CN108299964A - 用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料，它的原料包括硅溶胶‑丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体、乙烯‑醋酸乙烯乳液、聚醚三元醇、三乙酸铅、对苯二酚、硅藻土、氧化镁纤维、烷基磺酸醇醚、改性沥青、明胶和尿素。该涂料绝缘抗老化性能好、储存稳定、涂刷性能好，能减少或避免了户外箱式开关站的金属壳体直接与空气、酸碱等物质接触，进而提高了涂覆有该涂料的户外箱式开关站的耐腐蚀性能。本发明还提供一种制备所述涂料的方法，包括称取原料、制备成分A和制备成品的步骤。该制备方法工序简单、易于工业化生产。

Description

用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体的说，涉及了一种用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料及其制备方法。
背景技术
电气设备是在电力系统中对发电机、变压器、电力线路、断路器等设备的统称。其中，户外箱式开关站是一种典型的电气设备，其主要作用为分配高、中压电能。为了提高户外箱式开关站的使用寿命，现有技术中一般会在户外箱式开关站的外壳的表面喷涂料以形成涂料层进而起到防止户外开关站的外壳的腐蚀，同时起到抗绝缘的作用。现有涂料层中含有大量的有机物，进而在自然条件下涂料层会出现老化的情况，那么涂料层所要起到的作用便会直线下降，进而导致电气设备的外壳会出现腐蚀的情况，也使得电气设备的安全性难以得到保障。
发明内容
由鉴于此，本发明确有必要提供一种用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料及其制备方法，以克服传统涂料存在的技术问题。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料，它包括下述质量份的原料：
纳米硅溶胶-丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体10～25.3份、乙烯-醋酸乙烯乳液40～55份、聚醚三元醇30～37份、三乙酸铅3～6.6份、对苯二酚8～12.7份、硅藻土1～5.6份、氧化镁纤维0.5～4.7份、烷基磺酸醇醚20～33份、改性沥青11～20.4份、明胶2.5～7.5份、尿素4～11.7份；
其中，所述改性沥青是通过将沥青、2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑稀土金属有机配合物改性聚乙烯、橡胶粉、聚硅氧烷、硬脂酰胺、亚磷酸钠、2,6-二叔丁基对甲酚、羟丙基甲基纤维素、淀粉和烷基苯酚聚氧乙烯醚混合制得的。
基于上述，所述改性纳米沸石粉是由以下方法制备的：将沸石在600℃～800℃温度下煅烧4 h～6 h，冷却后用双氧水溶液浸泡3 h～4 h，去离子水洗涤至中性、烘干，然后向其中加入占其重量1%～2%的月桂酸醇酸钠、2%～3%的氰基丙烯酸乙酯、1%～2%的交联剂TAC，搅拌后烘干研磨成纳米粉末即得。
基于上述，所述改性沥青是通过将沥青100～120份、2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑稀土金属有机配合物改性聚乙烯11～17份、橡胶粉11～17份、聚硅氧烷4～7份、硬脂酰胺11～19份、亚磷酸钠2～5份、2,6-二叔丁基对甲酚2～7份、羟丙基甲基纤维素2～8份、淀粉1～11份和烷基苯酚聚氧乙烯醚0.5～4.7份混合制得的。
基于上述，所述纳米硅溶胶-丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体是由以下方法制备的：将异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇投入到反应釜，通入氮气，升温至80℃并保温2h，随后降温至70℃投入二羟甲基丙酸、三羟甲基丙烷、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、二月桂酸二丁基锡，升温至80℃并保温6 h～7 h后停止通氮气，降温至60℃～65℃，然后加入甲基丙烯酸羟乙酯，在60℃～65℃下保温4 h，降温至50℃投入三乙基胺反应15min～20min，再将甲基丙烯酸甲酯组分投入到反应釜中，搅拌30min；将上述预聚物加入带有搅拌装置的装有去离子水和硅溶胶的分散设备中进行搅拌2 h～3 h，得到乳白半透明泛蓝光液体，向其中加入乙二胺搅拌30min，在通入氮气条件下，将上述分散液加热到80℃，保温30min,然后再滴加单体引发剂偶氮二异丁腈，在80℃～85℃下保温反应3h，得到纳米硅溶胶-丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体。
本发明还提供一种制备上述用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料的方法，其步骤包括：
