CN103275581A - 一种输电电缆的防覆冰涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电电缆的防覆冰输电电缆涂料及其制备方法，这种防覆冰输电电缆涂料由纳米级无机粒子、硅烷偶联剂、润湿分散剂、流平剂、增稠剂、氟改性丙烯酸树脂以及溶剂制备而成，以溶剂为基准，各组分占溶剂质量分数分别为：1％-5％、1％-3％、1％-5％、0.1-0.5％、1-3％及2-7％。该输电电缆的防覆冰涂料的制备方法为先利用机械搅拌、超声将纳米级无机粒子、硅烷偶联剂和润湿分散剂均匀分散在溶剂中，再向混合液中添加流平剂、增稠剂和氟改性丙烯酸树脂，利用机械搅拌、超声分散令各组分均匀分散。该输电电缆的防覆冰涂料涂覆在输电电缆上后可以令输电电缆具有耐污、防覆冰功能。

Description

一种输电电缆的防覆冰涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种疏水性涂料，具体涉及一种输电电缆的防覆冰涂料及其制备方法。

背景技术

传输线路的覆冰威胁着电力及通信网络的安全运行。近年来众多学者研究了电力系统如何除冰的课题，研究发现，利用疏水性涂料可以防止传输线路覆冰，也能防止输电线路及绝缘子产生污闪及冰闪现象。这种方法在无需外加人力、物力的前提下防止覆冰，有助于降低冰灾防治的成本。但是在室外环境下，有机油污常会对电缆涂层的疏水性能产生不良影响。疏水性材料的疏水性是由其表面能低和表面具有粗糙结构决定的。有机油污通常具有疏水性，易于粘附在疏水性涂层上，令涂层表面能升高、表面粗糙度降低，使涂层疏水性降低。现有疏水性涂料耐污性能不佳。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有强耐污染能力和疏水性的涂料，这种涂料涂覆在输电电缆上后可以令电缆具有耐污、防覆冰功能。

本发明提供的输电电缆的防覆冰涂料，由纳米级无机粒子、硅烷偶联剂、润湿分散剂、流平剂、增稠剂、氟改性丙烯酸树脂以及溶剂制备而成，以溶剂为基准，各组分的质量分数为：

其中：纳米级无机粒子为SiO₂或TiO₂或是两者以任意比的混合物；

硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷或巯丙基三甲氧基硅烷中的任意一种；可以令纳米级无机粒子与氟改性丙烯酸树脂之间产生化学键，使纳米级无机粒子在涂料中不易于团聚，提高其分散性，最终使涂层耐水性、耐污染性均得以提高；

润湿分散剂选用相对分子质量在400-2000之间的线型烷基酰胺类、枝型多聚羧酸、多聚羧酸与多元胺组成的低聚物中的任意一种；

流平剂选用德国毕克BYK流平剂；

增稠剂选用有机膨润上、气相二氧化硅、聚酰胺蜡、改性蓖麻油衍生物RHTE中的任意一种；

溶剂为N，N-二甲基甲酰胺或者甲苯或者两者任意比的混合物。

本发明所述输电电缆的防覆冰涂料的制备方法如下：

1)利用机械搅拌使纳米级无机粒子、硅烷偶联剂和润湿分散剂在溶剂中均匀分散，然后将混合液超声分散2-10min；

2)向步骤1)中制得的混合液中加入流平剂、增稠剂和氟改性丙烯酸树脂，机械搅拌至均匀，然后对其进行超声分散2-10min。

该输电电缆的防覆冰涂料涂覆在电缆表面后可大幅度提高电缆表面的疏水性，且令其具有耐污染功能，使输电电缆与冰的附着力降低70-90％。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明所述的防覆冰输电电缆涂料的具体组分进行阐述。

实施例1

溶剂为N，N-二甲基甲酰胺，以溶剂质量为基准，向溶剂中添加1wt.％纳米级SiO₂、1.5wt.％乙烯基三乙氧基硅烷、1wt.％枝型多聚羧酸，利用机械搅拌至均匀后再超声分散3min；而后再向其中加入0.1wt.％德国毕克BYK-301流平剂、3wt.％有机膨润土881-B和2wt.％哈尔滨雪佳氟硅化学有限公司生产的氟改性丙烯酸树脂，将此混合液机械搅拌至均匀后再超声分散3min，制得本发明所述的防覆冰输电电缆涂料。

将此防覆冰输电电缆涂料涂覆在玻璃板上，待涂料中溶剂完全挥发后形成涂层，测得水滴滴落在涂层表面的接触角为160°，表明此涂料形成的涂层具有强疏水性；将此种涂料涂覆在输电电缆表面形成涂层后，可以使输电电缆与冰的附着力降低80％。

实施例2

溶剂为N，N-二甲基甲酰胺，以溶剂质量为基准，向溶剂中添加1wt.％纳米级TiO₂和4wt.％纳米级SiO₂、2wt.％丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、4wt.％枝型多聚羧酸，利用机械搅拌至均匀后再超声分散6min；而后再向其中加入0.4wt.％德国毕克BYK-301流平剂、3wt.％有机膨润土881-B和5wt.％哈尔滨雪佳氟硅化学有限公司生产的氟改性丙烯酸树脂，将此混合液机械搅拌至均匀后再超声分散8min，制得本发明所述的防覆冰输电电缆涂料。

