CN107286845A - 一种防污闪涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于涂料制备技术领域，具体涉及一种防污闪涂料及其制备方法。该防污闪涂料由二甲苯、107硅橡胶、填料、纳米氧化铝、添加剂、交联剂和丙二醇甲醚醋酸酯组成，其中，所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷中的任意一种，所述助磨剂为十二烷基苯磺酸钠或焦磷酸钠中的任意一种，所述添加剂的制备方法为：将活性炭与双氧水超声震荡、过滤，收集滤渣干燥后与氯化钯、硼氢化钠等反应出料，收集出料物与钛酸丁酯、无水乙醇等反应，再经冷冻干燥后与助磨剂混磨即得，本发明所得防污闪涂料具有较好的自清洁能力、优异的防污闪效果及优良的憎水性，可有效保护线路，防止污闪事故的发生。

Description

一种防污闪涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料制备技术领域，具体涉及一种防污闪涂料及其制备方法。
背景技术
随着现代工业的发展，环境污染日益严重，大气中各种尘埃含量逐渐增多，致使电力设备的绝缘材料表面被固体、液体和气体导电物的污染形成污层，遇雾露和雨水而受潮润湿，导致局部放电，泄露电流增大。当润湿程度增加，泄露电流幅值增大时，局部放电弧增加，电弧长度达到临界值，绝缘子表面会发生闪络。以往绝缘子表面的防污闪措施是人工清洁、更换大爬距瓷瓶、加装伞裙或更换防污型绝缘子，但这些措施实施较为不便，且防污闪效果有限。
室温硫化硅橡胶简称RTV防污闪涂料，是由有机硅橡胶、填充剂和添加剂，经化学、物理过程改性制造而成的，其能够防污闪的原因在于RTV本身具有十分优良的憎水性和憎水迁移性，具有长效、免维护、防污染性能好、施工简单等优异特性，近年来作为一种新技术、新材料在国内得到快速发展和广泛应用。但由于硅橡胶具有优良的弹性、柔软表面以及良好的电绝缘性，因此RTV表面容易堆积灰尘，虽然RTV具有很好的憎水迁移性，但当疏松的污垢达到一定的厚度之后，污垢的内部就容易形成水流的通道及大面积滞留区，并最终导致污闪事故的发生。
这主要是由于现有的RTV涂料本身的自清洁能力较差造成的，如专利申请号CN200410026092.7公开了纳米加强型RTV长效防污闪涂料及其生产工艺，所述的涂料由纳米二氧化硅、端羟基聚二甲基硅氧烷、交联剂、催化剂、溶剂和颜料制备而成，该专利通过添加添加了纳米材料二氧化硅，增大了涂料本身的比表面积，使得RTV涂料的憎水迁移率增大，防污闪能力进一步加强。但是这种不同疏水物质的简单混合制成的涂层表面的接触角最多可接近120°，使得涂料疏水、抗粘附及自清洁能力仅局限于此。实践证明该涂料长期使用或长期缺乏维护的情况下，依然会由于污垢的集聚导致清洁效果的下降，影响防污闪效果，并最终导致污闪事故的发生。
因此，针对现有技术不足，亟待开发一种防污闪效果好、自清洁能力强的防污闪涂料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前防污闪涂料是将不同疏水物质的简单混合，涂料在长期使用或长期缺乏维护的情况下，依然会由于污垢的集聚导致清洁效果下降，影响防污闪效果，并最终导致污闪事故发生的缺陷，提供了一种防污闪涂料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种防污闪涂料，其特征在于，所述防污闪涂料包括如下重量份数的原料：90～100份二甲苯、50～70份107硅橡胶、10～13份填料、8～11份纳米氧化铝、7～15份添加剂、3～5份交联剂、2～5份丙二醇甲醚醋酸酯。
