CN104789123A - 一种抑制绿球藻生长用单组份防污闪涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于涂料领域，尤其涉及一种抑制绿球藻生长用单组份防污闪涂料及其制备方法，该涂料成分包括：二羟基聚二甲基硅氧烷50~70份，二甲基硅油5~15份，补强剂5~10份，阻燃剂10~20份，颜填料3~5份，交联剂3~5份，增黏剂0.5~2份，催化剂0.1~1份，溶剂50~80份。其制备方法包括原料的选择与称量，胶料的干燥与制备等。本发明涂料是通过在有机硅涂料中加入特定抑制绿球藻生长的颜填料，颜填料可以将绿球藻生长所需光波部分吸收，而将不利于绿球藻生长的部分光波反射出来，在涂层表面形成不利于绿球藻生长的光波环境，起到减缓或抑制绿球藻生长的作用，施工简单且不会给周围环境带来污染。
Description
技术领域
本发明属于涂料领域，尤其涉及一种抑制绿球藻生长用单组份防污闪涂料及其制备方法。
背景技术
瓷和玻璃绝缘子是目前输变电站和线路中的重要组件，但在使用过程中容易积附污秽物，可能会造成雨雾等恶劣条件下的污闪停电事故，影响电网的安全运行。目前，国内外是采取对瓷和玻璃绝缘子喷涂具有高憎水性的防污闪涂料，从而起到雨雾等恶劣条件下的防污闪作用。该防污闪涂料在一般的环境下可以发挥良好的防污闪效果，但在温暖潮湿、低污染的环境下，常常发现已经喷涂防污闪涂料的绝缘子表面会长有大量的绿球藻。这些绿球藻会引起防污闪涂料的憎水性显著下降甚至丧失，可能给电网的安全运行带来潜在的威胁。国内外研究发现，绿球藻生长十分容易，在具备养分（灰尘等）、水分和一定波段的光照（太强的光照反而会将其杀死）下即可快速生长。因此，迫切需要采取一种技术措施来抑制或减缓绝缘子表面涂层绿球藻的生长。现有的抑制绿球藻的方法有：一是采用灭藻剂，但灭藻剂的使用只能用来杀灭藻类，不能移除死去的藻类，死掉的藻类反而为下批次的藻类生长提供了营养；二是不定时的清洁，但是这种方法会耗费大量的人力和财力。
中国专利文献CN103468132A 公开了一种防青苔防污闪涂料及其制备方法，该涂料组分如下（重量份数），端羟基聚硅氧烷60～100份，防苔抗藻剂0.5～3份、交联剂0.5～3份、催化剂0.001～0.1份、溶剂100～160份。该防污闪涂料采用添加化学防霉抗藻剂防止青苔的生长，但是在环境日益污染严重的绝缘子表面很容易积灰尘，这就使得该涂料的使用的有效性大大缩短，同时，还需考虑防霉剂对环保的影响因素。因此，在抑制绿球藻生长的同时，新型抑制绿球藻生长涂料还必须需同时兼顾考虑涂料使用寿命和环保两方面。
发明内容
为了解决以上的问题，本发明提供了一种能够抑制绿球藻生长用单组份防污闪涂料及其制备方法，利用单组份防污闪涂料中的颜填料将绿球藻生长所需光波部分吸收，而将不利于绿球藻生长的部分光波反射出来，在涂层表面形成不利于绿球藻生长的光波环境。从而起到减缓或抑制绿球藻生长的作用，同时保持原有的RTV防污闪涂料的其它性能不变，因此，方法简便可行，对人体无毒、对绝缘子无腐蚀、美观且对环保无影响。
为了解决以上的技术问题，本发明的一种抑制绿球藻生长用防污闪涂料，其特征在于：由以下组份组成（重量份）：二羟基聚二甲基硅氧烷50~70份，二甲基硅油5~15份，补强剂5~10份，阻燃剂10~20份，颜填料3~5份，交联剂3~5份，增黏剂0.5~2份，催化剂0.1~1份，溶剂50~80份。