将此防覆冰输电电缆涂料涂覆在玻璃板上，待涂料中溶剂完全挥发后形成涂层，测得水滴滴落在涂层表面的接触角为167°，表明此涂料形成涂层具有强疏水性；将此种涂料涂覆在输电电缆表面形成涂层后，可以使输电电缆与冰的附着力降低83％。

实施例3

溶剂为甲苯，以溶剂质量为基准，向溶剂中添加1wt.％纳米级TiO₂、3wt.％乙烯基三乙氧基硅烷、3wt.％多聚羧酸与多元胺组成的低聚物，利用机械搅拌至均匀后再超声分散2min；而后再向其中加入0.2wt.％德国毕克BYK-331流平剂、2wt.％气相二氧化硅R972和7wt.％哈尔滨雪佳氟硅化学有限公司生产的氟改性丙烯酸树脂，将此混合液机械搅拌至均匀后再超声分散6min，制得本发明所述的防覆冰输电电缆涂料。

将此防覆冰输电电缆涂料涂覆在玻璃板上，待涂料中溶剂完全挥发后形成涂层，测得水滴滴落在涂层表面的接触角为170°，表明此涂料形成涂层具有强疏水性；将此种涂料涂覆在输电电缆表面形成涂层后，可以使输电电缆与冰的附着力降低87％。

实施例4

溶剂为N，N-二甲基甲酰胺与甲苯质量比为1∶1的混合物，以溶剂质量为基准，向溶剂中添加0.6wt.％纳米级TiO₂和4wt.％纳米级SiO₂、、1.5wt.％甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、5wt.％枝型多聚羧酸，利用机械搅拌至均匀后再超声分散10min；而后再向其中加入0.4wt.％德国毕克BYK-301流平剂、2wt.％有机膨润土881-B和3wt.％哈尔滨雪佳氟硅化学有限公司生产的氟改性丙烯酸树脂，将此混合液机械搅拌至均匀后再超声分散7min，制得本发明所述的防覆冰输电电缆涂料。

将此防覆冰输电电缆涂料涂覆在玻璃板上，待涂料中溶剂完全挥发后形成涂层，测得水滴滴落在涂层表面的接触角为175°，表明此涂料形成涂层具有强疏水性；将此种涂料涂覆在输电电缆表面形成涂层后，可以使输电电缆与冰的附着力降低90％。

实施例5

溶剂为N，N-二甲基甲酰胺与甲苯质量比为2∶1的混合物，以溶剂质量为基准，向溶剂中添加3wt.％纳米级SiO₂、2.5wt.％乙烯基三乙氧基硅烷、4wt.％枝型多聚羧酸，利用机械搅拌至均匀后再超声分散5min；而后再向其中加入0.3wt.％德国毕克BYK-368P流平剂、3wt.％聚酰胺蜡A630-20x和3.6wt.％哈尔滨雪佳氟硅化学有限公司生产的氟改性丙烯酸树脂，将此混合液机械搅拌至均匀后再超声分散7min，制得本发明所述的防覆冰输电电缆涂料。

将此防覆冰输电电缆涂料涂覆在玻璃板上，待涂料中溶剂完全挥发后形成涂层，测得水滴滴落在涂层表面的接触角为155°，表明此涂料形成涂层具有强疏水性；将此种涂料涂覆在输电电缆表面形成涂层后，可以使输电电缆与冰的附着力降低78％。

Claims (8)

1.一种输电电缆的防覆冰涂料，其特征在于：由纳米级无机粒子、硅烷偶联剂、润湿分散剂、流平剂、增稠剂、氟改性丙烯酸树脂以及溶剂制备而成，以溶剂为基准，各组分的质量分数为：

2.如权利要求1所述的防覆冰涂料，其特征在于：所述纳米级无机粒子为SiO₂或TiO₂或是两者以任意比的混合物。

3.如权利要求1所述的防覆冰涂料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷或巯丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。

4.如权利要求1所述的防覆冰涂料，其特征在于：所述润湿分散剂为相对分子质量在400-2000之间的线型烷基酰胺类、枝型多聚羧酸、多聚羧酸与多元胺组成的低聚物中的任意一种。

5.如权利要求1所述的防覆冰涂料，其特征在于：所述流平剂为德国毕克BYK流平剂。

6.如权利要求1所述的防覆冰涂料，其特征在于：所述增稠剂为有机膨润土、气相二氧化硅、聚酰胺蜡、改性蓖麻油衍生物RHTE中的任意一种。

7.如权利要求1所述的防覆冰涂料，其特征在于：所述溶剂为N，N-二甲基甲酰胺或甲苯或者两者任意比的混合物。

8.一种权利要求1所述的输电电缆防覆冰涂料的制备方法，其特征在于包括如下两步：

1)利用机械搅拌使纳米级无机粒子、硅烷偶联剂和润湿分散剂在溶剂中均匀分散，然后将混合液超声分散2-10min；

2)向步骤1)中制得的混合液中加入流平剂、增稠剂和氟改性丙烯酸树脂，机械搅拌至均匀，然后对其进行超声分散2-10min。