一种导热超疏水涂料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种导热超疏水涂料及其制备方法与应用。制备方法包括以步骤：将二氧化硅悬浮液与含氟硅烷偶联剂的醇溶液反应，得到氟化二氧化硅；将氮化硼与氢氧化钠溶液反应，得到的羟基化氮化硼分散于含氟硅烷偶联剂的醇溶液中，反应，得到氟化氮化硼；将乙烯基硅油、抑制剂、铂催化剂和含氢硅油于有机溶剂中混合，加入氟化二氧化硅、氟化氮化硼，分散均匀，得到导热超疏水涂料。本发明专利技术的涂料形成的涂层接触角达到150

【技术实现步骤摘要】
一种导热超疏水涂料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及超疏水材料
，尤其涉及一种导热超疏水涂料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]天气潮湿或者有水附着在裸露的高压输电线路上时经常会发生电晕放电现象，不仅会造成巨大的电力损耗，而且对附近居民的正常生活产生较大困扰。目前，电力工程中用于抑制电晕放电的方法主要是改变输电线及变电站本身的结构与性质，具体措施包括：增加分裂导线的直径与数目、提高塔杆高度以及使用球形部件将导线空心化等。然而，这些举措往往投入大且维护难度高。相比之下，在导线上涂覆具有疏水功能的涂料的方式则具有施工便捷、成本较低、维护简单等优点，应用前景广阔。
[0003]超疏水涂料形成的涂层的水接触角大于150
°
且滚动角小于10
°
，水滴在涂层表面容易自发滚落并带走表面的污秽。凭借此特性，超疏水涂料在玻璃的自清洁、建筑物外表的防腐蚀、织物的防污防水、工业含油废水的油水分离以及输电线防覆冰等领域中均展现出巨大的应用价值。将超疏水涂料应用于输电线路，能够修补导线表面的破损、皱皮处以及因环境产生的毛刺与划痕，这样不仅改变导线的曲率半径并降低导线周围的局部场强，而且还可以避免水滴附着以减少起晕点，从而抑制电晕噪声现象的发生。
[0004]目前少数科研工作者开展了疏水涂料在输电线路的应用研究。例如，吴执等人研究了水滴形态对输电线路电晕放电特性的影响，并提出在导线上涂覆室温硫化硅橡胶(RTV)、液体硅橡胶(LSR)或持久性就地成型防污闪复合涂料(PRTV)来改善导线在雨天的电晕放电问题(吴执.水滴形态对输电线路导线电晕放电特性的影响[D].重庆:重庆大学,2014)。但上述机硅涂料的水接触角均低于120
°
，且有机硅的低表面能使得涂层在铝导线表面的粘附性差，较难实现长期的牢固附着。此外，用于高压线缆的涂料需要具有导热性，能够及时将电流传输过程中产生的热量传递出去。然而，目前国内外鲜少出现关于同时具有超疏水性和导热性的涂料的报道。虽然有学者采用碳纳米管作为导热填料来制备导热超疏水涂料，但这类填料的价格较昂贵，不适宜大面积推广和应用。因此，开发一种成本低并能牢固附着在金属表面的导热超疏水涂料显得尤为重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种导热超疏水涂料。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供上述导热超疏水涂料的制备方法。
[0007]本专利技术的再一目的在于提供上述导热超疏水涂料的应用。
[0008]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种导热超疏水涂料的制备方法，包括以步骤：
[0009](1)将二氧化硅分散于氨水溶液中，得到二氧化硅悬浮液，将其与含氟硅烷偶联剂的醇溶液反应，离心，洗涤，干燥，得到氟化二氧化硅颗粒；
[0010]优选地，步骤(1)所述二氧化硅为气相二氧化硅。
[0011]优选地，步骤(1)所述二氧化硅的尺寸为30
‑
50nm。
[0012]优选地，步骤(1)所述含氟硅烷偶联剂为1H,1H,2H,2H
‑
十七氟癸基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H
‑
十七氟癸基三乙氧基硅烷和全氟辛基三乙氧基硅烷中的至少一种。
[0013]优选地，步骤(1)和(2)所述含氟硅烷偶联剂的醇溶液采用的溶剂为乙醇。
[0014]优选地，步骤(1)所述含氟硅烷偶联剂与二氧化硅按照2
‑
4mL：3
‑
6g配比。
[0015]优选地，步骤(1)所述反应为搅拌24
‑
28h。
[0016]优选地，步骤(1)所述离心为6000
‑
10000rpm离心5
‑
10min。
[0017]优选地，步骤(1)所述干燥为50
‑
60℃下真空干燥1
‑
3h。
[0018]优选地，步骤(1)所述洗涤采用乙醇。
