一种防污闪涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种防污闪涂料及其制备方法和应用，所述防污闪涂料按重量份计包括如下组分：有机硅聚合物25～40份，交联剂4～5份，催化剂0.2～0.5份，白炭黑4～7份，纳米碳酸钙5～8份，复配阻燃剂60～90份；本发明专利技术提供的防污闪涂料，通过引入具有微米级和纳米级尺度的复配阻燃剂，提高阻燃剂用量，提升了阻燃性能，同时，复配阻燃剂与白炭黑、纳米碳酸钙的合理搭配，形成微纳结构，能够提升涂层的疏水性能，水接触角可达到120°以上，从而实现了阻燃性能与疏水性能的同时提升，最终大大提升涂层的防污闪性能，延长了涂层的使用寿命。

A kind of anti-pollution flashover coating and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种防污闪涂料及其制备方法和应用
本专利技术属于涂料领域，涉及一种防污闪涂料及其制备方法和应用。
技术介绍
污闪事故破坏电力系统的正常运行，造成大面积停电，进一步对人们正常的社会生产和生活造成较大影响，被视为电力系统安全运行的头号大敌，因而对污闪事故及其防治的研究也得到越来越深入的研究。当前认为污闪事故的发生过程分为四个阶段：a.绝缘子表面的积污；b.在潮湿环境条件下绝缘表面的润湿；c.在表面泄露电流的热效应作用下出现干区，从而改变电压分布并引起局部放电；d.局部放电的发展并导致闪络。因此想要取得防污闪的效果，需采取一定的技术手段切断上述四个过程的一个或几个过程，即可取得相应的防污闪效果。将室温硫化硅橡胶涂料(RTV涂料)涂覆于绝缘子表面，可取得良好的防污闪效果，因而许多科研工作者和相关工程人员进行了大量的研究及应用。取得防污闪效果的原因在于RTV涂料具有一定的憎水性(水接触角WCA＝108°)，可切断上述b过程；在RTV涂料中引入吸收电弧和热量的物质，可切断上述c、d过程，从而取得防污闪效果。因此憎水性和阻燃性的提升，均可提升涂料的防污闪效果并延长其使用寿命。而目前关于防污闪RTV涂料的研究主要集中于提升涂料的憎水性。主要通过引入表面能更低的含氟硅橡胶，CN101942200A公开了一种用于防污闪涂料的组合物，按重量份数计，该组合物包含端羟基聚硅氧烷25～40份，端羟基含氟聚硅氧烷5～15份、纳米二氧化硅6.0～8.0份，纳米碳酸钙2.5～3.5份，交联剂4.8～5.5份，润湿剂3.5～4.5份，硅烷偶联剂0.8～1.3份和催化剂0.2～0.4份。采用低表面能含氟硅橡胶，使涂层表面能降低，憎水性提高，进而取得良好的防污闪效果和更长的使用寿命。这种方法是通过引入低表面能物质如含氟聚硅氧烷后，提升疏水性。CN108864934A公开了一种RTV防污闪涂料，包括如下质量份数的各组分：基胶35～50份；硅油1.5～2份；氢氧化铝7～11份；白炭黑3.5～8.5份；铁红1.5～2.5份；十溴联苯醚1～5份；稀释剂30～35份；催化剂0.2～1份；交联剂1～2.5份；偶联剂1.5～3.5份，但是此方法制备的RTV防污闪涂料憎水性仍然需要进一步提升。因此，如何开发一种具有良好的憎水性能，同时兼具阻燃和耐电弧性能的防污闪涂料对于其应用具有重要的价值。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种防污闪涂料及其制备方法和应用，以通过一种新的构建微纳结构的方式，提升涂层表面憎水性的同时又提升其阻燃性能。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种防污闪涂料，所述防污闪涂料按重量份计包括如下组分：本专利技术提供的防污闪涂料，通过引入具有微米级和纳米级尺度的复配阻燃剂，提高阻燃剂用量，提升了阻燃性能，同时，复配阻燃剂与白炭黑、纳米碳酸钙的合理搭配，形成微纳结构，能够提升涂层的疏水性能，水接触角可达到120°以上，从而实现了阻燃性能与疏水性能的同时提升，最终大大提升涂层的防污闪性能，延长了涂层的使用寿命。本专利技术所述有机硅聚合物的重量份为25～40份，例如可以是25份、26份、28份、30份、32份、33份、35份、38份或40份等。优选地，所述有机硅聚合物包括端羟基聚硅氧烷、二甲氧基封端聚硅氧烷或三甲氧基封端聚硅氧烷中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：端羟基聚硅氧烷和二甲氧基封端聚硅氧烷；二甲氧基封端聚硅氧烷和三甲氧基封端聚硅氧烷；端羟基聚硅氧烷、二甲氧基封端聚硅氧烷和三甲氧基封端聚硅氧烷。优选地，所述有机硅聚合物的粘度为5000～80000mPa·s，例如可以是5000mPa·s、10000mPa·s、20000mPa·s、40000mPa·s、50000mPa·s、60000mPa·s、70000mPa·s或80000mPa·s等。本专利技术所述交联剂的重量份为4～5份，例如可以是4份、4.1份、4.2份、4.3份、4.4份、4.5份、4.6份、4.7份、4.8份、4.9份或5份等。优选地，所述交联剂包括甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷或乙烯基丁酮肟基硅烷中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷；甲基三丁酮肟基硅烷和乙烯基丁酮肟基硅烷。