称取原料分别按照权利要求1～4任一项所述的质量份称取原料；
制取组分A将乙烯-醋酸乙烯乳液、聚醚三元醇、三乙酸铅、对苯二酚、硅藻土、氧化镁纤维和烷基磺酸醇醚在紫外线照射条件下进行接触反应，制得组分A；
制取成品将所述组分A和所述纳米硅溶胶-丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体进行混合，并向其中加入称取的所述改性沥青、所述明胶和所述尿素进行超声振荡，制得用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料成品。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明所提供的用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料，通过充分发挥无机纳米材料与有机材料的性能优势，即利用硅溶胶具有的高硬高强、耐溶剂性较好、粘结性优异的特性和利用丙烯酸酯聚氨酯所具有的耐水解、耐湿擦、耐磨、柔软等性能使得所制备的涂料具有耐刮伤、高硬度、耐污等优点。同时利用改性沥青改善了普通沥青的粘度和软化点，使得该涂料更容易粘附在户外箱式开关站的表面上，减少或避免了户外箱式开关站的金属壳体直接与空气、酸碱等物质接触，进而提高了涂覆有该涂料的户外箱式开关站的耐腐蚀性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料，它包括下述质量份的原料：
纳米硅溶胶-丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体25.3份、乙烯-醋酸乙烯乳液55份、聚醚三元醇37份、三乙酸铅6.6份、对苯二酚8份、硅藻土5.6份、氧化镁纤维4.7份、烷基磺酸醇醚33份、改性沥青20.4份、明胶7.5份、尿素11.7份；
其中，所述改性纳米沸石粉是由以下方法制备的：将沸石在600℃温度下煅烧4 h，冷却后用双氧水溶液浸泡4 h，去离子水洗涤至中性、烘干，然后向其中加入占其重量2%的月桂酸醇酸钠、3%的氰基丙烯酸乙酯、2%的交联剂TAC，搅拌后烘干研磨成纳米粉末即得。
所述改性沥青是通过将沥青120份、2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑稀土金属有机配合物改性聚乙烯17份、橡胶粉17份、聚硅氧烷7份、硬脂酰胺11份、亚磷酸钠5份、2,6-二叔丁基对甲酚7份、羟丙基甲基纤维素2份、淀粉11份和烷基苯酚聚氧乙烯醚4.7份混合制得的。
所述纳米硅溶胶-丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体是由以下方法制备的：将异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇投入到反应釜，通入氮气，升温至80℃并保温2h，随后降温至70℃投入二羟甲基丙酸、三羟甲基丙烷、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、二月桂酸二丁基锡，升温至80℃并保温67 h后停止通氮气，降温至60℃，然后加入甲基丙烯酸羟乙酯，在65℃下保温4 h，降温至50℃投入三乙基胺反应20min，再将甲基丙烯酸甲酯组分投入到反应釜中，搅拌30min；将上述预聚物加入带有搅拌装置的装有去离子水和硅溶胶的分散设备中进行搅拌3h，得到乳白半透明泛蓝光液体，向其中加入乙二胺搅拌30min，在通入氮气条件下，将上述分散液加热到80℃，保温30min,然后再滴加单体引发剂偶氮二异丁腈，在85℃下保温反应3h，得到纳米硅溶胶-丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体。
本实施例还提供一种制备上述用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料的方法，其步骤包括：
称取原料分别按照上述质量份称取原料；
制取组分A将乙烯-醋酸乙烯乳液、聚醚三元醇、三乙酸铅、对苯二酚、硅藻土、氧化镁纤维和烷基磺酸醇醚在紫外线照射条件下进行接触反应，制得组分A；
制取成品将所述组分A和所述纳米硅溶胶-丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体进行混合，并向其中加入称取的所述改性沥青、所述明胶和所述尿素进行超声振荡，制得用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料成品。
将本实施例制得的涂料涂覆在户外箱式开关站的外壳表面，然后阴干以使得在户外箱式开关站的表面形成涂料层。然后分别检测该涂料层的体积电阻率ρ1、向上述涂料层持续3天喷洒pH为3的酸液后的该涂料层的体积电阻率ρ2和将具有涂料层的户外箱式开关站置于波长为200nm的紫外线照射30h后的该涂料层的体积电阻率ρ3。
检测结果如下：ρ1=8.1×105Ω•m、ρ2=7.2×105Ω•m、ρ3=7.0×105Ω•m。由此表明，本实施例所提供的用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料同时具有优异的抗绝缘性能和抗老化性能，进而增加了涂覆有该涂料的户外箱式开关站的耐腐蚀性能。
