬5-8份、氢氧化钠溶液1-3份。
2.根据权利要求1所述的电力金具用涂料，其特征在于，所述电力金具用涂料由以下质量份数组成：硅溶胶70-80份、环氧树脂23-30份、聚酯树脂20-25份、SHP-50聚硅氧烷粉末13-16份、聚酰亚胺树脂17-20份、乙炔炭黑10-12份、纳米二氧化钛10-15份、水玻璃9-10份、石油沥青6-8份、瓜尔胶WP-05 12-15份、SER-ADFA179 8-10份、二乙撑三胺4-5份、抗氧剂1076 3-4份、磷酸铝铬6-8份、氢氧化钠溶液2-3份。
3.根据权利要求1或2所述的电力金具用涂料的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
1)将4/5用量的环氧树脂、全量的聚酯树脂、1/4用量的磷酸铝铬、1/4用量的瓜尔胶WP-05和4/5用量的二乙撑三胺均匀混合后放入开炼机中，调节温度为130℃-140℃，混炼20-25min，挤出压片，停放冷却后粉碎，过400目筛，得混合物一备用；
2)将全量的石油沥青、1/5用量的二乙撑三胺和全量的氢氧化钠溶液混合均匀后与剩余的1/5环氧树脂一起加入混合物一中，在85℃-90℃搅拌均匀，然后冷冻处理成固体，粉碎后过800目筛，得混合物二，低温保存备用；
3)将全量的聚酰亚胺树脂加热至90℃-105℃，然后加入全量的乙炔炭黑和全量的纳米二氧化钛，搅拌均匀后加入全量的抗氧剂1076，继续搅拌10-15min，冷却得混合物三；
4)将步骤2)和步骤3)中的混合物加入硅溶胶中，混合均匀，然后将全量的SHP-50聚硅氧烷粉末、全量的水玻璃、全量的SER-ADFA179、3/4用量的瓜尔胶WP-05和3/4用量的磷酸铝铬加入，混合搅拌，陈化36-48h，得最终涂料。
4.根据权利要求3所述的电力金具用涂料的制备方法，其特征在于：所述制备步骤2)的搅拌过程中速度为60-80r/min，搅拌时间为20-25min。
5.根据权利要求3所述的电力金具用涂料的制备方法，其特征在于：所述制备步骤3)中乙炔炭黑均分为5次加入，每隔5min进行一次投料，搅拌速度为45-60r/min。
6.根据权利要求3所述的电力金具用涂料的制备方法，其特征在于：所述制备步骤3)中冷却速度为5℃/min。
7.根据权利要求3所述的电力金具用涂料的制备方法，其特征在于：所述制备步骤4)中混合搅拌为先以150r/min搅拌5min，然后以80r/min搅拌5min。
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