一种超疏水三防涂料及其制备方法和使用方法技术

本发明专利技术公开了一种超疏水三防涂料及其制备方法和使用方法，该涂料按质量百分比计，由以下组分组成：氟碳树脂5％～40％，氟硅树脂10％～30％，有机溶剂20％～60％，二氧化硅10％～30％，二氧化钛1％～10％，聚四氟乙烯1％～10％，催化剂0.1％～0.5％，固化剂1％～5％。该涂料的制备方法是将各组分按顺序和配比搅拌混合并超声分散均匀即可。该涂料的使用方法是直接喷涂或刷涂于绝缘子和室外电力设施表面，涂层厚度以0.1～0.5mm最佳，常温固化20～60min即可。本发明专利技术提供的超疏水三防涂料，是一种制备方法简单、成本低廉、使用方便、具备超强疏水性和耐候性的自清洁纳米复合杂化常温固化氟碳涂料，可有效地达到绝缘子和室外电力设施防污、防闪和防腐的目的，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水三防涂料及其制备方法和使用方法
本专利技术涉及涂料
，尤其是输电线路防污闪涂料
，具体涉及一种超疏水三防涂料及其制备方法和使用方法。
技术介绍
近年来，电力系统不断升级，环境污染持续加剧，输电线路外绝缘和变电站室外电力设施防污、防闪、防腐问题亟待解决。防污是防闪和防腐的前提，环境中的有机和无机污染物以粉尘、水汽为载体附着于电气设备表面，潮湿环境下，会在设备表面形成一层连续导电水膜，大大降低绝缘设备的绝缘性能和电力设施的防腐性能，严重者甚至造成绝缘子沿面闪络和大面积停电跳闸事故。截止目前，涂覆防污闪涂料被认为是提高绝缘子防污闪能力、延长电力设备运行寿命的一种低成本、高效率措施。根据涂层表面静态水接触角(watercontactangle,简称WCA)的不同，防污闪涂料可分为两种：一种是超亲水性防污闪涂料，如CN100999624A、CN104789003A、CN203055573U涉及到的纳米TiO2无机防污闪涂料，其WCA小于10°；另一种是疏水性防污闪涂料，如CN105086820A、CN105623503A、CN103333606A、CN101857771B、CN102702965B、CN102618138B涉及到的室温硫化硅橡胶(RTV)涂料，以及CN103242718A、CN104962143A、CN103224741B涉及到的氟碳涂料，它们能提供WCA介于90°～135°的疏水涂层，再有通过在基材外表面多层修饰达到WCA＞150°的超疏水涂层。超亲水涂料和疏水涂料的目标都是防污闪，着力解决的都是电力设备表面防污的问题。超亲水涂料利用纳米TiO2溶胶的超亲水性和光催化性，使涂层表面形成连续水膜并具有光自洁性，在阳光作用下可有效降解电力设备表面附着的有机污染物，并通过风力、雨水等外力带走表面的无机污染物，达到防污闪的目的；但正式带电运行的效果不理想，其去污能力受到太阳光和自然作用力极大的限制，且无法排除静电效应对环境中粉尘的吸附，与普通绝缘子相比，往往积污更为严重。疏水涂料特别是RTV涂料在国内已推广运行二十余年，有着广泛的研究基础和实践经验，其疏水性和疏水迁移性可在一定时间内有效阻止电力设施表面形成连续水膜，防止形成干湿区，造成闪络事故；但RTV涂料90°～135°的WCA值无法满足高效去除无机污染物的要求，而亲油性又使其容易吸附大量环境中的有机污染物，正式带电运行后，往往也比普通绝缘子积累更厚的污秽层，它还存在耐候性差、耐腐蚀性差、重涂性差等缺陷，限制了其进一步的推广应用。绝缘子和室外电力设施涂覆防污闪涂料带电运行的实践证明，如何同步有效地去除附着在电力设备表面的有机污染物和无机污染物，并保持涂层具有良好的耐候性、耐光和化学腐蚀性、重涂性，且制作和喷涂工艺上廉价、简便、无毒无污染，是今后电力设施防污闪涂料的主要发展方向。