实施例2
本实施例提供一种用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料，它包括下述质量份的原料：
纳米硅溶胶-丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体10份、乙烯-醋酸乙烯乳液55份、聚醚三元醇30份、三乙酸铅3份、对苯二酚8份、硅藻土1份、氧化镁纤维0.5份、烷基磺酸醇醚20份、改性沥青11份、明胶2.5份、尿素4份。
其中，所述改性沥青是通过将沥青120份、2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑稀土金属有机配合物改性聚乙烯15份、橡胶粉15份、聚硅氧烷7份、硬脂酰胺15份、亚磷酸钠5份、2,6-二叔丁基对甲酚7份、羟丙基甲基纤维素2份、淀粉1份和烷基苯酚聚氧乙烯醚4.7份混合制得的。
所述纳米硅溶胶-丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体是由以下方法制备的：将异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇投入到反应釜，通入氮气，升温至80℃并保温2h，随后降温至70℃投入二羟甲基丙酸、三羟甲基丙烷、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、二月桂酸二丁基锡，升温至80℃并保温7 h后停止通氮气，降温至60℃，然后加入甲基丙烯酸羟乙酯，在65℃下保温4 h，降温至50℃投入三乙基胺反应20min，再将甲基丙烯酸甲酯组分投入到反应釜中，搅拌30min；将上述预聚物加入带有搅拌装置的装有去离子水和硅溶胶的分散设备中进行搅拌3h，得到乳白半透明泛蓝光液体，向其中加入乙二胺搅拌30min，在通入氮气条件下，将上述分散液加热到80℃，保温30min,然后再滴加单体引发剂偶氮二异丁腈，在85℃下保温反应3h，得到纳米硅溶胶-丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体。
本实施例还提供一种制备上述用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料的方法，其步骤与实施例1中的步骤相同。
将本实施例制得的涂料涂覆在户外箱式开关站的外壳表面，然后阴干以使得在户外箱式开关站的表面形成涂料层。然后分别检测该涂料层的体积电阻率ρ1、向上述涂料层持续3天喷洒pH为3的酸液后的该涂料层的体积电阻率ρ2和将具有涂料层的户外箱式开关站置于波长为200nm的紫外线照射30h后的该涂料层的体积电阻率ρ3。
检测结果如下ρ1=8.2×105Ω•m、ρ2=7.1×105Ω•m、ρ3=6.9×105Ω•m。由此表明，本实施例所提供的用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料同时具有优异的抗绝缘性能和抗老化性能，进而增加了涂覆有该涂料的户外箱式开关站的耐腐蚀性能。
实施例3
本实施例提供一种用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料，它包括下述质量份的原料：
纳米硅溶胶-丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体22份、乙烯-醋酸乙烯乳液43份、聚醚三元醇31.3份、三乙酸铅4份、对苯二酚12.7份、硅藻土3份、氧化镁纤维2份、烷基磺酸醇醚22份、改性沥青11份、明胶7.5份、尿素11.7份；
其中，所述纳米硅溶胶-丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体是由以下方法制备的：将异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇投入到反应釜，通入氮气，升温至80℃并保温2h，随后降温至70℃投入二羟甲基丙酸、三羟甲基丙烷、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、二月桂酸二丁基锡，升温至80℃并保温7 h后停止通氮气，降温至60℃，然后加入甲基丙烯酸羟乙酯，在65℃下保温4 h，降温至50℃投入三乙基胺反应18min，再将甲基丙烯酸甲酯组分投入到反应釜中，搅拌30min；将上述预聚物加入带有搅拌装置的装有去离子水和硅溶胶的分散设备中进行搅拌3h，得到乳白半透明泛蓝光液体，向其中加入乙二胺搅拌30min，在通入氮气条件下，将上述分散液加热到80℃，保温30min,然后再滴加单体引发剂偶氮二异丁腈，在85℃下保温反应3h，得到纳米硅溶胶-丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体。
本实施例还提供一种制备上述用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料的方法，其步骤与实施例1中的步骤相同。
