專利名稱：一種用于防污閃涂料的組合物及防污閃涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于防污閃涂料的組合物及防污閃涂料，具體涉及一種經(jīng)含氟聚 硅氧烷改性后的用于防污閃涂料的組合物及防污閃涂料。
背景技術(shù)：
污閃是指電氣設(shè)備絕緣表面附著的污穢物在潮濕條件下，其可溶物質(zhì)逐漸溶于 水，在絕緣表面形成一層導(dǎo)電膜，使絕緣子的絕緣水平大大降低，在電力場的作用下出現(xiàn)強 烈放電的現(xiàn)象。由于電力系統(tǒng)超高壓輸電及直流輸電技術(shù)的廣泛采用，污閃在電力系統(tǒng)中 已成為嚴(yán)重威脅設(shè)備和電網(wǎng)安全運行的災(zāi)難性故障，被列為電力系統(tǒng)頭號安全大敵，防止 污閃事故發(fā)生成為電網(wǎng)安全運營的第一要務(wù)。20世紀(jì)80年代以前的主要防污閃措施是清掃，少量使用硅油和地蠟，以及小規(guī)模 調(diào)爬等。目前，全國各地區(qū)仍堅持“調(diào)、掃、涂”綜合治理的原則，但調(diào)爬、清掃均受到資金、 氣候、人員、技術(shù)條件、生產(chǎn)安排等諸多因素的制約，難以達到防污閃的理想效果。這種傳統(tǒng) 的人工清掃，不僅需要設(shè)備停電，耗費大量的人力物力，而且清掃也難以避免污閃事故的頻 繁發(fā)生，線路的防污閃能力主要還應(yīng)靠設(shè)備本身的絕緣配置來實現(xiàn)。我國從60年代初開展防污閃涂料的研究工作，經(jīng)過40年的探索，先后篩選出硅 油、硅脂、長效硅脂、地蠟等防污閃涂料，并積累了比較豐富的運行使用經(jīng)驗。進入80年代， 又出現(xiàn)了新型防污閃涂料-室溫硫化硅橡膠RTV(Room temperature vulcanized silicone rubber)涂料。RTV涂料是由有機硅橡膠、填充劑和添加劑，經(jīng)化學(xué)、物理過程改性制造而成 的，其能夠防污閃的主要原因在于RTV本身具有十分優(yōu)良的憎水性和憎水遷移性。RTV硅橡 膠涂料作為常溫硫化的防污閃涂料，國外在上一世紀(jì)70年代中期就開始實際應(yīng)用，如美國 太平洋煤氣電力公司在1973年就開始研究使用RTV涂料，至1982年公開報道，RTV涂料在 嚴(yán)重污穢條件下運行6年仍保持憎水性。在鹽霧污染較嚴(yán)重的區(qū)域?qū)?6kV帶電線路上的 絕緣子表面噴涂0. 5mm厚的RTV涂層，6年后跟蹤觀察，盡管絕緣子表面結(jié)上一層塵垢，但 仍然具有很高的憎水性和絕緣性能。RTV具有長效、防污性能好、施工簡易等優(yōu)異特性，因 此在短短十年內(nèi)迅速推廣使用，取得較好的防污閃效果。20世紀(jì)80年代中后期，我國的線 路、變電站開始試用合成絕緣子和RTV防污閃涂料。目前RTV已經(jīng)逐漸取代了硅油、硅脂等 防污閃涂料，在今后較長一段時期內(nèi)，RTV防污閃涂料將成為電力設(shè)備，特別是變電設(shè)備日 益重要的防污閃產(chǎn)品，大規(guī)模推廣使用RTV涂料成為一個趨勢。然而，盡管RTV涂料的引入緩解了電力系統(tǒng)日趨嚴(yán)重的污閃問題，但是作為長期 的防污閃材料，其性能仍然偏低，這主要表現(xiàn)在以下幾個方面(1)機械強度的問題。室溫 硫化硅橡膠的機械性能越來越受到人們的重視，因為涂料與瓷瓶表面的附著力、耐磨能力、 耐腐蝕性能等直接影響它的使用效果和壽命。在運行中，如果附著力不夠大，由于風(fēng)力及維 修保養(yǎng)過程中外力的作用，可能使涂層與瓷瓶表面脫離。就RTV而言，其自身的機械性能， 如伸長率、斷裂強度和撕裂強度都較低。沒有任何填充劑的聚二甲基硅氧烷的拉伸強度僅 為0. 5MPa，斷裂伸長率僅為35%。RTV在實際使用過程中出現(xiàn)的起皮、龜裂、脫落等現(xiàn)象不僅與附著力有關(guān)，還與RTV的強度及韌性密切相關(guān)。強度低及韌性差會使RTV在外界應(yīng)力 作用下發(fā)生斷裂。(2)灰塵的吸附和堆積。