一种双组份氟树脂基防污闪涂料及其制备方法与应用与流程

专利2026-01-30  19


本发明属于电力行业绝缘防护用涂料,尤其是涉及一种双组份氟树脂基防污闪涂料及其制备方法与应用。


背景技术:

1、

2、室温硫化硅橡胶rtv(room temperature vulcanized silicon rubber)和改进的长效型prtv(persistent rtv)防污闪涂料,因其具有较好的憎水性、憎水迁移性和可现场施工就地成型等优点,自上世纪90年代初期在我国输变电工程中获得广泛应用,对防止污闪事故的发生发挥了较好作用。

3、分析认为目前的rtv涂料存在以下问题:(1)由于有机硅材料的易光照老化特性,长期在大气中使用后憎水性能和防污性能逐渐降低,持续有效作用不强,目前统计的有效期多为5~8年;(2)由于有机硅橡胶涂料本身所具有的憎水亲油特性,无法避免有机污秽的沉积,在迁移性较差的情况下容易在表面形成大接触角水珠,降低了绝缘性能,增加了发生污闪的几率;(3)有机物质的憎水性与抗沾污性能相矛盾,即在提高抗沾污性能同时可能使憎水性能和憎水迁移性能降低。因此,开发一种同时具有耐老化性强、超疏水性、高自洁性的防污闪涂料,具有重要的科学意义和应用价值。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本发明提供了一种双组份氟树脂基防污闪涂料及其制备方法与应用,本发明制备的双组份氟树脂基防污闪涂料通过复配型氟树脂、引入多尺寸粉体粒子及助剂等构造微纳粗糙结构,设计了一种耐老化性强、超疏水性、高自洁性的防污闪涂料。

2、具体地,本发明的技术方案如下:

3、本发明的第一方面,提供了一种双组份氟树脂基防污闪涂料,包括组分a和组分b;其中,组分a包含以下重量份数的原料:氟树脂100份,填料65~90份,阻燃剂10~15份,其它助剂1~3份,分散溶剂100份;组分b包含固化剂20~25份。

4、优选的,所述氟树脂是由四氟乙烯与烷基乙烯基酯的共聚树脂和三氟氯乙烯与烷基乙烯基酯的共聚树脂混合而成。

5、优选的,所述填料包括纳米级二氧化硅、微米级二氧化硅、纳米级二氧化钛;

6、其中,所述纳米级二氧化硅的粒径为20~35nm,表面经过kh550硅烷偶联剂处理;所述微米级二氧化硅的粒径为2~5um,表面经过kh550硅烷偶联剂处理;所述纳米级二氧化钛的粒径为80~120nm,表面经过kh550硅烷偶联剂处理。

7、优选的,所述阻燃剂选自聚磷酸铵、氧化铝中的一种或多种。

8、优选的,所述其它助剂包括消泡剂、流平剂、润湿分散剂、附着力促进剂;

9、其中,所述消泡剂为byk066和byk054混合使用;进一步优选的,所述byk066和byk054的质量为1:1;

10、所述流平剂为byk358n;所述润湿分散剂为byk110;所述附着力促进剂为byk4510。

11、优选的,所述分散溶剂为乙酸乙酯与乙酸丁酯的混合物。

12、优选的,所述固化剂为多异氰酸酯固化剂;进一步优选的,所述固化剂选自六亚甲基二异氰酸酯hdi、二苯基甲烷二异氰酸酯mdi中的一种或多种。

13、本发明的第二方面,提供了一种上述双组份氟树脂基防污闪涂料的制备方法,包括如下步骤:

14、s1、混合纳米级二氧化硅、微米级二氧化硅、纳米级二氧化钛,制得填料;

15、s2、将填料加入到乙酸丁酯与乙酸乙酯的混合物中,制得分散液;

16、s3、向分散液中加入四氟乙烯与烷基乙烯基酯的共聚树脂和三氟氯乙烯与烷基乙烯基酯的共聚树脂,随后进行加热反应,制得氟树脂分散液;

17、s4、混合氟树脂分散液、阻燃剂、消泡剂、流平剂、润湿分散剂和附着力促进剂,即得双组份氟树脂基防污闪涂料组分a;

18、s5、混合双组份氟树脂基防污闪涂料组分a与固化剂,即得双组份氟树脂基防污闪涂料。

19、优选的,步骤s1中,所述纳米级二氧化硅、微米级二氧化硅、纳米级二氧化钛的重量份数比为25~35:30~40:10~15。

20、优选的,步骤s2中,所述乙酸乙酯与乙酸丁酯的质量比为3:7。

21、优选的,步骤s3中,所述四氟乙烯与烷基乙烯基酯的共聚树脂的粘度为5000~6000mpa.s,占氟树脂质量比的40%~60%、三氟氯乙烯与烷基乙烯基酯的共聚树脂的粘度为5000~6000mpa.s,占氟树脂质量比的40%~60%。

22、优选的,步骤s3中,所述加热反应的温度为95-115℃,加热反应的时间为0.5h-1.5h。

23、进一步优选的,所述加热反应的温度为105℃,加热反应的时间为1h。

24、本发明第三方面,提供一种第一方面所述的双组份氟树脂基防污闪涂料在电力设备和绝缘子表面中的应用。

25、本发明第四方面,提供一种第一方面所述的双组份氟树脂基防污闪涂料应用于电力设备的使用方法,步骤如下:

26、(1)将电力设备表面进行洁净、干燥处理;

27、(2)混合双组份氟树脂基防污闪涂料组分a与组分b,然后涂布于电力设备表面;