所述填料为将白云石、蛭石及碳酸锶按质量比6～8：3～5：4放入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，即可得填料。
所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷中的任意一种。
所述添加剂的制备方法为：
（1）将活性炭与双氧水放入容器中，并将容器置于超声波震荡器中进行超声震荡，过滤收集滤渣，并干燥，收集干燥物；
（2）将干燥物、氯化钯及蒸馏水放入反应器中，在60～65℃下搅拌混合，再加入硼氢化钠，搅拌反应，冷却至室温，出料，收集出料物；
（3）将出料物、钛酸丁酯及无水乙醇搅拌均匀后，加入无水乙醇等体积的水，静置，再使用盐酸调节pH至3.0～3.5，继续静置，随后冷冻干燥，收集冷冻干燥物；
（4）将冷冻干燥物与助磨剂进行混合，球磨，收集球磨物，即可得添加剂。
所述步骤（1）中活性炭与双氧水的质量比为1：3。
所述步骤（2）中干燥物、氯化钯及蒸馏水的质量比为4～6：2～3：12，硼氢化钠的加入量为干燥物质量的30～40%。
所述步骤（3）中出料物、钛酸丁酯及无水乙醇的质量比为6：3：4。
所述步骤（4）中助磨剂为十二烷基苯磺酸钠或焦磷酸钠中的任意一种，助磨剂的加入量为冷冻干燥物质量的3～6%。
一种防污闪涂料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
A.按重量份数配比，进行取原料；
B.将107硅橡胶、填料、纳米氧化铝及添加剂放入碾磨机中进行碾磨，再将碾磨物进行真空脱水，收集脱水物，得胶体；
C.将胶体、二甲苯、交联剂及丙二醇甲醚醋酸酯放入搅拌机中，在惰性气体保护下，搅拌均匀，收集搅拌混合物，即可。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明通过双氧水对活性炭进行活化，并进行超声震荡扩大活性炭内部间隙，在硼氢化钠的作用下将钯固定在活性炭内部孔隙及表面，提高催化活性，再将其与钛酸丁酯进行混合，在无水乙醇及酸的作用下，使钛固定在活性炭表面，进一步使用球磨提高活性，增加了催化性能，加大了对污染物的分解能力，进而提高本发明防污闪涂料的防污性能，防止污染物的累积；
（2）本发明通过白云石、蛭石及碳酸锶作为填料增加了107硅橡胶的力学性能，同时增加了107硅橡胶耐酸碱性，使用碳酸锶的高活性光催化性能，提高107硅橡胶的抗污能力，使用丙二醇甲醚醋酸酯增加涂料的流动性能；
（3）本发明通过纳米氧化铝提高涂料的抗氧化性能，增加白度，同时使用交联剂改变涂料的空间结构，形成三维网状结构，增加107硅橡胶与钯及钛的结合度，提高了抗污性能。
具体实施方式
填料的制备：将白云石、蛭石及碳酸锶按质量比6～8：3～5：4放入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，即可得填料。
交联剂的选择：甲基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷中的任意一种。
助磨剂的选择：十二烷基苯磺酸钠或焦磷酸钠中的任意一种。
添加剂的制备：
（1）按质量比为1：3，将活性炭与1.5mol/L双氧水放入容器中，并将容器置于超声波震荡器中，在1.2～1.5MHz下超声震荡10～15min，过滤收集滤渣，并将滤渣进行干燥，收集干燥物；
（2）按质量比为4～6：2～3：12，将干燥物、氯化钯及蒸馏水放入反应器中，在60～65℃下以160r/min搅拌混合10～15min，再加入干燥物质量30～40%的硼氢化钠，搅拌反应3～5h，冷却至室温，出料，收集出料物；