由于硅橡膠的優(yōu)良彈性、柔軟表面以及硅橡膠良 好的電絕緣性，RTV表面容易堆積灰塵，雖然RTV有很好的憎水遷移性，但是當(dāng)疏松的污穢 達到一定的厚度之后，污穢的內(nèi)部就容易形成水流的通道及大面積滯留區(qū)，最終可能形成 閃絡(luò)通道，導(dǎo)致污閃事故的發(fā)生。(3)老化性。RTV防污閃涂料屬有機絕緣材料，與瓷絕緣 子等無機材料相比較，老化性能明顯不足。RTV的老化分為自然老化和電老化。作為絕緣材 料，電暈放電和電弧屬于電老化，是引起RTV涂料老化的最主要原因。另外，自然環(huán)境條件 如紫外線照射、污穢、雨水、高溫或嚴(yán)寒等也會使RTV涂料自然老化。老化性能直接影響RTV 涂料的使用壽命。通常采用的辦法是在RTV中添加填料，通過改進其機械性能及抗漏電起 痕和電蝕損能力來改善使用效果和延長使用壽命。這些措施確實能在一定程度上改善RTV 的使用效果，但不能帶來根本性的變化。同時，由于RTV在戶外環(huán)境下工作，不僅承受電場 和風(fēng)力等作用，還要承受溫度變化、雨雪冰霜和日照等大氣條件的作用，大氣老化也是戶外 絕緣材料老化的重要因素。而RTV的大氣老化性能通過添加常規(guī)的無機填料是不能得到明 顯改善的。因此，為了降低因污閃跳閘及清掃維護引起的停電損失，必須使用免清洗、自恢復(fù) 的長效防污閃涂料，所以有必要開發(fā)長效防污閃涂料，使之由臨時性、補救性產(chǎn)品升級為正 式性、持久性產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
針對目前防污閃的形勢，特別是南方電網(wǎng)雨水多、工業(yè)塵埃大、酸雨及鹽分現(xiàn)象嚴(yán) 重的情況及現(xiàn)有的防污閃涂料存在的一些難點和不足之處，本發(fā)明在傳統(tǒng)RTV涂料的基礎(chǔ) 上對一些新的材料進行了探索，將采用互穿網(wǎng)絡(luò)(IPN)技術(shù)(即兩種或兩種以上不同的聚 合物通過互相貫穿纏繞，使網(wǎng)絡(luò)間發(fā)生化學(xué)交聯(lián)而構(gòu)成的新的立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物)將端 羥基含氟聚硅氧烷引入RTV，同時采用二甲基硅油對納米材料進行了表面改性，將親水的納 米二氧化硅和納米碳酸鈣修飾成憎水性的納米材料，使之與RTV能夠很好的復(fù)合，研制開 發(fā)了強疏水型納米復(fù)合長效防污閃涂料(H-PRTV)。該涂料具有長效防污閃的特性，大大提 高了涂層的憎水性和憎水遷移性、抗撕裂強度、剪切強度、耐酸堿性、自潔性和老化性。其性 能指標(biāo)是根據(jù)電力設(shè)備運行的實際需要并結(jié)合氟化有機硅材料的發(fā)展水平設(shè)計的，在保證 設(shè)備長期防污閃性能的前提下，能夠最大限度地降低設(shè)備運行維護方面的要求及限制。本發(fā)明提供了一種用于防污閃涂料的組合物，按重量份數(shù)計，該組合物包含端羥 基聚硅氧烷25 40份，端羥基含氟聚硅氧烷5 15份、納米二氧化硅6. 0 8. 0份，納米 碳酸鈣2. 5 3. 5份，交聯(lián)劑4. 8 5. 5份，潤濕劑3. 5 4. 5份，硅烷偶聯(lián)劑0. 8 1. 3 份和催化劑0. 2 0. 4份。在上述組合物中，納米二氧化硅的粒度可以為40 60nm ；納米碳酸鈣的粒度可以 為 40 80nm ；在上述組合物中，交聯(lián)劑可以為酮肟交聯(lián)劑，優(yōu)選為甲基三丁酮酮肟基硅烷。交聯(lián) 劑也稱硫化劑，是RTV涂料中很關(guān)鍵的成分。交聯(lián)劑的種類有很多，有酮肟型、酮醇型等等。 通過試驗，我們采用多種結(jié)構(gòu)的酮肟進行復(fù)配，經(jīng)過復(fù)配的交聯(lián)劑的反應(yīng)速度適當(dāng)，性能穩(wěn) 定，適合用于RTV。硅烷偶聯(lián)劑可以提高涂料的附著力。潤濕劑優(yōu)選為二甲基硅油；催化劑優(yōu)選為鉬催化劑。RTV涂料屬有機材料，其耐候性先天弱于瓷、玻璃等無機材料，當(dāng)RTV涂料長時間 受酸雨浸泡后，環(huán)境中存在的水、乙醇、酸、堿等能進一步促進聚硅氧烷的Si-O鍵斷裂，從 而使RTV涂料的憎水性及憎水遷移性下降。為防止酸雨的過渡侵蝕，本發(fā)明在設(shè)計長效防 污閃涂料(PRTV)時，引入了耐酸堿能力極強的端羥基含氟聚硅氧烷，其結(jié)構(gòu)如式I所示。添 加端羥基含氟聚硅氧烷將顯著提高涂料的耐候性、熱穩(wěn)定性、耐老化性和耐沾污性等。