28、(3)待涂层完全固化后,获得有效防护涂层。

29、优选的,所述涂布的方式选自有气喷涂、无气喷涂、刷涂中的一种;

30、优选的,所述固化的时间为20~24h。

31、本发明第五方面,提供一种第一方面所述的双组份氟树脂基防污闪涂料应用于绝缘子表面的使用方法,步骤如下:

32、(1)将绝缘子表面进行洁净、干燥处理;

33、(2)混合双组份氟树脂基防污闪涂料组分a与组分b,然后涂布于绝缘子表面;

34、(3)待涂层完全固化后,获得有效防护涂层。

35、优选的,所述涂布的方式选自有气喷涂、无气喷涂、刷涂中的一种。

36、优选的,所述固化的时间为20~24h。

37、本发明的一个或多个实施方式至少具有以下有益效果:

38、(1)本发明制备的双组份氟树脂基防污闪涂料,采用全氟树脂基料,基于全氟树脂的碳链为螺旋状,且c-f键能较大,保护了碳碳键,避免表面键断裂老化;同时,可与添加的粉体粒子间的协同相互作用导致整体性能的提升,如,二氧化硅粉体材料中的硅氧键的引入提升了涂层体系整体结构的稳定性;粉体材料引入构造的微纳粗糙表面结构,对光照形成漫反射,降低了光能量的吸收;且添加的粉体材料均为不燃烧物质,一方面可以提升涂层体系整体的难燃性,另一方面在燃烧过程中无机填料形成的多孔硬质结构也利于阻止燃烧。

39、(2)本发明中加入的纳米级二氧化钛具有有机光催化降解作用,与体系中低表面能树脂和各粉体构造的微纳结构,共同实现了涂层对有机无机物的高自洁性,避免户外长期使用有机污秽物的粘附和积累。

40、(3)本发明中各组分之间的协同作用,构造了表面微纳粗糙结构,使得涂层表面具有超疏水性,在雨水天气容易将表面污秽物带走,实现高自洁性。



技术特征:

1.一种双组份氟树脂基防污闪涂料,包括组分a和组分b;其中,组分a包含以下重量分数的原料:氟树脂100份,填料65~90份,阻燃剂10~15份,其它助剂1~3份,分散溶剂100份;组分b包含固化剂20~25份。

2.如权利要求1所述的双组份氟树脂基防污闪涂料,其特征在于,所述氟树脂是由四氟乙烯与烷基乙烯基酯的共聚树脂和三氟氯乙烯与烷基乙烯基酯的共聚树脂混合而成;所述填料包括纳米级二氧化硅、微米级二氧化硅、纳米级二氧化钛;所述阻燃剂选自聚磷酸铵、氧化铝中的一种或多种;所述其它助剂包括消泡剂、流平剂、润湿分散剂、附着力促进剂。

3.如权利要求2所述的双组份氟树脂基防污闪涂料,其特征在于,所述纳米级二氧化硅的粒径为20~35nm,表面经过kh550硅烷偶联剂处理;所述微米级二氧化硅的粒径为2~5um,表面经过kh550硅烷偶联剂处理;所述纳米级二氧化钛的粒径为80~120nm,表面经过kh550硅烷偶联剂处理;

4.如权利要求1所述的双组份氟树脂基防污闪涂料,其特征在于,所述分散溶剂为乙酸乙酯与乙酸丁酯的混合物;所述固化剂为多异氰酸酯固化剂;优选的,所述固化剂选自六亚甲基二异氰酸酯hdi、二苯基甲烷二异氰酸酯mdi中的一种或多种。

5.一种权利要求1~4任一项所述的双组份氟树脂基防污闪涂料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述纳米级二氧化硅、微米级二氧化硅、纳米级二氧化钛的重量份数比为25~35:30~40:10~15;

7.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤s3中,所述加热反应的温度为95-115℃,加热反应的时间为0.5h-1.5h;优选的,所述加热反应的温度为105℃,加热反应的时间为1h。

8.一种权利要求1~4任一项所述的双组份氟树脂基防污闪涂料在电力设备和绝缘子表面中的应用。

9.一种权利要求1~4任一项所述的双组份氟树脂基防污闪涂料应用于电力设备的使用方法,步骤如下:

10.一种权利要求1~4任一项所述的双组份氟树脂基防污闪涂料应用于绝缘子表面的使用方法,步骤如下:


技术总结
本发明属于电力行业绝缘防护用涂料技术领域,具体涉及一种双组份氟树脂基防污闪涂料及其制备方法与应用。本发明通过引入复配型氟树脂、多尺寸粉体粒子及助剂的添加等构造了表面微纳粗糙结构,设计了一种耐老化性强、超疏水性、高自洁性的防污闪涂料。其中,复配型氟树脂采用的是全氟树脂基料,其碳链为螺旋状,且C‑F键能较大,保护了碳碳键,避免表面键断裂老化,提升了涂层的户外使用的耐老化性;纳米级二氧化钛具有有机光催化降解作用,避免户外长期使用有机污秽物的粘附和积累;整体各组分之间的协同作用,构造了表面微纳粗糙结构,使得涂层表面具有超疏水性,在雨水天气容易将表面污秽物带走,实现高自洁性,具有重要的理论意义和应用价值。

技术研发人员:陈力,杜宝帅,陕华平,朱耿增,张博颐,杨波,孟海磊,姜波,樊志彬,王晓明,闫风洁,李文静,张李鹏,姚硕,王蝶,米春旭
受保护的技术使用者:国网山东省电力公司电力科学研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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