CN105331207B - 一种热绝缘特高压阻燃涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种热绝缘特高压阻燃涂料及其制备方法，按照重量份计，包括：树脂50~65份，硼砂10~20份，硼酸5~8份，天然樟脑0.5~3.5份，偶联剂0.1~0.5份，纳米填料12~18份，溶剂30~40份，增塑剂1~3份，防沉剂1~3份，分散剂2~4份和消泡剂0.2~0.4份。本发明的热绝缘特高压阻燃涂料阻燃性好、力学性能高、电绝缘性良好且制备工艺简单、原料易得。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料，特别涉及一种热绝缘特高压阻燃涂料及其制备方法。
背景技术
涂料是由高分子物质和配料组成的混合物，并能涂覆在基材表面形成牢固附着连续涂膜的新型高分子材料。
涂料的主要成分有以下几种：
1）成膜物质：是涂膜的主要成分，包括油脂、油脂加工产品、纤维素衍生物、天然树脂和合成树脂。成膜物质还包括部分不挥发的活性稀释剂，它是使涂料牢固附着于被涂表面上形成连续薄膜的主要物质，是构成涂料的基础，决定着涂料的基本特性；
2）助剂：如消泡剂，流平剂等，还有一些特殊的功能助剂，如底材润湿剂等。这些助剂一般不能成膜，但对基料形成涂膜的过程与耐久性起着相当重要的作用；
3）颜料：一般分两种，一种为着色颜料，常见的钛白粉，铬黄等，还有种为体质颜料，也就是常说的填料，如碳酸钙、滑石粉等；
4）溶剂：包括烃类溶剂（矿物油精、煤油、汽油、苯、甲苯、二甲苯等）、醇类、醚类、酮类和酯类物质。溶剂和水的主要作用在于使成膜基料分散而形成黏稠液体，它有助于施工和改善涂膜的某些性能。
随着涂料工业的发展，一些有机涂料已经不能满足人们的绿色环保、多功能化和优良性能的理念，人们对于提升涂料性能的愿景，促进了高新涂料领域的进展和研究。
高压电线专用涂料在涂料领域发挥着重要的作用，需要绝缘的同时又要有防火要求，也就是说绝缘的同时要能够阻燃，这样才能有效保护高压线路的安全，延长线路的寿命，给人们的生活提供安全的保障。现在行业中，绝缘涂料的种类繁多，因为涂料的配方和加工工艺的差别，所以绝缘涂料的各方面性能也参差不齐，中国专利号：CN103571329A公开一种绝缘防腐蚀涂料，该陶瓷涂料有有机硅树脂、氢氧化铝、阻燃剂、金属陶瓷微粒、硫酸钙、氧化锌、氮化硅、去离子水组成，同时陶瓷微粒需纳米级材料，制备成本较好，同时由于其组份含有较多的金属氧化物，长久使用有导电风险，而且此发明涂料质脆易龟裂，长期使用存在隐患。公告号CN103045058B公开了一种绝缘涂料和电工钢材料及其制备方法，该涂料有水溶性成膜树脂、偶联剂等制得具有较好耐热性、绝缘性、附着性、耐蚀性和冲片性，虽采用了偶联剂，但并未对偶联剂进行前期处理，使得绝缘涂料整体性能不够好。
因此怎样提高绝缘涂料机械强度和化学稳定性，提高涂料耐机械冲击和热冲击性能，提高涂料承受较强电场而不被击穿的性能以及涂料的阻燃性，是本行业领域内需要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种耐高温、力学性能高、电绝缘性良好、阻燃性好且制备工艺简单、原料易得的导热防腐特高压绝缘涂料。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种热绝缘特高压阻燃涂料，按照重量份计，包括：树脂50~65份，硼砂10~20份，硼酸5~8份，天然樟脑0.5~3.5份，偶联剂0.1~0.5份，纳米填料12~18份，溶剂30~40份，增塑剂1~3份，防沉剂1~3份，分散剂2~4份和消泡剂0.2~0.4份。
优选的，所述树脂包括聚苯乙烯树脂和有机硅树脂，其中，聚苯乙烯树脂和有机硅树脂的重量比为2：1。
优选的，所述偶联剂与纳米填料的重量比为1~3：100。
优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
优选的，所述纳米填料为纳米氧化铬粉末、纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末。
优选的，所述纳米填料中纳米氧化铬粉末、纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末的重量比为1：2~3：1~2。
优选的，所述溶剂为丙酮和二甲苯按照体积比1：2~2.5的比例组成混合而成。
优选的，所述增塑剂为氯代甲酯。
一种热绝缘特高压阻燃涂料的制备方法，包括以下步骤：