[0019](2)将氮化硼与氢氧化钠溶液混合，反应，离心，洗涤，干燥，得到羟基化氮化硼，将其分散于含氟硅烷偶联剂的醇溶液中，再次反应，离心，再次洗涤，再次干燥，得到氟化氮化硼粉末；
[0020]优选地，步骤(2)所述氮化硼为六方氮化硼。
[0021]优选地，步骤(2)所述氮化硼的尺寸为40
‑
60μm。
[0022]优选地，步骤(2)所述氢氧化钠溶液的浓度为2
‑
5mol/L。
[0023]优选地，步骤(2)所述氮化硼与含氟硅烷偶联剂按照3
‑
4g：1
‑
2mL配比。
[0024]优选地，步骤(2)所述反应为100
‑
120℃反应20
‑
24h。
[0025]优选地，步骤(2)所述再次反应的时间为5
‑
8h。
[0026]优选地，步骤(2)所述离心均为2000
‑
3000rpm离心30
‑
40min。
[0027]优选地，步骤(2)所述洗涤采用去离子水。
[0028]优选地，步骤(2)所述再次洗涤采用乙醇。
[0029]优选地，步骤(2)所述干燥为60
‑
65℃下真空干燥2
‑
4h。
[0030]优选地，步骤(2)所述干燥为50
‑
60℃真空干燥1
‑
3h。
[0031](3)将乙烯基硅油、抑制剂、铂催化剂和含氢硅油于有机溶剂中混合，加入步骤(1)所述氟化二氧化硅颗粒、步骤(2)所述氟化氮化硼粉末，分散均匀，得到导热超疏水涂料。
[0032]优选地，步骤(3)所述乙烯基硅油中的乙烯基含量为0.05
‑
0.22％。
[0033]优选地，步骤(3)所述含氢硅油中的含氢量为1.4
‑
1.6％。
[0034]优选地，步骤(3)所述铂催化剂为Karstedt催化剂，铂的含量为2000ppm。
[0035]优选地，步骤(3)所述抑制剂为炔醇类抑制剂。
[0036]优选地，步骤(3)所述抑制剂、铂催化剂和含氢硅油采用所述有机溶剂预先制备成溶液，三者的浓度依次为1wt％、1wt％、0.33wt％，三者的溶液以及乙烯基硅油按照质量比1
‑
2：4
‑
5：4
‑
5：4
‑
8配比。
[0037]优选地，步骤(3)所述氟化二氧化硅颗粒、氟化氮化硼粉末与乙烯基硅油的质量比为2
‑
4：1
‑
2：3
‑
8。
[0038]优选地，步骤(3)所述有机溶剂为正己烷、四氢呋喃、乙酸乙酯、和甲苯中的至少一种。
[0039]优选地，步骤(3)所述分散均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导热超疏水涂料的制备方法，其特征在于，包括以步骤：(1)将二氧化硅分散于氨水溶液中，得到二氧化硅悬浮液，将其与含氟硅烷偶联剂的醇溶液反应，离心，洗涤，干燥，得到氟化二氧化硅颗粒；(2)将氮化硼与氢氧化钠溶液混合，反应，离心，洗涤，干燥，得到羟基化氮化硼，将其分散于含氟硅烷偶联剂的醇溶液中，再次反应，离心，再次洗涤，再次干燥，得到氟化氮化硼粉末；(3)将乙烯基硅油、抑制剂、铂催化剂和含氢硅油于有机溶剂中混合，加入步骤(1)所述氟化二氧化硅颗粒、步骤(2)所述氟化氮化硼粉末，分散均匀，得到导热超疏水涂料。2.根据权利要求1所述导热超疏水涂料的制备方法，其特征在于，包括以下各项中至少一项：步骤(1)所述二氧化硅为气相二氧化硅；步骤(1)所述二氧化硅的尺寸为30
‑
50nm；步骤(2)所述氮化硼为六方氮化硼；步骤(2)所述氮化硼的尺寸为40
‑
60μm。3.根据权利要求1所述导热超疏水涂料的制备方法，其特征在于，包括以下各项中至少一项：步骤(1)所述含氟硅烷偶联剂为1H,1H,2H,2H
‑
十七氟癸基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H
‑
十七氟癸基三乙氧基硅烷和全氟辛基三乙氧基硅烷中的至少一种；步骤(1)和(2)所述含氟硅烷偶联剂的醇溶液采用的溶剂为乙醇；步骤(3)所述有机溶剂为正己烷、四氢呋喃、乙酸乙酯、和甲苯中的至少一种。4.根据权利要求1所述导热超疏水涂料的制备方法，其特征在于，包括以下各项中至少一项：步骤(1)所述含氟硅烷偶联剂与二氧化硅按照2
‑
4mL：3
‑
6g配比；步骤(2)所述氮化硼与含氟硅烷偶联剂按照3
‑
4g：1
‑
2mL配比；步骤(3)所述抑制剂、铂催化剂和含氢硅油采用所述有机溶剂预先制备成溶液，三者的浓度依次为1wt％、1wt％、0.33wt％，三者的溶液以及乙烯基硅油按照质量比1
‑
2：4
‑
5：4
‑
5：4
‑
8配比；步骤(3)所述氟化二氧化硅颗粒、氟化氮化硼粉末与乙烯基硅油的质量比为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽，王一凡，李林勇，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：