一种输变电设备用高性能纳米防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种输变电设备用高性能纳米防腐涂料及其制备方法及其制备方法，所述纳米防腐涂料按重量份配比采用以下组分：40‑60份液体环氧树脂，3‑10份聚乙烯醇缩丁醛，8‑15份磷酸锌，3‑10份三聚磷酸铝，1‑5份氧化锌，1‑5份钼酸盐，1‑5份滑石粉，6‑12份硅土，1‑4份纳米二氧化硅，0.1‑2份偏硼酸钡，0.1‑2份阴离子表面活性剂，0.1‑3份超分散剂，0.1‑3份硅烷偶联剂，0.1‑3份镀锌钢附着力增进剂，0.1‑3份固化促进剂，0.1‑10份助剂，30‑50份湿固化剂，0.1‑10份稀释剂。本发明专利技术纳米防腐涂料具有附着力强，柔性好，耐蚀耐磨性强等优良的综合机械性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力工程防腐
，具体涉及一种输变电设备用高性能纳米防腐涂料及其制备方法。
技术介绍
输变电设备广泛分布在野外，长期遭受风吹、日晒、雨淋和大气中腐蚀性污染物的侵袭，腐蚀非常普遍，影响电网运行安全，需要定期对输变电设备进行现场防腐涂装延长使用寿命。然而目前用于输变电设备的防腐涂料存在一些问题，主要有：1）一般涂料多针对普通钢铁基体开发，但输变电设备镀锌钢应用多，有热镀锌、冷镀锌、电镀锌等各种部件，在运行中产生了不同的表面状态，如镀锌完好、镀锌泛锈、全面泛锈、带旧漆膜等，很多有机涂料与这些复杂的镀锌表面不相容，因有机物氧化在漆膜下面产生疏松的蚁酸锌，引起漆膜剥落、附着不良。现场检验很多涂层附着力低于5MPa。2）一般涂料大部分不具备带湿带锈性能。由于输变电设备防腐需要提前申请停电计划，调度停电日期一旦确定难以更改，工期固定，时间短，任务重，常遇到阴雨或高湿度天气难以避开，为完成进度仍需开展防腐涂装，带湿涂装导致涂料性能大打折扣。另外，输变电设备防腐多在野外露天，缺少动力电源，现场无法进行喷砂或电动打磨等高质量的表面处理，绝大部分情况下只能手工除锈，锈层无法彻底除去，导致涂装上新的涂层也会很快失效。少部分涂料具备一定的带湿带锈功能，但在实践中发现这些涂料常有易发脆的缺点，柔性不足，涂层内部结合力大于与基材的附着力，尤其输变电设备镀锌钢表面状态复杂，漆膜附着性更差，易出现涂层整体剥离。涂层的带湿带锈性能和柔性、耐蚀性之间存在矛盾。3）输变电设备安全要求高，对防腐涂层的耐蚀性要求也高，重防腐涂料多采用片状防锈颜料来加强对水、气的屏蔽作用以提高防腐性能，此时涂层往往硬度高但柔性不足。而输变电设备复杂结构部件和小尺寸部件多，表面形状复杂，边角缝隙多，柔性低的涂层对边角包覆不好，这些部位成为腐蚀源，很快锈蚀并向其他区域扩散导致整体防腐涂层提前失效。4）一些输变电设备对涂层耐磨性也有较高要求，如电力金具、操动机构等部件，运行中常经受摩擦、碰撞，易造成有机防腐涂层的破损。基于上述原因输变电设备涂装防腐涂料后常达不到预期防腐寿命，防腐维护后两三年甚至一年内就出现大面积返锈，需要再次重涂，造成资源浪费。大量国内外涂料的现场应用经验表明，很多防腐涂料品种原本性能很好，但用于输变电设备时限于其特殊条件，发挥不出理想的防腐效果。针对上述问题迫切需要开发一种高度适用于输变电设备的防腐涂料，对各种镀锌表面状态均很好相容，可带湿带锈施工，同时缓解带湿带锈性能与耐蚀性和柔性的矛盾，在附着力、耐蚀性、柔韧性、耐磨性之间达到较好平衡，综合性能良好，以满足在役设备的现场防腐要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有输变电设备防腐涂料的不足，提供一种附着力强，柔性好，耐蚀耐磨性强等综合机械性能优良的输变电设备用高性能纳米防腐涂料及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供的输变电设备用高性能纳米防腐涂料，按重量份配比采用以下组分：40-60份液体环氧树脂，3-10份聚乙烯醇缩丁醛，8-15份磷酸锌，3-10份三聚磷酸铝，1-5份氧化锌，1-5份钼酸盐，1-5份滑石粉，6-12份硅土，1-4份纳米二氧化硅，0.1-2份偏硼酸钡，0.1-2份阴离子表面活性剂，0.1-3份超分散剂，0.1-3份硅烷偶联剂，0.1-3份镀锌钢附着力增进剂，0.1-3份固化促进剂，0.1-10份助剂，30-50份湿固化剂，0.1-10份稀释剂。所述液体环氧树脂优选为低分子量双酚A型液体环氧树脂。所述磷酸锌优选为超细磷酸锌，粒径为5-20μm。所述硅土优选为片层状镶嵌结构硅土，由粒状石英和片层状高岭土天然结合而成，粒状石英粒径在500nm以下，高岭土平面大小分布在1-5μm，片层厚度在100nm以下，属于纳米层状结构。所述纳米二氧化硅粒径分布在10-100nm范围。所述阴离子表面活性剂优选为十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠。所述湿固化剂优选为腰果酚改性胺固化剂、潮气固化聚酰胺、潮气固化聚氨酯、酮亚胺中的一种。