1）将偶联剂溶解在部分溶剂中，超声30~50分钟，然后和纳米填料一起加入到高速分散机中，560~720转/分下搅拌并升温至80~100℃，搅拌50~60分钟，冷却至室温；
2）将步骤1）所得用偶联剂处理过的纳米填料和硼砂、部分分散剂、部分树脂依次加入到高速分散机中，调整搅拌速度至1600~2000转/分钟，高速分散搅拌混合2~4小时后，然后再加入硼酸、消泡剂、防沉剂、剩余的分散剂和剩余的树脂，搅拌混合1~2小时，研磨40~50分钟，过滤出料备用；
3）将步骤2）中研磨过滤后的组分与天然樟脑、增塑剂、剩余溶剂混合后超声2~3小时，然后加入高剪切混合乳化机中，高速分散30~40分钟，过滤即可。
优选的，所述部分溶剂的添加量为纳米填料重量的10%~20%，所述部分树脂的用量为重量份100份树脂中的40~50份，所述部分分散剂的用量为重量份100份分散剂中的50~60份。
本发明的有益效果是：
1.聚苯乙烯树脂与有机硅树脂混合使用制备涂料，可以优化使用单一树脂制备涂料而出现的耐热性低，机械强度小，易老化发脆，柔韧性和附着力差的缺点，充分利用两种树脂的优点制备出性能更好的涂料。
2.硅烷偶联剂能够以单分子状态的形式包覆在纳米填料表面，提高大部分纳米填料在材料中的分散性，以缩短研磨时间，使得在相同研磨时间内粒子研磨的更细，同时还具有一定的触变性能，从而在一定程度上提高涂料的斥水性、耐磨性和耐洗涤性。
3.纳米氧化铬粉末、纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末按照一定混合比例的添加可以通过范德华力吸附树脂分子链，以实现树脂的长期耐高温性，从而有效地增韧涂料，增加尺寸稳定性，最终增强其耐压性能，纳米氧化铬粉末的添加可以大幅度提高涂料体积电阻率，纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层，碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程从而增加涂料的阻燃性。
4.丙酮和二甲苯按照一定体积比组成的混合溶剂，可以保证溶液良好的均匀性，在与氯代甲酯增塑剂的配合使用时能够提高涂层的附着力和机械强度，增强漆膜的耐溶剂、耐腐蚀性及耐温性。
5.天然樟脑是具有光学活性的手性天然产物，其非对称的羰基结构，使得天然樟脑具有很大的空间位阻，同时由于不对称因素的存在，在丙酮和二甲苯组成的混合溶剂中超声充分溶解后与增塑剂进行分散后使得分子可以更加紧致的排列，进而提高了涂料的绝缘性能。
总之，本发明提供的一种热绝缘特高压阻燃涂料质量稳定，具有良好的绝缘性能、耐高温而且阻燃性好，制备方法简单，条件温和，生产成本低，具有较好的市场前景。
具体实施方式
下面将结合本发明具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例所用原料均可从市场购买，其中，NXZ消泡剂相容性好，对涂料体系无不良影响，安全性高；聚烯烃蜡防沉剂有防沉和防流挂的作用，还可以改善流平性；采用阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂，在一定的温度和转速搅拌下，能够有效吸附在原料表面并产生静电排斥力使原料分散具有长久的稳定性；氯代甲酯增塑剂在于丙酮和二甲苯按照一定体积比组成的混合溶剂配合使用时够提高涂层的附着力和柔韧性。
实施例1
一种热绝缘特高压阻燃涂料，按照重量份计，包括：树脂：50份，硼砂：10份，硼酸：5份，天然樟脑：0.5份，偶联剂：0.2份，纳米填料：12份，溶剂：30份，氯代甲酯增塑剂：1份，聚烯烃蜡防沉剂：1份，阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂：2份和NXZ消泡剂：0.2份。
其中，树脂包括聚苯乙烯树脂和有机硅树脂，聚苯乙烯树脂和有机硅树脂的重量比为2：1。
其中，纳米填料中纳米氧化铬粉末、纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末的混合重量比为1：2：1。
其制备方法，包括以下步骤：
1）将0.2重量份的硅烷偶联剂溶解在3重量份以丙酮和二甲苯按照体积比1：2混合而成的溶剂中，超声30分钟，然后和12重量份的纳米填料一起加入到高速分散机中，560转/分下搅拌并升温至80℃，搅拌50分钟，冷却至室温备用；
2）将10重量份的硼砂、1重量份的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂、步骤1）中偶联剂处理后所得的纳米填料和20重量份的树脂依次加入到高速分散机中，调整搅拌速度至1600转/分钟，高速分散搅拌混合2小时后，然后再加入5重量份的硼酸、0.2重量份的NXZ消泡剂、1重量份的聚烯烃蜡防沉剂、剩余的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂和剩余的树脂，搅拌均匀，研磨40分钟，经研磨过滤出料备用；