本发明采取降低或杜绝绿球藻生长所具备的养分（灰尘等）、水分和一定波段的光照（强光照反而会将其杀死）或者直接杀灭绿球澡，从而降低或杜绝绿球藻生长。本发明中的单组份防污闪涂料在可见光范围将445~500nm波段的光波反射，将可见光波其它波段的吸收掉；而绿球藻生长最需要光照的波段分布在585~780nm，因此在颜填料的作用下绿球藻将无法得到或者得到很少使其生长所需要的光波能量。其颜填料的粒径用量和表状的状态会对特定波段光的吸收与反射的程度有影响，本发明中的颜填料的用量是对抑制绿球藻生长合适的用量。
所述颜填料的粒径为400-600目。
所述二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为3000~80000 cs。
所诉二甲基硅油的粘度为100-1000 cs，保证良好的憎水性
所述补强剂为气相法白炭黑、沉淀法白炭黑的一种或者两种。
所述阻燃剂为十溴联苯醚、硼酸锌的一种或两种。
所述颜填料为铁蓝或酞青蓝的一种或两种。颜填料可以将绿球藻生长所必须的特定波段的光进行吸收和反射不利于其生长的光波范围，保证绿球藻在防污闪涂层上无法生长。
所述交联剂为酮肟型交联剂，所述酮肟型交联剂为甲基三丁酮肟基和乙烯基三丁酮肟基不同比例的混合。
所述增黏剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)- γ-氨丙基三甲氧基硅烷的一种或两种以上。
所述催化剂为有机锡与正硅酸乙酯Si28以1：3~1：7混合配制的硫化促进剂。
所述溶剂为石油醚、120#溶剂油、200#溶剂油的一种或多种。
本发明的一种抑制绿球藻生长用防污闪涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1） 原料选择与称量：二羟基聚二甲基硅氧烷50~70份，二甲基硅油5~15份，补强剂5~10份，阻燃剂10~20份，颜填料3~5份，交联剂3~5份，增黏剂0.5~2份，催化剂0.1~1份。
（2） 胶料的干燥：将二羟基聚二甲基硅氧烷，二甲基硅油，补强剂，阻燃剂，颜填料在捏合机内捏合均匀，再将胶料转移到三辊机上研磨，研磨均匀后转移回捏合机中升温捏合，保持胶料温度在100~150℃、真空度-0.085 Mpa，捏合抽真空干燥2~4小时，密闭待用。
（3） 胶料的制备：干燥好的胶料投入行星搅拌釜中，待胶料密闭冷却在30~50℃范围内时，加入交联剂、增黏剂和催化剂，高速搅拌20~30分钟，加入溶剂50~80份，搅拌20~30分钟，即可。
本发明方法中对抑制绿球藻生长的颜填料进行了表面处理，有利于其更加充分分散。
本发明所述的技术方案与现有技术相比，优点如下：
本发明的能够抑制绿球藻生长用单组份防污闪涂料具有良好的憎水性，除了具有优良的憎水性、良好的力学性同时兼具有良好的阻燃性（其阻燃性可以达到FV-0级）。因在涂料中还添加了经过表面改性的颜填料，降低或减少了绿球藻生长需要的光波条件；使得该涂料可以广泛适用于易于生长绿球藻地区的变电系统中。
本发明的单组份防污闪涂料不仅有一般防污闪涂层所具有的绝缘性、长期户外耐候性、良好憎水性和憎水迁移特性（憎水性达到HC1级到HC2级），还兼具有对绿球澡的生长具有一定的抑制性，增大了电力系统外绝缘使用的防污闪涂料在相对湿度较大而易于生长绿球澡的特殊地区的安全可靠性。因此，本发明的可以抑制绿球藻生长用的单组份防污闪涂料，在涂覆一次后，就能起到抑制绿球藻生长和防污闪的作用，同时施工简单且不会给周围环境带来其它污染。
具体实施方式
实施例1