技术实现思路
为了克服现有防污闪涂料的不足，本专利技术提供一种超疏水三防涂料及其制备方法和使用方法。本专利技术的技术方案是：一种超疏水三防涂料，所述涂料由以下组分按质量百分比组成：氟碳树脂：5％～40％，氟硅树脂：10％～30％，有机溶剂：20％～60％，二氧化硅：10％～30％，二氧化钛：1％～10％，聚四氟乙烯：1％～10％，催化剂：0.1％～0.5％，固化剂：1％～5％。可根据污区分布图确定电力设备所处环境的污秽等级，调整涂料中各组分的配比，制备适合相应污区环境的超疏水三防涂料。其中，所述氟碳树脂为FEVE常温固化氟碳树脂，其作用是为涂层提供良好的成膜性能，并提升涂层的耐候性、流平性、耐光和化学腐蚀性以及低温柔韧性等性能，配合相应的固化剂，可控制涂层在所需的时间内固化成膜。所述FEVE常温固化氟碳树脂可以选用三氟氯乙烯-乙烯基酯多元共聚物，三氟氯乙烯-乙烯基醚多元共聚物，四氟乙烯-乙烯基酯多元共聚物，四氟乙烯-乙烯基醚多元共聚物中的至少一种。所述氟硅树脂含有多个羟基，可自行与玻璃、铝合金、铸铁等基材表面发生交联作用，并提升涂层的耐温性、防污性和耐化学品性等性能。可以选用普通的氟改性聚硅氧烷型氟硅树脂或二甲苯型氟硅树脂中的至少一种。所述有机溶剂为醋酸丁酯、甲基异丁基酮、甲苯、二甲苯、石油醚、丙酮、环己烷中的至少一种。所述二氧化硅为经过烷基改性的超疏水纳米SiO2，一次粒径为15～50nm，比表面积为80～300m2/g。使用烷基改性的纳米SiO2能够在较长一段时间内具备WCA＞150°的超疏水性，包裹在外的烷基结构与有机树脂和溶剂相容性好，使纳米SiO2更稳定地分散在涂料中；添加超疏水纳米SiO2有助于提高涂料的触变性、耐磨性和超疏水性能，可以选用硅烷偶联剂、含氟硅氧烷等对纳米SiO2进行超疏水改性。经过烷基改性的超疏水纳米SiO2粉体的制备方法为：选用六二甲基硅胺烷对普通纳米SiO2进行超疏水改性，通过六二甲基硅胺烷(HMDS)在SiO2表面发生水解反应，以硅氧烷基(-O-Si(CH3)3)取代表面羟基(-OH)，达到疏水改性的目的，具体制备流程为：先将纳米SiO2置于N2气氛中，在150～400℃温度下预活化30～60min，再通入50～75℃的HMDS液体，经20～50min反应完成后，用N2吹扫反应产物，即得到固有WCA＞150°的超疏水纳米SiO2粉体。所述二氧化钛为纳米级金红石型TiO2或锐钛矿型的TiO2，一次粒径为20～50nm，比表面积为50～150m2/g。添加纳米TiO2有助于提高涂料的光自洁性能、耐紫外光性能和耐细菌侵蚀性能。可选用锐钛矿型纳米TiO2、普通亲水性的金红石型纳米TiO2、改性后亲油性的金红石型纳米TiO2，以及金红石型与锐钛矿型混合的纳米TiO2中的至少一种。所述聚四氟乙烯为纳米级或接近纳米级的PTFE微粉，粒径小于10μm，适用温度为-20℃～150℃。添加PTFE微粉有助于提高涂料的耐磨性和耐腐蚀性。所述催化剂为有机锡类催化剂，所述有机锡类催化剂可以选用二月桂酸二丁基锡和辛酸亚锡中的至少一种。所述固化剂为脂肪族异氰酸酯，所述脂肪族异氰酸酯可以选用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)缩二脲和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体中的至少一种。优选地，所述氟碳树脂选自日本大金氟化工(中国)有限公司广州分公司的ZEFFLE系列GK570氟碳树脂，其成分为四氟乙烯-乙烯基醚多元共聚物。优选地，所述氟硅树脂选自方舟(佛岗)化学材料有限公司的氟硅树脂。