3）将步骤2）中研磨过滤后的组分与0.5重量份的天然樟脑、1重量份的氯代甲酯增塑剂、剩余溶剂混合后超声3小时，然后加入高剪切混合乳化机中，高速分散30分钟，过滤，得到所需涂料。
实施例2
一种热绝缘特高压阻燃涂料，按照重量份计，包括：树脂：65份，硼砂：20份，硼酸：8份，天然樟脑：3.5份，偶联剂：0.2份，纳米填料：18份，溶剂：40份，氯代甲酯增塑剂：3份，聚烯烃蜡防沉剂：3份，阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂：4份和NXZ消泡剂：0.4份。
其中，树脂包括聚苯乙烯树脂和有机硅树脂，聚苯乙烯树脂和有机硅树脂的重量比为2：1。
其中，纳米填料中纳米氧化铬粉末、纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末的混合重量比为1：2：2。
其制备方法是：
1）将0.2重量份的硅烷偶联剂溶解在4重量份以丙酮和二甲苯按照体积比1：2.5混合而成的溶剂中，超声50分钟，然后和18重量份的纳米填料一起加入到高速分散机中，720转/分下搅拌并升温至100℃，搅拌60分钟，冷却至室温备用；
2）将20重量份的硼砂、2重量份的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂、步骤1）中偶联剂处理后所得的纳米填料和30重量份的树脂依次加入到高速分散机中，调整搅拌速度至2000转/分钟，高速分散搅拌混合4小时后，然后再加入8重量份的硼酸、0.4重量份的NXZ消泡剂、3重量份的聚烯烃蜡防沉剂剩余的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂和剩余的树脂，搅拌均匀，研磨50分钟，经研磨过滤出料备用；
3）将步骤2）中研磨过滤后的组分与3.5重量份的天然樟脑、3重量份的氯代甲酯增塑剂、剩余溶剂混合后超声2小时，然后加入高剪切混合乳化机中，高速分散40分钟，过滤，得到所需涂料。
实施例3
一种热绝缘特高压阻燃涂料，按照重量份计，包括：树脂：55份，硼砂：15份，硼酸：6份，天然樟脑：2.5份，偶联剂：0.4份，纳米填料：16份，溶剂：35份，氯代甲酯增塑剂：2份，聚烯烃蜡防沉剂：2份，阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂：3份和NXZ消泡剂：0.3份。
其中，树脂包括聚苯乙烯树脂和有机硅树脂，聚苯乙烯树脂和有机硅树脂的重量比为2：1。
其中，纳米填料中纳米氧化铬粉末、纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末的混合重量比为1：3：1。
其制备方法是：
1）将0.4重量份的硅烷偶联剂溶解在7重量份以丙酮和二甲苯按照体积比1：2混合而成的溶剂中，超声40分钟，然后和16重量份的纳米填料一起加入到高速分散机中，660转/分下搅拌并升温至90℃，搅拌60分钟，冷却至室温备用；
2）将15重量份的硼砂、1.5重量份的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂、步骤1）中偶联剂处理后所得的纳米填料和23重量份的树脂依次加入到高速分散机中，调整搅拌速度至1850转/分钟，高速分散搅拌混合2.5小时后，然后再加入6重量份的硼酸、0.3重量份的NXZ消泡剂、2重量份的聚烯烃蜡防沉剂、剩余的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂和剩余的树脂，搅拌均匀，研磨45分钟，经研磨过滤出料备用；
3）将步骤2）中研磨过滤后的组分与2.5重量份的天然樟脑、2重量份的氯代甲酯增塑剂、剩余溶剂混合后超声2.5小时，然后加入高剪切混合乳化机中，高速分散35分钟，过滤，得到所需涂料。
实施例4
一种热绝缘特高压阻燃涂料，按照重量份计，包括：树脂：56份，硼砂：18份，硼酸：8份，天然樟脑：2.8份，偶联剂：0.35份，纳米填料：14份，溶剂：36份，氯代甲酯增塑剂：2.5份，聚烯烃蜡防沉剂：2.5份，阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂：3份和NXZ消泡剂：0.4份。