选择粘度为3000 cs的二羟基聚二甲基硅氧烷70份，粘度为1000 cs的二甲基硅油5份，10份气相法白炭黑，10份十溴联苯醚，5份400目的铁蓝在捏合机内捏合均匀，再将胶料转移到三辊机上研磨，研磨均匀后转移回捏合机中升温捏合，保持胶料温度在100℃、真空度为-0.085 Mpa，捏合抽真空干燥4小时，密闭待用。
将干燥好的胶料投入行星搅拌釜中，待胶料密闭冷却在30℃范围内时，加入甲基三丁酮肟基硅烷3份和乙烯基三丁酮肟基2份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5份和硫化促进剂0.1份，高速搅拌20分钟，加入干燥处理的石油醚50份，搅拌20分钟，得到一种抑制绿球藻生长用的防污闪涂料。其中，硫化促进剂的配制为有机锡：正硅酸乙酯Si28=1：3。
本实施例所制得的抑制绿球藻生长用防污闪涂料的表干时间为：28分钟 ；实干时间为：20小时 ；介电强度为：21.8kN/mm ；伸长率为：262% ；粘接剪切强度为：2.7MPa 。将本实施例所制得的单组份防污闪涂料制成样片检测具有抑制绿球藻生长作用。将该单组份涂料喷涂于玻璃绝缘子上，进行人工覆灰厚度为0.1mm，并置于湿度在55%~75%RH的环境中观察其表面绿球藻的生长情况，试验1年的时间发现单面面积（2cm×2cm）绿球藻生长不足1/20。
实施例2
选择粘度为10000 cs的二羟基聚二甲基硅氧烷65份，粘度为1000 cs的二甲基硅油10份，8份沉法白炭黑，12份硼酸锌，5份600目的铁蓝在捏合机内捏合均匀，再将胶料转移到三辊机上研磨，研磨均匀后转移回捏合机中升温捏合，保持胶料温度在120℃、真空度为-0.085 Mpa，捏合抽真空干燥3小时，密闭待用。
将干燥好的胶料投入行星搅拌釜中，待胶料密闭冷却在40℃范围内时，加入甲基三丁酮肟基硅烷3份、乙烯基三丁酮肟基1份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷0.5份和硫化促进剂0.3份，高速搅拌25分钟，加入干燥处理的石油醚60份，搅拌25分钟，得到一种抑制绿球藻生长用的防污闪涂料。其中，硫化促进剂的配制为有机锡：正硅酸乙酯Si28=1：5。
本实施例所制得的抑制绿球藻生长用防污闪涂料的表干时间为：31分钟 ；实干时间为：21小时 ；介电强度为：22.5kN/mm ；伸长率为：251% ；粘接剪切强度为：2.6MPa 。将本实施例所制得的防污闪涂料制成样片检测具有抑制绿球藻生长作用。将该单组份涂料喷涂于玻璃绝缘子上，进行人工覆灰厚度为0.1mm，并置于湿度在55%~75%RH的环境中观察其表面绿球藻的生长情况，试验1年的时间发现单面面积（2cm×2cm）没有绿球藻生长。
实施例3
选择粘度为50000 cs的二羟基聚二甲基硅氧烷60份，粘度为500 cs的二甲基硅油15份，3份气相法白炭黑，3份沉法白炭黑，5份十溴联苯醚，10份硼酸锌，4份500目的酞青蓝在捏合机内捏合均匀，再将胶料转移到三辊机上研磨，研磨均匀后转移回捏合机中升温捏合，保持胶料温度在130℃、真空度为-0.085 Mpa，捏合抽真空干燥2小时，密闭待用。
将干燥好的胶料投入行星搅拌釜中，待胶料密闭冷却在40℃范围内时，加入甲基三丁酮肟基硅烷2份、乙烯基三丁酮肟基1份、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.5份和硫化促进剂0.5份，高速搅拌25分钟，加入干燥处理的120#溶剂油70份，搅拌30分钟，得到一种抑制绿球藻生长用的防污闪涂料。其中，硫化促进剂的配制为有机锡：正硅酸乙酯Si28=1：7。