權(quán)利要求
一種用于防污閃涂料的組合物，按重量份數(shù)計，該組合物包含端羥基聚硅氧烷25～40份，端羥基含氟聚硅氧烷5～15份、納米二氧化硅6.0～8.0份，納米碳酸鈣2.5～3.5份，交聯(lián)劑4.8～5.5份，潤濕劑3.5～4.5份，硅烷偶聯(lián)劑0.8～1.3份和催化劑0.2～0.4份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述納米二氧化硅的粒度為40 60nmo
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合物，其特征在于，所述納米碳酸鈣的粒度為40 80nmo
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的組合物，其特征在于，所述交聯(lián)劑為酮肟交聯(lián) 劑，優(yōu)選為甲基三丁酮酮肟基硅烷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的組合物，其特征在于，所述潤濕劑為二甲基硅油。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的組合物，其特征在于，所述催化劑為鉬催化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的組合物，其特征在于，按重量份數(shù)計，所述組合 物還包含阻燃劑9. 0 11. 0份、顏料0. 4 0. 7份、稀釋劑20 40份和/或催干劑0. 03 0. 06 份。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合物，其特征在于，所述阻燃劑選自鋁鎂復(fù)合阻燃劑、氫氧 化鋁和氫氧化鎂中的一種或多種，優(yōu)選為鋁鎂復(fù)合阻燃劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的組合物，其特征在于，所述顏料為炭黑和/或鐵紅。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項所述的組合物，其特征在于，所述稀釋劑選自120#、 200#、D30和D40中的一種或多種，優(yōu)選為120#和/或D30。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項所述的組合物，其特征在于，所述催干劑為辛酸亞錫 和/或二月桂酸酯二丁基錫。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的組合物制備的防污閃涂料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于防污閃涂料的組合物及防污閃涂料，按重量份數(shù)計，該組合物包含端羥基聚硅氧烷25～40份，端羥基含氟聚硅氧烷5～15份、納米二氧化硅6.0～8.0份，納米碳酸鈣2.5～3.5份，交聯(lián)劑4.8～5.5份，潤濕劑3.5～4.5份，硅烷偶聯(lián)劑0.8～1.3份和催化劑0.2～0.4份。該涂料具有長效防污閃的特性，大大提高了涂層的憎水性和憎水遷移性、抗撕裂強度、剪切強度、耐酸堿性、自潔性和老化性，其性能指標(biāo)是根據(jù)電力設(shè)備運行的實際需要并結(jié)合有機硅氟材料的發(fā)展水平設(shè)計的，在保證設(shè)備長期防污閃性能的前提下，能夠最大限度地降低設(shè)備運行維護方面的要求及限制。
文檔編號C09D183/08GK101942200SQ20091015783
公開日2011年1月12日 申請日期2009年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月7日
發(fā)明者周玉, 張國明, 朱進長, 梁家強, 樊順盛, 汪洋, 申國輝, 黃瀅 申請人:佛山市皇冠化工有限公司