其中，树脂包括聚苯乙烯树脂和有机硅树脂，聚苯乙烯树脂和有机硅树脂的重量比为2：1。
其中，纳米填料中纳米氧化铬粉末、纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末的混合重量比为1：2：2。
其制备方法是：
1）将0.35重量份的硅烷偶联剂溶解在5重量份以丙酮和二甲苯按照体积比1：2.2混合而成的溶剂中，超声45分钟，然后和14重量份的纳米填料一起加入到高速分散机中，680转/分下搅拌并升温至85℃，搅拌56分钟，冷却至室温备用；
2）将18重量份的硼砂、1.6重量份的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂、步骤1）中偶联剂处理后所得的纳米填料和27重量份的树脂依次加入到高速分散机中，调整搅拌速度至1950转/分钟，高速分散搅拌混合3.5小时后，然后再加入8重量份的硼酸、0.4重量份的NXZ消泡剂、2.5重量份的聚烯烃蜡防沉剂、剩余的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂和剩余的树脂，搅拌均匀，研磨48分钟，经研磨过滤出料备用；
3）将步骤2）中研磨过滤后的组分与2.8重量份的天然樟脑、2.5重量份的氯代甲酯增塑剂、剩余溶剂混合后超声3小时，然后加入高剪切混合乳化机中，高速分散36分钟，过滤，得到所需涂料。
实施例5
一种热绝缘特高压阻燃涂料，按照重量份计，包括：树脂：62份，硼砂：18份，硼酸：7份，天然樟脑：1.8份，偶联剂：0.32份，纳米填料：13份，溶剂：33份，氯代甲酯增塑剂：3份，聚烯烃蜡防沉剂：2.5份，阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂：3份和NXZ消泡剂：0.4份。
其中，树脂包括聚苯乙烯树脂和有机硅树脂，聚苯乙烯树脂和有机硅树脂的重量比为2：1。
其中，纳米填料中纳米氧化铬粉末、纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末的混合重量比为1：2.2：1.7。
其制备方法是：
1）将0.32重量份的硅烷偶联剂溶解在5.4重量份以丙酮和二甲苯按照体积比1：2.5混合而成的溶剂中，超声42分钟，然后和13重量份的纳米填料一起加入到高速分散机中，640转/分下搅拌并升温至90℃，搅拌54分钟，冷却至室温备用；
2）将18重量份的硼砂、1.8重量份的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂、步骤1）中偶联剂处理后所得的纳米填料和30重量份的树脂依次加入到高速分散机中，调整搅拌速度至2000转/分钟，高速分散搅拌混合4小时后，然后再加入7重量份的硼酸、0.4重量份的NXZ消泡剂、2.5重量份的聚烯烃蜡防沉剂、剩余的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂和剩余的树脂，搅拌均匀，研磨50分钟，经研磨过滤出料备用；
3）将步骤2）中研磨过滤后的组分与2.3重量份的天然樟脑、3重量份的氯代甲酯增塑剂、剩余溶剂混合后超声2.4小时，然后加入高剪切混合乳化机中，高速分散40分钟，过滤，得到所需涂料。
实施例6
一种热绝缘特高压阻燃涂料，按照重量份计，包括：树脂：56份，硼砂：17份，硼酸：7份，天然樟脑：1.8份，偶联剂：0.35份，纳米填料：14份，溶剂：36份，氯代甲酯增塑剂：2.5份，聚烯烃蜡防沉剂：2.3份，阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂：3份和NXZ消泡剂：0.4份。
其中，树脂包括聚苯乙烯树脂和有机硅树脂，聚苯乙烯树脂和有机硅树脂的重量比为2：1。
其中，纳米填料中纳米氧化铬粉末、纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末的混合重量比为1：2：2。
其制备方法是：
1）将0.35重量份的硅烷偶联剂溶解在5重量份以丙酮和二甲苯按照体积比1：2.2混合而成的溶剂中，超声45分钟，然后和14重量份的纳米填料一起加入到高速分散机中，680转/分下搅拌并升温至85℃，搅拌56分钟，冷却至室温备用；
2）将17重量份的硼砂、1.6重量份的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂、步骤1）中偶联剂处理后所得的纳米填料和27重量份的树脂依次加入到高速分散机中，调整搅拌速度至1950转/分钟，高速分散搅拌混合3.5小时后，然后再加入7重量份的硼酸、0.4重量份的NXZ消泡剂、2.3重量份的聚烯烃蜡防沉剂、剩余的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂和剩余的树脂，搅拌均匀，研磨48分钟，经研磨过滤出料备用；