本实施例所制得的抑制绿球藻生长用防污闪涂料的表干时间为：30分钟 ；实干时间为：20小时 ；介电强度为：23.1kN/mm ；伸长率为：272% ；粘接剪切强度为：2.8MPa 。将本实施例所制得的防污闪涂料制成样片检测具有抑制绿球藻生长作用。将该单组份涂料喷涂于玻璃绝缘子上，进行人工覆灰厚度为0.1mm，并置于湿度在55%~75%RH的环境中观察其表面绿球藻的生长情况，试验1年的时间发现单面面积（2cm×2cm）没有绿球藻生长。
实施例4
选择粘度为80000 cs的二羟基聚二甲基硅氧烷55份，粘度为100 cs的二甲基硅油15份，7份沉法白炭黑，10份十溴联苯醚，10份硼酸锌，3份450目的酞青蓝在捏合机内捏合均匀，再将胶料转移到三辊机上研磨，研磨均匀后转移回捏合机中升温捏合，保持胶料温度在140℃、真空度为-0.085 Mpa，捏合抽真空干燥3小时，密闭待用。
将干燥好的胶料投入行星搅拌釜中，待胶料密闭冷却在50℃范围内时，加入甲基三丁酮肟基硅烷3份、乙烯基三丁酮肟基0.5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5份，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1份和硫化促进剂0.6份，高速搅拌20分钟，加入干燥处理的120#溶剂油80份，搅拌30分钟，得到一种抑制绿球藻生长用的防污闪涂料。其中，硫化促进剂的配制为有机锡：正硅酸乙酯Si28=1：7。
本实施例所制得的抑制绿球藻生长用防污闪涂料的表干时间为：33分钟 ；实干时间为：22小时 ；介电强度为：20.9kN/mm ；伸长率为：255% ；粘接剪切强度为：2.5MPa 。将本实施例所制得的防污闪涂料制成样片检测具有抑制绿球藻生长作用。将该单组份涂料喷涂于玻璃绝缘子上，进行人工覆灰厚度为0.1mm，并置于湿度在55%~75%RH的环境中观察其表面绿球藻的生长情况，试验1年的时间发现单面面积（2cm×2cm）没有绿球藻生长。
实施例5
选择粘度为50000 cs的二羟基聚二甲基硅氧烷50份，粘度为100 cs的二甲基硅油15份，10份沉法白炭黑，20份硼酸锌，4份铁蓝、1份550目的酞青蓝在捏合机内捏合均匀，再将胶料转移到三辊机上研磨，研磨均匀后转移回捏合机中升温捏合，保持胶料温度在150℃、真空度为-0.085 Mpa，捏合抽真空干燥2小时，密闭待用。
将干燥好的胶料投入行星搅拌釜中，待胶料密闭冷却在50℃范围内时，加入甲基三丁酮肟基硅烷3份、乙烯基三丁酮肟基1份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5份，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1份和硫化促进剂1份，高速搅拌20分钟，加入干燥处理的200#溶剂油50份，搅拌25分钟，得到一种抑制绿球藻生长用的防污闪涂料。其中，硫化促进剂的配制为有机锡：正硅酸乙酯Si28=1：7。
本实施例所制得的抑制绿球藻生长用防污闪涂料的表干时间为：36分钟 ；实干时间为：23小时 ；介电强度为：21.5kN/mm ；伸长率为：274% ；粘接剪切强度为：2.8MPa 。将本实施例所制得的防污闪涂料制成样片检测具有抑制绿球藻生长作用。将该单组份涂料喷涂于玻璃绝缘子上，进行人工覆灰厚度为0.1mm，并置于湿度在55%~75%RH的环境中观察其表面绿球藻的生长情况，试验1年的时间发现单面面积（2cm×2cm）没有绿球藻生长。