本专利技术所述催化剂的重量份为0.2～0.5份，例如可以是0.2份、0.3份、0.4份或0.5份等。优选地，所述催化剂包括有机钛化合物和/或有机锡化合物。优选地，所述有机钛化合物包括钛酸丁酯、钛酸四异丙酯、二烷氧基钛双(β-二酮酯)配合物、钛酸二元醇酯β-二酮配合物中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述有机锡化合物包括二月硅酸二丁基锡和/或辛酸亚锡。本专利技术所述白炭黑的重量份为4～7份，例如可以是4份、5份、6份或7份等。优选地，所述白炭黑为疏水性白炭黑。优选地，所述疏水性白炭黑的比表面积为200～350m2/g，例如可以是200m2/g、230m2/g、250m2/g、280m2/g、300m2/g、330m2/g、或350m2/g等。在本专利技术中，白炭黑可赋予涂料良好的力学性能，并且其具有纳米级的尺度。本专利技术所述纳米碳酸钙的重量份为5～8份，例如可以是5份、6份、7份或8份等。优选地，所述纳米碳酸钙为表面经有机脂肪酸改性后的疏水性碳酸钙。本专利技术所述表面经有机脂肪酸改性后的疏水性碳酸钙指的是：将常规的碳酸钙经过有机脂肪酸修饰改性得到的产品。优选地，所述纳米碳酸钙的粒径为20～500nm，例如可以是20nm、50nm、100nm、150nm200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm或500nm等。本专利技术所述复配阻燃剂的重量份为60～90份，例如可以是60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份等。优选地，所述复配阻燃剂为纳米级的无机阻燃剂和微米级的无机阻燃剂复配而成。在边长为L的正方体中，以直径为L的球填充后，该球最多可填充的空间体积为而在边长为L的正方体中，以直径为L/n的球填充后，球体最多可填充的数量为n3个，最多可填充的空间体积为由式I和式II的结果可知，V1＝V2，这意味着，在相同的空间体积V0下，以单一粒径的球体所能填充的最大空间相同；进一步地，如果采用较小的球体去填充正方体的空间，则可以获得更高的填充比例。而在实际的有机硅防污闪涂料中存在多种的填料，除白炭黑外，并无填料与有机硅分子主链化学结构相同，因而填料与有机硅分子之间始终存在一定的界面排斥，如果填料表面存在羟基，界面排斥将会更大，而这有助于填料颗粒之间的相互聚集靠近。导致多个球径小的填料将分布于球径大的填料表面形成一大-多小的二级结构，而控制大的球体处于微米级，小的球体处于纳米级，最终可在涂层表面形成微纳结构，微纳结构的形成有助于提升疏水性能。优选地，所述无机阻燃剂为氢氧化铝和/或氢氧化镁。优选地，所述纳米级的无机阻燃剂的粒径为10～1000nm，例如可以是10nm、50nm、80nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm或1000nm等，进一步优选为20～5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防污闪涂料，其特征在于，所述防污闪涂料按重量份计包括如下组分：

【技术特征摘要】
1.一种防污闪涂料，其特征在于，所述防污闪涂料按重量份计包括如下组分：2.根据权利要求1所述的防污闪涂料，其特征在于，所述有机硅聚合物包括端羟基聚硅氧烷、二甲氧基封端聚硅氧烷或三甲氧基封端聚硅氧烷中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述有机硅聚合物的粘度为5000～80000mPa·s。3.根据权利要求1或2所述的防污闪涂料，其特征在于，所述交联剂包括甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷或乙烯基丁酮肟基硅烷中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述催化剂包括有机钛化合物和/或有机锡化合物；优选地，所述有机钛化合物包括钛酸丁酯、钛酸四异丙酯、二烷氧基钛双(β-二酮酯)配合物、钛酸二元醇酯β-二酮配合物中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述有机锡化合物包括二月硅酸二丁基锡和/或辛酸亚锡。4.根据权利要求1-3中任一项所述的防污闪涂料，其特征在于，所述白炭黑为疏水性白炭黑；优选地，所述疏水性白炭黑的比表面积为200～350m2/g；优选地，所述纳米碳酸钙为表面经有机脂肪酸改性后的疏水性碳酸钙；优选地，所述纳米碳酸钙的粒径为20～500nm。5.根据权利要求1-4中任一项所述的防污闪涂料，其特征在于，所述复配阻燃剂为纳米级的无机阻燃剂和微米级的无机阻燃剂复配而成；优选地，所述无机阻燃剂为氢氧化铝和/或氢氧化镁；优选地，所述纳米级的无机阻燃剂的粒径为10～1000nm；进一步优选为20～500nm；优选地，所述微米级的无机阻燃剂的粒径为1～16μm；进一步优选为1～10μm；优选地，所述纳米级的无机阻燃剂与微米级的无机阻燃剂的质量比为(0.1～5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海亮，黎两顺，叶全明，王建红，楼俊尉，赵轶，刘继，
申请(专利权)人：浙江新安化工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33