所述助剂优选为涂料制备用的流平剂、消泡剂、防沉剂、增塑剂中的一种或几种，其中流平剂为0.1-1份，消泡剂为0.1-1份，防沉剂为0.1-3份。所述稀释剂优选为二甲苯、环己酮、正丁醇、乙二醇单甲醚中的一种或几种的混合物。上述输变电设备用高性能纳米防腐涂料的制备方法包括如下步骤：1）按所述配比取液体环氧树脂和稀释剂混合，在高速分散下加入磷酸锌，三聚磷酸铝，氧化锌，钼酸盐，滑石粉，硅土，镀锌钢附着力增进剂，超分散剂，助剂，充分搅拌均匀；2）将步骤1）的混合物放入球磨机中，采用球磨的方法，研磨2-8h，球磨转速200-300rpm，细度≤30μm时出料，静置一段时间后，过滤掉沉淀作为备用溶液，即含层状纳米结构的浆料；3）取纳米二氧化硅与适量去离子水混合置于容器中，并加入少量六偏磷酸钠在高速分散机下进行预分散，加入偏硼酸钡和阴离子表面活性剂进行活化，升温并搅拌使其溶于水中，将所得悬浊液经过滤烘干后得改性纳米二氧化硅粉体，将改性后的纳米二氧化硅与适量无水乙醇混合，加入聚乙烯醇缩丁醛，在20-80℃下超声分散10-60min，所得溶液备用，即含粒状纳米结构的浆料；4）将步骤2）所得溶液与步骤3）所得溶液混合，加入超分散剂和硅烷偶联剂，在胶体磨中研磨分散0.5-4h，过滤掉沉淀后制得防腐涂料的母液，记为组分A；5）将湿固化剂与固化促进剂混合，机械搅拌均匀，制得组分B；6）将所述组分A与组分B按1:1比例混合，搅拌5～10分钟，即得产品。本专利技术的纳米防腐涂料组分A与组分B混合即开始固化成膜，因此在保存时组分A与组分B应分开保存，使用时再将其混合。本专利技术的优点与效果是：1）提供一种输变电设备用高性能纳米防腐涂料的制备方法，不需昂贵设备，生产成本低。2）本专利技术的涂料适合输变电设备现场施工的特点，可常温和低温固化，带湿带锈施工，在80μm以下锈层和水膜时施工仍具有较好的防腐效果，同时通过添加纳米材料改性，层状纳米结构与粒状纳米结构相结合，克服了一般湿固化涂料易发脆的缺点，与大部分涂层相容，重涂、复涂性好，可以刷涂、喷涂、辊涂，涂层厚度可根据需要任意调整。3）本专利技术的涂料对输变电设备各种表面状态如镀锌完好、镀锌泛锈、全面泛锈均具有较强的附着力，拉开法测试附着力≥7MPa，且柔韧性好，可较好包覆输变电设备的复杂形状结构表面。4）本专利技术的涂料耐酸雨盐雾试验可达1500h以上，耐蚀性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输变电设备用高性能纳米防腐涂料，其特征是按重量份配比采用以下组分：40‑60份液体环氧树脂，3‑10份聚乙烯醇缩丁醛，8‑15份磷酸锌，3‑10份三聚磷酸铝，1‑5份氧化锌，1‑5份钼酸盐，1‑5份滑石粉，6‑12份硅土，1‑4份纳米二氧化硅，0.1‑2份偏硼酸钡，0.1‑2份阴离子表面活性剂，0.1‑3份超分散剂，0.1‑3份硅烷偶联剂，0.1‑3份镀锌钢附着力增进剂，0.1‑3份固化促进剂，0.1‑10份助剂，30‑50份湿固化剂，0.1‑10份稀释剂。

【技术特征摘要】
1.一种输变电设备用高性能纳米防腐涂料，其特征是按重量份配比采用以下组分：
40-60份液体环氧树脂，3-10份聚乙烯醇缩丁醛，8-15份磷酸锌，3-10份三聚磷酸铝，1-
5份氧化锌，1-5份钼酸盐，1-5份滑石粉，6-12份硅土，1-4份纳米二氧化硅，0.1-2份偏硼酸
钡，0.1-2份阴离子表面活性剂，0.1-3份超分散剂，0.1-3份硅烷偶联剂，0.1-3份镀锌钢附
着力增进剂，0.1-3份固化促进剂，0.1-10份助剂，30-50份湿固化剂，0.1-10份稀释剂。
2.根据权利要求1所述的输变电设备用高性能纳米防腐涂料，其特征是：
所述液体环氧树脂为低分子量双酚A型液体环氧树脂；
所述磷酸锌为超细磷酸锌，粒径为5-20μm；
所述硅土为片层状镶嵌结构硅土，由粒状石英和片层状高岭土天然结合而成，粒状石
英粒径在500nm以下，高岭土平面大小分布在1-5μm，片层厚度在100nm以下，属于纳米层状
结构；
所述纳米二氧化硅粒径分布在10-100nm范围。
3.根据权利要求1所述的输变电设备用高性能纳米防腐涂料，其特征是所述阴离子表
面活性剂为十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
4.根据权利要求1所述的输变电设备用高性能纳米防腐涂料，其特征是所述湿固化剂
为腰果酚改性胺固化剂、潮气固化聚酰胺、潮气固化聚氨酯、酮亚胺中的一种。
5.根据权利要求1所述的输变电设备用高性能纳米防腐涂料，其特征是所述助剂为涂
料制备用的流平剂、消泡剂、防沉剂、增塑剂中的一种或几种，其中流...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈军君，谢国胜，胡波涛，谢亿，李明，王军，胡加瑞，欧阳克俭，刘纯，陈红冬，
申请(专利权)人：湖南省湘电试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43