实施例6
选择粘度为10000 cs的二羟基聚二甲基硅氧烷50份，粘度为1000 cs的二甲基硅油15份，10份沉法白炭黑，20份硼酸锌，2份铁蓝、3份400目的酞青蓝在捏合机内捏合均匀，再将胶料转移到三辊机上研磨，研磨均匀后转移回捏合机中升温捏合，保持胶料温度在150℃、真空度为-0.085 Mpa，捏合抽真空干燥2小时，密闭待用。
将干燥好的胶料投入行星搅拌釜中，待胶料密闭冷却在50℃范围内时，加入甲基三丁酮肟基硅烷3份、乙烯基三丁酮肟基1.5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1份，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1份和硫化促进剂1份，高速搅拌20分钟，加入干燥处理的200#溶剂油50份，搅拌25分钟，得到一种抑制绿球藻生长用的防污闪涂料。其中，硫化促进剂的配制为有机锡：正硅酸乙酯Si28=1：7。
本实施例所制得的抑制绿球藻生长用防污闪涂料的表干时间为：36分钟 ；实干时间为：23小时 ；介电强度为：21.5kN/mm ；伸长率为：274% ；粘接剪切强度为：2.8MPa 。将本实施例所制得的防污闪涂料制成样片检测具有抑制绿球藻生长作用。将该单组份涂料喷涂于玻璃绝缘子上，进行人工覆灰厚度为0.1mm，并置于湿度在55%~75%RH的环境中观察其表面绿球藻的生长情况，试验1年的时间发现单面面积（2cm×2cm）没有绿球藻生长。
实施例7（对照组）
选择粘度为3000 cs的二羟基聚二甲基硅氧烷70份，粘度为1000 cs的二甲基硅油5份，10份气相法白炭黑，15份十溴联苯醚在捏合机内捏合均匀，再将胶料转移到三辊机上研磨，研磨均匀后转移回捏合机中升温捏合，保持胶料温度在100℃、真空度为-0.085 Mpa，捏合抽真空干燥4小时，密闭待用。
将干燥好的胶料投入行星搅拌釜中，待胶料密闭冷却在30℃范围内时，加入甲基三丁酮肟基硅烷2份、乙烯基三丁酮肟基2份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5份和硫化促进剂0.1份，高速搅拌20分钟，加入干燥处理的120#溶剂油50份，搅拌20分钟，得到一种防污闪涂料。其中，硫化促进剂的配制为有机锡：正硅酸乙酯Si28=1：3。
本实施例所制得的抑制绿球藻生长用防污闪涂料的表干时间为：30分钟 ；实干时间为：21小时 ；介电强度为：23.6kN/mm ；伸长率为：253% ；粘接剪切强度为：2.6MPa 。将本实施例所制得的防污闪涂料制成样片检测没有抑制绿球藻生长作用。将该单组份涂料喷涂于玻璃绝缘子上，进行人工覆灰厚度为0.1mm，并置于湿度在55%~75%RH的环境中观察其表面绿球藻的生长情况，试验1年的时间发现单面面积（2cm×2cm）绿球藻生长达到了1/2。
实施例8
其它内容如实施例2，其中颜填料铁蓝的用量为1份。将本实施例所制得的防污闪涂料制成样片检测具有抑制绿球藻生长作用。将该单组份涂料喷涂于玻璃绝缘子上，进行人工覆灰厚度为0.1mm，并置于湿度在55%~75%RH的环境中观察其表面绿球藻的生长情况，试验1年的时间发现单面面积（2cm×2cm）绿球藻生长达到9/20。
实施例9
其它内容如实施例2，其中颜填料铁蓝的用量为7份。将本实施例所制得的防污闪涂料制成样片检测具有抑制绿球藻生长作用。将该单组份涂料喷涂于玻璃绝缘子上，进行人工覆灰厚度为0.1mm，并置于湿度在55%~75%RH的环境中观察其表面绿球藻的生长情况，试验1年的时间发现单面面积（2cm×2cm）绿球藻生长达到8/20。