3）将步骤2）中研磨过滤后的组分与2.3重量份的天然樟脑、2.5重量份的氯代甲酯增塑剂、剩余溶剂混合后超声2小时，然后加入高剪切混合乳化机中，高速分散38分钟，过滤，得到所需涂料。
实施例7
一种热绝缘特高压阻燃涂料，按照重量份计，包括：树脂：50份，硼砂：10份，硼酸：5份，天然樟脑：0.45份，偶联剂：0.2份，纳米填料：12份，溶剂：30份，氯代甲酯增塑剂：1.8份，聚烯烃蜡防沉剂：1.5份，阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂：2份和NXZ消泡剂：0.2份。
其中，树脂包括聚苯乙烯树脂和有机硅树脂，聚苯乙烯树脂和有机硅树脂的重量比为2：1。
其中，纳米填料中纳米氧化铬粉末、纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末的混合重量比为1：2：1.5。
其制备方法，包括以下步骤：
1）将0.2重量份的硅烷偶联剂溶解在3重量份以丙酮和二甲苯按照体积比1：2混合而成的溶剂中，超声30分钟，然后和12重量份的纳米填料一起加入到高速分散机中，560转/分下搅拌并升温至80℃，搅拌50分钟，冷却至室温备用；
2）将10重量份的硼砂、1重量份的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂、步骤1）中偶联剂处理后所得的纳米填料和20重量份的树脂依次加入到高速分散机中，调整搅拌速度至1600转/分钟，高速分散搅拌混合2小时后，然后再加入5重量份的硼酸、0.2重量份的NXZ消泡剂、1.5重量份的聚烯烃蜡防沉剂、剩余的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂和剩余的树脂，搅拌均匀，研磨40分钟，经研磨过滤出料备用；
3）将步骤2）中研磨过滤后的组分与0.45重量份的天然樟脑、1重量份的氯代甲酯增塑剂、剩余溶剂混合后超声3小时，然后加入高剪切混合乳化机中，高速分散30分钟，过滤，得到所需涂料。
实施例8
一种热绝缘特高压阻燃涂料，按照重量份计，包括：树脂：65份，硼砂：20份，硼酸：8份，天然樟脑：3.8份，偶联剂：0.4份，纳米填料：18份，溶剂：40份，氯代甲酯增塑剂：3份，聚烯烃蜡防沉剂：2.8份，阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂：4份和NXZ消泡剂：0.4份。
其中，树脂包括聚苯乙烯树脂和有机硅树脂，聚苯乙烯树脂和有机硅树脂的重量比为2：1。
其中，纳米填料中纳米氧化铬粉末、纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末的混合重量比为1：2.5：2。
其制备方法是：
1）将0.4重量份的硅烷偶联剂溶解在4重量份以丙酮和二甲苯按照体积比1：2.5混合而成的溶剂中，超声50分钟，然后和18重量份的纳米填料一起加入到高速分散机中，720转/分下搅拌并升温至100℃，搅拌60分钟，冷却至室温备用；
2）将20重量份的硼砂、2重量份的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂、步骤1）中偶联剂处理后所得的纳米填料和30重量份的树脂依次加入到高速分散机中，调整搅拌速度至1950转/分钟，高速分散搅拌混合4小时后，然后再加入8重量份的硼酸、0.4重量份的NXZ消泡剂、2.8重量份的聚烯烃蜡防沉剂剩余的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂和剩余的树脂，搅拌均匀，研磨50分钟，经研磨过滤出料备用；
3）将步骤2）中研磨过滤后的组分与3.8重量份的天然樟脑、3重量份的氯代甲酯增塑剂、剩余溶剂混合后超声3小时，然后加入高剪切混合乳化机中，高速分散36分钟，过滤，得到所需涂料。
为了突出本发明的创新点，使本领域的技术人员能够充分理解本发明，现列举本发明在试验阶段或采用现有技术的对比实施例，并对其与本发明的实施例进行效果说明。
对比例1
纳米填料不经过偶联剂的处理直接用于涂料的制备：
树脂：62份，硼砂：18份，硼酸：7份，天然樟脑：3份，纳米填料：13份，溶剂：33份，氯代甲酯增塑剂：3份，聚烯烃蜡防沉剂：2.5份，阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂：3份和NXZ消泡剂：0.4份。