优选地，所述有机溶剂选用醋酸丁酯。优选地，所述二氧化硅为经过烷基改性的超疏水纳米SiO2。优选地，所述二氧化钛选自DEGUSSAP25型纳米TiO2，为29％金红石型TiO2和71％锐钛矿型纳米TiO2的混晶，一次粒径平均为21nm，比表面积为50m2/g。优选地，所述聚四氟乙烯选自沈阳市天宇祥微粉材料厂的PTFE超细微粉，平均粒径小于2μm，适用温度为-180℃～250℃。优选地，所述催化剂选用二月桂酸二丁基锡。优选地，所述固化剂选用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体。一种超疏水三防涂料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：超疏水三防涂料由以下组分按质量百分比组成：氟碳树脂5％～40％，氟硅树脂10％～30％，有机溶剂20％～60％，二氧化硅10％～30％，二氧化钛1％～10％，聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超疏水三防涂料，其特征在于：所述涂料由以下组分按质量百分比组成：氟碳树脂5％～40％，氟硅树脂10％～30％，有机溶剂20％～60％，二氧化硅10％～30％，二氧化钛1％～10％，聚四氟乙烯1％～10％，催化剂0.1％～0.5％，固化剂1％～5％。

【技术特征摘要】
1.一种超疏水三防涂料，其特征在于：所述涂料由以下组分按质量百分比组成：氟碳树脂5％～40％，氟硅树脂10％～30％，有机溶剂20％～60％，二氧化硅10％～30％，二氧化钛1％～10％，聚四氟乙烯1％～10％，催化剂0.1％～0.5％，固化剂1％～5％。2.如权利要求1所述的超疏水三防涂料，其特征在于：所述氟碳树脂为FEVE常温固化氟碳树脂，所述FEVE常温固化氟碳树脂可以选用三氟氯乙烯－乙烯基酯多元共聚物，三氟氯乙烯－乙烯基醚多元共聚物，四氟乙烯－乙烯基酯多元共聚物和四氟乙烯－乙烯基醚多元共聚物中的至少一种；所述氟硅树脂含有多个羟基，可以选用普通的氟改性聚硅氧烷型氟硅树脂或二甲苯型氟硅树脂中的至少一种。3.如权利要求1所述的超疏水三防涂料，其特征在于：所述有机溶剂为醋酸丁酯、甲基异丁基酮、甲苯、二甲苯、石油醚、丙酮中的至少一种。4.如权利要求1所述的超疏水三防涂料，其特征在于：所述二氧化硅为经过烷基改性的超疏水纳米SiO2粉体，一次粒径为15～50nm，比表面积为80～300m2/g，所述二氧化钛为纳米级金红石型TiO2或锐钛矿型TiO2粉体，一次粒径为20～50nm，比表面积为50～150m2/g，可选用锐钛矿型纳米TiO2、普通亲水性的金红石型纳米TiO2、改性后亲油性的金红石型纳米TiO2，以及金红石型与锐钛矿型混合的纳米TiO2中的至少一种。5.如权利要求4所述的经过烷基改性的超疏水纳米SiO2粉体，其特征在于，制备方法为：选用六二甲基硅胺烷对纳米SiO2进行改性，通过六二甲基硅胺烷(HMDS)在SiO2表面发生水解反应，以硅氧烷键(-O-Si(CH3)3)取代表面羟基(-OH)，具体制备流程为：先将纳米SiO2置于N2气氛中，在150℃～400℃温度下预活化30～60min，再通入50℃～75℃的HMDS液体，经20～50min反应完成后，用N2吹扫反应产物，即得到静态水接触角WCA＞150°的超疏水纳米SiO2粉体。6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：江巧文，黄恒，黄宜佳，
申请(专利权)人：昆明理工大电力工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53