将本实施例制得的涂料涂覆在户外箱式开关站的外壳表面，然后阴干以使得在户外箱式开关站的表面形成涂料层。然后分别检测该涂料层的体积电阻率ρ1、向上述涂料层持续3天喷洒pH为3的酸液后的该涂料层的体积电阻率ρ2和将具有涂料层的户外箱式开关站置于波长为200nm的紫外线照射30h后的该涂料层的体积电阻率ρ3。
检测结果如下：ρ1=7.9×105Ω•m、ρ2=6.6×105Ω•m、ρ3=7.1×105Ω•m。由此表明，本实施例所提供的用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料同时具有优异的抗绝缘性能和抗老化性能，进而增加了涂覆有该涂料的户外箱式开关站的耐腐蚀性能。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料，其特征在于，它包括下述质量份的原料：
纳米硅溶胶-丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体10～25.3份、乙烯-醋酸乙烯乳液40～55份、聚醚三元醇30～37份、三乙酸铅3～6.6份、对苯二酚8～12.7份、硅藻土1～5.6份、氧化镁纤维0.5～4.7份、烷基磺酸醇醚20～33份、改性沥青11～20.4份、明胶2.5～7.5份、尿素4～11.7份；
其中，所述改性沥青是通过将沥青、2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑稀土金属有机配合物改性聚乙烯、橡胶粉、聚硅氧烷、硬脂酰胺、亚磷酸钠、2,6-二叔丁基对甲酚、羟丙基甲基纤维素、淀粉和烷基苯酚聚氧乙烯醚混合制得的。
2.根据权利要求1所述的用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料，其特征在于，所述改性纳米沸石粉是由以下方法制备的：将沸石在600℃～800℃温度下煅烧4 h～6 h，冷却后用双氧水溶液浸泡3 h～4 h，去离子水洗涤至中性、烘干，然后向其中加入占其重量1%～2%的月桂酸醇酸钠、2%～3%的氰基丙烯酸乙酯、1%～2%的交联剂TAC，搅拌后烘干研磨成纳米粉末即得。
3.根据权利要求1或2所述的用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料，其特征在于，所述改性沥青是通过将沥青100～120份、2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑稀土金属有机配合物改性聚乙烯11～17份、橡胶粉11～17份、聚硅氧烷4～7份、硬脂酰胺11～19份、亚磷酸钠2～5份、2,6-二叔丁基对甲酚2～7份、羟丙基甲基纤维素2～8份、淀粉1～11份和烷基苯酚聚氧乙烯醚0.5～4.7份混合制得的。
4.根据权利要求3所述的用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料，其特征在于，所述纳米硅溶胶-丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体是由以下方法制备的：将异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇投入到反应釜，通入氮气，升温至80℃并保温2h，随后降温至70℃投入二羟甲基丙酸、三羟甲基丙烷、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、二月桂酸二丁基锡，升温至80℃并保温6 h～7 h后停止通氮气，降温至60℃～65℃，然后加入甲基丙烯酸羟乙酯，在60℃～65℃下保温4 h，降温至50℃投入三乙基胺反应15min～20min，再将甲基丙烯酸甲酯组分投入到反应釜中，搅拌30min；将上述预聚物加入带有搅拌装置的装有去离子水和硅溶胶的分散设备中进行搅拌2 h～3 h，得到乳白半透明泛蓝光液体，向其中加入乙二胺搅拌30min，在通入氮气条件下，将上述分散液加热到80℃，保温30min,然后再滴加单体引发剂偶氮二异丁腈，在80℃～85℃下保温反应3h，得到纳米硅溶胶-丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体。
5.一种制备权利要求1～4任一项所述的用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料的方法，其步骤包括：
称取原料分别按照权利要求1～4任一项所述的质量份称取原料；
制取组分A将乙烯-醋酸乙烯乳液、聚醚三元醇、三乙酸铅、对苯二酚、硅藻土、氧化镁纤维和烷基磺酸醇醚在紫外线照射条件下进行接触反应，制得组分A；
制取成品将所述组分A和所述纳米硅溶胶-丙烯酸酯聚氨酯杂合水分散体进行混合，并向其中加入称取的所述改性沥青、所述明胶和所述尿素进行超声振荡，制得用于户外箱式开关站的绝缘抗老化涂料成品。
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