其中，树脂包括聚苯乙烯树脂和有机硅树脂，聚苯乙烯树脂和有机硅树脂的重量比为2：1。
其中，纳米填料中纳米氧化铬粉末、纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末的混合重量比为1：3：2。
1）将18重量份的硼砂、1.8重量份的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂、13重量份的纳米填料和30重量份的树脂依次加入到高速分散机中，调整搅拌速度至2000转/分钟，高速分散搅拌混合4小时后，然后再加入7重量份的硼酸、0.4重量份的NXZ消泡剂、2.5重量份的聚烯烃蜡防沉剂、剩余的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂和剩余的树脂，搅拌均匀，研磨50分钟，经研磨过滤出料备用；
2）将步骤1）中研磨过滤后的组分与3重量份的天然樟脑、3重量份的氯代甲酯增塑剂、剩余溶剂混合后超声3小时，然后加入高剪切混合乳化机中，，高速分散40分钟，过滤，得到所需涂料。
对比例2
采用通过偶联剂表面处理的纳米氢氧化镁粉末直接用于涂料的制备：
树脂：56份，硼砂：18份，硼酸：8份，天然樟脑：2.5份，偶联剂：0.35份，纳米氢氧化镁填料：14份，溶剂：36份，氯代甲酯增塑剂：2.5份，聚烯烃蜡防沉剂：2.5份，阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂：3份和NXZ消泡剂：0.4份。
其中，树脂包括聚苯乙烯树脂和有机硅树脂，聚苯乙烯树脂和有机硅树脂的重量比为2：1。
其制备方法是：
1）将0.35重量份的硅烷偶联剂溶解在5重量份以丙酮和二甲苯按照体积比1：2.2混合而成的溶剂中，超声45分钟，然后和14重量份的纳米氢氧化镁粉末一起加入到高速分散机中，680转/分下搅拌并升温至85℃，搅拌56分钟，冷却至室温备用；
2）将18重量份的硼砂、1.6重量份的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂、步骤1）中偶联剂处理后所得的纳米氢氧化镁粉末和27重量份的树脂依次加入到高速分散机中，调整搅拌速度至1950转/分钟，高速分散搅拌混合3.5小时后，然后再加入8重量份的硼酸、0.4重量份的NXZ消泡剂、2.5重量份的聚烯烃蜡防沉剂、剩余的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂和剩余的树脂，搅拌均匀，研磨48分钟，经研磨过滤出料备用；
3）将步骤2）中研磨过滤后的组分与2.5重量份的天然樟脑、3重量份的氯代甲酯增塑剂、剩余溶剂混合后超声3小时，然后加入高剪切混合乳化机中，高速分散36分钟，过滤，得到所需涂料。
对比例3
溶剂只采用单一的二甲苯溶剂：
树脂：55份，硼砂：15份，硼酸：6份，天然樟脑：2.5份，偶联剂：0.4份，纳米填料：16份，二甲苯溶剂：35份，氯代甲酯增塑剂：2份，聚烯烃蜡防沉剂：2份，阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂：3份和NXZ消泡剂：0.3份。
其中，树脂包括聚苯乙烯树脂和有机硅树脂，聚苯乙烯树脂和有机硅树脂的重量比为2：1。
其中，纳米填料中纳米氧化铬粉末、纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末的混合重量比为1：3：1。
其制备方法是：
1）将0.4重量份的硅烷偶联剂溶解在7重量份的二甲苯溶剂中，超声40分钟，然后和16重量份的纳米填料一起加入到高速分散机中，660转/分下搅拌并升温至90℃，搅拌60分钟，冷却至室温备用；
2）将15重量份的硼砂、1.5重量份的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂、步骤1）中偶联剂处理后所得的纳米填料和23重量份的树脂依次加入到高速分散机中，调整搅拌速度至1850转/分钟，高速分散搅拌混合2.5小时后，然后再加入6重量份的硼酸、0.3重量份的NXZ消泡剂、2重量份的聚烯烃蜡防沉剂、剩余的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂和剩余的树脂，搅拌均匀，研磨45分钟，经研磨过滤出料备用；
3）将步骤2）中研磨过滤后的组分与2.5重量份的天然樟脑、2重量份的氯代甲酯增塑剂、剩余溶剂混合后超声3小时，然后加入高剪切混合乳化机中，高速分散35分钟，过滤，得到所需涂料。