本发明的抑制绿球藻生长用防污闪涂料是通过在有机硅基胶中加入特定颜填料，颜填料可以吸收绿球藻生长所必须的特定波段的光波和对绿球澡生长不利的光波进行反射，同时具有良好的憎水性和憎水迁移特性（憎水性达到HC1级到HC2级），保证了绿球藻在防污闪涂层上无法或减缓生长。因此，本发明的抑制绿球藻生长用的防污闪涂料，在涂覆一次后，就能起到抑制绿球藻生长和防污闪的作用，同时施工简单且不会给周围环境带来污染。
Claims (10)
1.一种抑制绿球藻生长专用单组份防污闪涂料，其特征在于：所述防污闪涂料由以下重量份的组份组成：二羟基聚二甲基硅氧烷50~70份，二甲基硅油5~15份，补强剂5~10份，阻燃剂10~20份，颜填料3~5份，交联剂3~5份，增黏剂0.5~2份，催化剂0.1~1份，溶剂50~80份。
2.根据权利要求1所述的一种抑制绿球藻生长用单组份防污闪涂料，其特征在于：所述二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为3000-80000 cs，二甲基硅油的粘度为100-1000 cs。
3.根据权利要求1所述的一种抑制绿球藻生长用单组份防污闪涂料，其特征在于：所述补强剂为气相法白炭黑、沉淀法白炭黑的一种或者两种。
4.根据权利要求1所述的一种抑制绿球藻生长用单组份防污闪涂料，其特征在于：所述阻燃剂为十溴联苯醚、硼酸锌的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种抑制绿球藻生长用单组份防污闪涂料，其特征在于：所述颜填料为铁蓝、酞青蓝的一种或两种。
6.根据权利要求1或5所述的一种抑制绿球藻生长用单组份防污闪涂料，其特征在于：所述颜填料的目数为400-600目。
7.根据权利要求1所述的一种抑制绿球藻生长用单组份防污闪涂料，其特征在于：所述交联剂为酮肟型交联剂，所述酮肟型交联剂为甲基三丁酮肟基和乙烯基三丁酮肟基的混合。
8.根据权利要求1所述的一种抑制绿球藻生长用单组份防污闪涂料，其特征在于：所述增黏剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)- γ-氨丙基三甲氧基硅烷的一种或两种以上。
9.根据权利要求1所述的一种抑制绿球藻生长用单组份防污闪涂料，其特征在于：所述催化剂为有机锡与正硅酸乙酯Si28以1：3~1：7混合配制的硫化促进剂，所述溶剂为石油醚、120#溶剂油、200#溶剂油的一种或两种以上。
10.据权利要求1所述的一种抑制绿球藻生长用单组份防污闪涂料的制备方法，其特征在于：
包括以下步骤：
原料选择与称量：二羟基聚二甲基硅氧烷50~70份，二甲基硅油5~15份，补强剂5~10份，阻燃剂10~20份，颜填料3~5份，交联剂3~5份，增黏剂0.5~2份，催化剂0.1~1份；
胶料的干燥：将二羟基聚二甲基硅氧烷，二甲基硅油，补强剂，阻燃剂，颜填料在捏合机内捏合均匀，再将胶料转移到三辊机上研磨，研磨均匀后转移回捏合机中升温捏合，保持胶料在干燥温度为100~150℃、真空度-0.085 Mpa下，捏合抽真空干燥2~4小时，密闭待用；
胶料的制备：干燥好的胶料投入行星搅拌釜，待胶料密闭冷却到30~50℃时，加入交联剂、增黏剂和催化剂，高速搅拌20~30min，加入溶剂，搅拌20~30min，包装即可。
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