（3）按质量比为6：3：4，将出料物、钛酸丁酯及无水乙醇放入搅拌机中搅拌均匀后，加入无水乙醇等体积的水，静置10～15min，再使用2.0mol/L盐酸调节pH至3.0～3.5，继续静置1～2h，随后冷冻干燥，收集冷冻干燥物；
（4）将冷冻干燥物与助磨剂放入球磨机中，助磨剂的加入量为冷冻干燥物质量的3～6%，再加入冷冻干燥物质量6～9倍的直径为30mm钢球，以600r/min球磨40～50min，收集球磨物，即可得添加剂。
本发明防污闪涂料，包括如下重量份数的原料：90～100份二甲苯、50～70份107硅橡胶、10～13份填料、8～11份纳米氧化铝、7～15份添加剂、3～5份交联剂、2～5份丙二醇甲醚醋酸酯。
本发明防污闪涂料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
A.按重量份数配比，进行取原料；
B.将107硅橡胶、填料、纳米氧化铝及添加剂放入碾磨机中进行碾磨，再将碾磨物进行真空脱水，控制温度为100～105℃，真空度为0.02～0.03MPa，收集脱水物，得胶体；
C.将胶体、二甲苯、交联剂及丙二醇甲醚醋酸酯放入搅拌机中，在惰性气体保护下，以800r/min搅拌30～40min，收集搅拌混合物，即可。
实例1
填料的制备：将白云石、蛭石及碳酸锶按质量比6：3：4放入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，即可得填料。
添加剂的制备：
（1）按质量比为1：3，将活性炭与1.5mol/L双氧水放入容器中，并将容器置于超声波震荡器中，在1.2MHz下超声震荡10min，过滤收集滤渣，并将滤渣进行干燥，收集干燥物；
（2）按质量比为4：2：12，将干燥物、氯化钯及蒸馏水放入反应器中，在60℃下以160r/min搅拌混合10min，再加入干燥物质量30%的硼氢化钠，搅拌反应3h，冷却至室温，出料，收集出料物；
（3）按质量比为6：3：4，将出料物、钛酸丁酯及无水乙醇放入搅拌机中搅拌均匀后，加入无水乙醇等体积的水，静置10min，再使用2.0mol/L盐酸调节pH至3.0，继续静置1h，随后冷冻干燥，收集冷冻干燥物；
（4）将冷冻干燥物与十二烷基苯磺酸钠放入球磨机中，十二烷基苯磺酸钠的加入量为冷冻干燥物质量的3%，再加入冷冻干燥物质量6倍的直径为30mm钢球，以600r/min球磨40min，收集球磨物，即可得添加剂。
本发明防污闪涂料，包括如下重量份数的原料：90份二甲苯、50份107硅橡胶（生产厂家：山东豪耀新材料有限公司）、10份填料、8份纳米氧化铝、7份添加剂、3份甲基三丁酮肟基硅烷、2份丙二醇甲醚醋酸酯。
本发明防污闪涂料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
A.按重量份数配比，进行取原料；
B.将107硅橡胶、填料、纳米氧化铝及添加剂放入碾磨机中进行碾磨，再将碾磨物进行真空脱水，控制温度为100℃，真空度为0.02MPa，收集脱水物，得胶体； C.将胶体、二甲苯、甲基三丁酮肟基硅烷及丙二醇甲醚醋酸酯放入搅拌机中，在氮气保护下，以800r/min搅拌30min，收集搅拌混合物，即可。
实例2
填料的制备：将白云石、蛭石及碳酸锶按质量比7：4：4放入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，即可得填料。
添加剂的制备：
（1）按质量比为1：3，将活性炭与1.5mol/L双氧水放入容器中，并将容器置于超声波震荡器中，在：1.5MHz下超声震荡15min，过滤收集滤渣，并将滤渣进行干燥，收集干燥物；