对比例4
溶剂只采用单一的丙酮溶剂：
树脂：55份，硼砂：15份，硼酸：6份，天然樟脑：2.0份，偶联剂：0.4份，纳米填料：16份，丙酮溶剂：35份，氯代甲酯增塑剂：2份，聚烯烃蜡防沉剂：2份，阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂：3份和NXZ消泡剂：0.3份。
其中，树脂包括聚苯乙烯树脂和有机硅树脂，聚苯乙烯树脂和有机硅树脂的重量比为2：1。
其中，纳米填料中纳米氧化铬粉末、纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末的混合重量比为1：3：1。
其制备方法是：
1）将0.4重量份的硅烷偶联剂溶解在7重量份的丙酮溶剂中，超声40分钟，然后和16重量份的纳米填料一起加入到高速分散机中，660转/分下搅拌并升温至90℃，搅拌60分钟，冷却至室温备用；
2）将15重量份的硼砂、1.5重量份的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂、步骤1）中偶联剂处理后所得的纳米填料和23重量份的树脂依次加入到高速分散机中，调整搅拌速度至1850转/分钟，高速分散搅拌混合2.5小时后，然后再加入6重量份的硼酸、0.3重量份的NXZ消泡剂、2重量份的聚烯烃蜡防沉剂、剩余的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂和剩余的树脂，搅拌均匀，研磨45分钟，经研磨过滤出料备用；
3）将步骤2）中研磨过滤后的组分与2.0重量份的天然樟脑、2重量份的氯代甲酯增塑剂、剩余溶剂混合后超声3小时，然后加入高剪切混合乳化机中，高速分散35分钟，过滤，得到所需涂料。
对比例5
采用氯化石蜡作为增塑剂用于制备涂料：
树脂：65份，硼砂：20份，硼酸：8份，天然樟脑：1.8份，偶联剂：0.2份，纳米填料：18份，溶剂：40份，氯化石蜡增塑剂：3份，聚烯烃蜡防沉剂：3份，阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂：4份和NXZ消泡剂：0.4份。
其中，树脂包括聚苯乙烯树脂和有机硅树脂，聚苯乙烯树脂和有机硅树脂的重量比为2：1。
其中，纳米填料中纳米氧化铬粉末、纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末的混合重量比为1：2：2。
其制备方法是：
1）将0.2重量份的硅烷偶联剂溶解在4重量份以丙酮和二甲苯按照体积比1：2.5混合而成的溶剂中，超声50分钟，然后和18重量份的纳米填料一起加入到高速分散机中，720转/分下搅拌并升温至100℃，搅拌60分钟，冷却至室温备用；
2）将20重量份的硼砂、2重量份的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂、步骤1）中偶联剂处理后所得的纳米填料和30重量份的树脂依次加入到高速分散机中，调整搅拌速度至2000转/分钟，高速分散搅拌混合4小时后，然后再加入8重量份的硼酸、0.4重量份的NXZ消泡剂、3重量份的聚烯烃蜡防沉剂剩余的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂和剩余的树脂，搅拌均匀，研磨50分钟，经研磨过滤出料备用；
3）将步骤2）中研磨过滤后的组分与1.8重量份的天然樟脑、3重量份的氯化石蜡增塑剂、剩余溶剂混合后超声3小时，然后加入高剪切混合乳化机中，高速分散40分钟，过滤，得到所需涂料。
对比例6
不采用天然樟脑直接制备涂料：
树脂：56份，硼砂：18份，硼酸：8份，偶联剂：0.35份，纳米填料：14份，溶剂：36份，氯代甲酯增塑剂：2.5份，聚烯烃蜡防沉剂：2.5份，阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂：3份和NXZ消泡剂：0.4份。
其中，树脂包括聚苯乙烯树脂和有机硅树脂，聚苯乙烯树脂和有机硅树脂的重量比为2：1。
其中，纳米填料中纳米氧化铬粉末、纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末的混合重量比为1：2：2。
其制备方法是：
1）将0.35重量份的硅烷偶联剂溶解在5重量份以丙酮和二甲苯按照体积比1：2.2混合而成的溶剂中，超声45分钟，然后和14重量份的纳米填料一起加入到高速分散机中，680转/分下搅拌并升温至85℃，搅拌56分钟，冷却至室温备用；