（2）按质量比为5：2：12，将干燥物、氯化钯及蒸馏水放入反应器中，在63℃下以160r/min搅拌混合13min，再加入干燥物质量35%的硼氢化钠，搅拌反应4h，冷却至室温，出料，收集出料物；
（3）按质量比为6：3：4，将出料物、钛酸丁酯及无水乙醇放入搅拌机中搅拌均匀后，加入无水乙醇等体积的水，静置13min，再使用2.0mol/L盐酸调节pH至3.3，继续静置1h，随后冷冻干燥，收集冷冻干燥物；
（4）将冷冻干燥物与十二烷基苯磺酸钠放入球磨机中，十二烷基苯磺酸钠的加入量为冷冻干燥物质量的5%，再加入冷冻干燥物质量8倍的直径为30mm钢球，以600r/min球磨45min，收集球磨物，即可得添加剂。
本发明防污闪涂料，包括如下重量份数的原料：95份二甲苯、60份107硅橡胶（生产厂家：山东豪耀新材料有限公司）、12份填料、10份纳米氧化铝、11份添加剂、4份甲基三丁酮肟基硅烷、4份丙二醇甲醚醋酸酯。
本发明防污闪涂料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
A.按重量份数配比，进行取原料；
B.将107硅橡胶、填料、纳米氧化铝及添加剂放入碾磨机中进行碾磨，再将碾磨物进行真空脱水，控制温度为103℃，真空度为0.02MPa，收集脱水物，得胶体；
C.将胶体、二甲苯、甲基三丁酮肟基硅烷及丙二醇甲醚醋酸酯放入搅拌机中，在氮气保护下，以800r/min搅拌35min，收集搅拌混合物，即可。
实例3
填料的制备：将白云石、蛭石及碳酸锶按质量比8：5：4放入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，即可得填料。
添加剂的制备：
（1）按质量比为1：3，将活性炭与1.5mol/L双氧水放入容器中，并将容器置于超声波震荡器中，在1.5MHz下超声震荡15min，过滤收集滤渣，并将滤渣进行干燥，收集干燥物；
（2）按质量比为6：3：12，将干燥物、氯化钯及蒸馏水放入反应器中，在65℃下以160r/min搅拌混合15min，再加入干燥物质量40%的硼氢化钠，搅拌反应5h，冷却至室温，出料，收集出料物；
（3）按质量比为6：3：4，将出料物、钛酸丁酯及无水乙醇放入搅拌机中搅拌均匀后，加入无水乙醇等体积的水，静置15min，再使用2.0mol/L盐酸调节pH至3.5，继续静置2h，随后冷冻干燥，收集冷冻干燥物；
（4）将冷冻干燥物与焦磷酸钠放入球磨机中，焦磷酸钠的加入量为冷冻干燥物质量的6%，再加入冷冻干燥物质量9倍的直径为30mm钢球，以600r/min球磨50min，收集球磨物，即可得添加剂。
本发明防污闪涂料，包括如下重量份数的原料：100份二甲苯、70份107硅橡胶（生产厂家：山东豪耀新材料有限公司）、13份填料、11份纳米氧化铝、15份添加剂、5份四丁酮肟基硅烷、5份丙二醇甲醚醋酸酯。
本发明防污闪涂料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
A.按重量份数配比，进行取原料；
B.将107硅橡胶、填料、纳米氧化铝及添加剂放入碾磨机中进行碾磨，再将碾磨物进行真空脱水，控制温度为105℃，真空度为0.03MPa，收集脱水物，得胶体；
C.将胶体、二甲苯、四丁酮肟基硅烷及丙二醇甲醚醋酸酯放入搅拌机中，在氮气保护下，以800r/min搅拌40min，收集搅拌混合物，即可。
对比例：河北某涂料有限公司生产的RTV防污闪涂料。
对本发明实例1～3制得的防污闪涂料和对比例的RTV防污闪涂料进行性能检测，其检测结果如表1所示：
将本发明实例1～3制得的防污闪涂料和对比例的RTV防污闪涂料分别涂覆在长×宽为10cm×8cm的玻璃片上，于温度为25℃条件下固化96h后进行性能检测。
自清洁能力：采用玻化微珠法进行测定，其具体操作步骤为：①将试样水平放置于试验台上（10cm长的边置于水平方向，8cm长的边置于竖直方向），在距试样上边缘0.5cm处放置一根阻隔条，阻隔条与涂层表面紧密接触；②称取0.3g直径为125～250μm的玻璃微珠，小心倾倒于试样表面阻隔条的上方，铺成长5cm、宽0.5cm的小玻璃珠层；③将试样连同阻隔条及玻璃微珠由水平转至倾斜45°角的位置，此时阻隔条应能有效确保玻璃微珠停留在原位置而不沿涂层斜面滚落；④迅速把阻隔条拿离涂层表面，玻璃微珠沿试样涂层的斜面滑落；⑤取下试样，将从试样表面滑落至下方的收集器中的玻璃微珠收集称重m（单位：g）；⑥计算自洁系数η：m×100%。
注：当自洁系数η≥85%时，自洁性为1级；当自洁系数70%≤η＜85%时，自洁性为2级；当自洁系数η＜70%时，则为无自洁性。
憎水性：采用静态接触角测定仪进行测定。
附着力：根据DL/T627标准，采用划圈法进行测定。
表1
综上所述，本发明制得的防污闪涂料具有较好的自清洁能力、优异的防污闪效果及优良的憎水性，可有效保护线路，防止污闪事故的发生。

Claims (9)

1.一种防污闪涂料，其特征在于，所述防污闪涂料包括如下重量份数的原料：90～100份二甲苯、50～70份107硅橡胶、10～13份填料、8～11份纳米氧化铝、7～15份添加剂、3～5份交联剂、2～5份丙二醇甲醚醋酸酯。
2.根据权利要求1所述的防污闪涂料，其特征在于，所述填料为将白云石、蛭石及碳酸锶按质量比6～8:3～5:4放入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，即可得填料。
3.根据权利要求1所述的防污闪涂料，其特征在于，所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的防污闪涂料，其特征在于，所述添加剂的制备方法为：（1）将活性炭与双氧水放入容器中，并将容器置于超声波震荡器中进行超声震荡，过滤收集滤渣，并干燥，收集干燥物；
（2）将干燥物、氯化钯及蒸馏水放入反应器中，在60～65℃下搅拌混合，再加入硼氢化钠，搅拌反应，冷却至室温，出料，收集出料物；
（3）将出料物、钛酸丁酯及无水乙醇搅拌均匀后，加入无水乙醇等体积的水，静置，再使用盐酸调节pH至3.0～3.5，继续静置，随后冷冻干燥，收集冷冻干燥物；
（4）将冷冻干燥物与助磨剂进行混合，球磨，收集球磨物，即可得添加剂。
5.根据权利要求4所述的防污闪涂料，其特征在于，所述步骤（1）中活性炭与双氧水的质量比为1:3。
6.根据权利要求4所述的防污闪涂料，其特征在于，所述步骤（2）中干燥物、氯化钯及蒸馏水的质量比为4～6:2～3:12，硼氢化钠的加入量为干燥物质量的30～40%。
7.根据权利要求4所述的防污闪涂料，其特征在于，所述步骤（3）中出料物、钛酸丁酯及无水乙醇的质量比为6:3:4。
8.根据权利要求4所述的防污闪涂料，其特征在于，所述步骤（4）中助磨剂为十二烷基苯磺酸钠或焦磷酸钠中的任意一种，助磨剂的加入量为冷冻干燥物质量的3～6%。
9.一种如权利要求1～4任意一项所述的防污闪涂料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
A.按重量份数配比，进行取原料；
B.将107硅橡胶、填料、纳米氧化铝及添加剂放入碾磨机中进行碾磨，再将碾磨物进行真空脱水，收集脱水物，得胶体；
C.将胶体、二甲苯、交联剂及丙二醇甲醚醋酸酯放入搅拌机中，在惰性气体保护下，搅拌均匀，收集搅拌混合物，即可。
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