2）将18重量份的硼砂、1.6重量份的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂、步骤1）中偶联剂处理后所得的纳米填料和27重量份的树脂依次加入到高速分散机中，调整搅拌速度至1950转/分钟，高速分散搅拌混合3.5小时后，然后再加入8重量份的硼酸、0.4重量份的NXZ消泡剂、2.5重量份的聚烯烃蜡防沉剂、剩余的阴离子型聚丙烯酸钠盐水溶液HDFSJ-01分散剂和剩余的树脂，搅拌均匀，研磨48分钟，经研磨过滤出料备用；
3）将步骤2）中研磨过滤后的组分与3重量份的氯代甲酯增塑剂、剩余溶剂混合后超声3小时，然后加入高剪切混合乳化机中，高速分散36分钟，过滤，得到所需涂料。
对本发明中实施例1~8和对比例1~6制备的特高压绝缘涂料进行性能测试，测试结果见下表一。
表一为不同实施例和不同对比例制备出的涂料性能参数：
由以上测试数据可知：1）从对比例1~6和实施例1~8中可以看出，改变涂料制备中的增塑剂、溶剂配比、纳米无机材料的添加以及其比例分配都会给涂料的性能带来一定的影响，导热性的影响较为明显，说明本发明中耐高温涂料的制备需要不同原料之间的相互配合使用才能达到更好的导热效果。2）从对比例4和对比例3可以看出，使用丙酮或者二甲苯任意一种溶剂制备出的涂料性能从各个方面都较混合溶剂制备出的涂料性能差，说明混合溶剂可以使得涂料原料在制备过程中更好的溶解，从而更好的优化涂料的性能。3）从实施例1~8和对比例1可以看出，硅烷偶联剂能够包覆在纳米填料表面，提高大部分纳米填料在材料中的分散性，在一定程度上提高涂料的导热性和拉伸强度。4）从实施例1~8和对比例2可以看出，纳米氧化铬粉末、纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末颗粒按照一定的混合比例添加可以实现有效地增韧涂料，增强其耐热性和阻燃性。5）从实施例1~8和对比例5可以看出，氯代甲酯增塑剂相比较与氯化石蜡作为增塑剂与丙酮和二甲苯按照一定体积比组成的混合溶剂配合使用时，使得涂料具有较好的阻燃性。6）从实施例1~8和对比例6不添加天然樟脑制备出的涂料，较添加天然樟脑制备出的涂料性能差一些。
本发明的热绝缘特高压阻燃涂料具有良好的绝缘性能、阻燃性好而且机械性能好，可广泛适用于超高或特高压输电网络。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种热绝缘特高压阻燃涂料，其特征在于：按照重量份计，包括：树脂50~65份，硼砂10~20份，硼酸5~8份，天然樟脑0.5~3.5份，偶联剂0.1~0.5份，纳米填料12~18份，溶剂30~40份，增塑剂1~3份，防沉剂1~3份，分散剂2~4份和消泡剂0.2~0.4份，
所述纳米填料中纳米氧化铬粉末、纳米氢氧化镁粉末和纳米氢氧化铝粉末的重量比为1：2~3：1~2，
所述溶剂为丙酮和二甲苯按照体积比1：2~2.5的比例组成混合而成，
所述增塑剂为氯代甲酯，
所述树脂包括聚苯乙烯树脂和有机硅树脂，其中，聚苯乙烯树脂和有机硅树脂的重量比为2：1。
2.如权利要求1所述一种热绝缘特高压阻燃涂料，其特征在于：所述偶联剂与纳米填料的重量比为1~3：100。
3.如权利要求1所述一种热绝缘特高压阻燃涂料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂。
4.一种如权利要求1所述的热绝缘特高压阻燃涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将偶联剂溶解在部分溶剂中，超声30~50分钟，然后和纳米填料一起加入到高速分散机中，560~720转/分下搅拌并升温至80~100℃，搅拌50~60分钟，冷却至室温；
2）将步骤1）所得用偶联剂处理过的纳米填料和硼砂、部分分散剂、部分树脂依次加入到高速分散机中，调整搅拌速度至1600~2000转/分钟，高速分散搅拌混合2~4小时后，然后再加入硼酸、消泡剂、防沉剂、剩余的分散剂和剩余的树脂，搅拌混合1~2小时，研磨40~50分钟，过滤出料备用；
3）将步骤2）中研磨过滤后的组分与天然樟脑、增塑剂、剩余溶剂混合后超声2~3小时，然后加入高剪切混合乳化机中，高速分散30~40分钟，过滤即可。
5.如权利要求4所述一种热绝缘特高压阻燃涂料的制备方法，其特征在于：所述部分溶剂的添加量为纳米填料重量的10%~20%，所述部分树脂的用量为重量份100份树脂中的40~50份，所述部分分散剂的用量为重量份100份分散剂中的50~60份。
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