CN108395799A - 新型含氟聚合物防污闪涂料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化工油性涂料领域，尤其涉及电力行业中用于高低压输变电设备绝缘层表面的防污闪涂料及其制备方法。本发明提供一种具有高憎水高防污自清洁的新型含氟聚合物防污闪涂料，可常温固化，固化速度快，30分钟内达表干，表现出应有性能，24小时内可完全固化；具有高憎水性，静态水接触角高达156°，具有超疏水性能；与玻璃、陶瓷、环氧树脂、有机玻璃等基材结合牢度高，划圈法测均可达1级，特别是与RTV涂料可进行化学粘接，从而使其具有良好的附着力，因此可与现有行业应用广泛的室温硫化硅橡胶(RTV)搭配使用，作为RTV涂层的面层，提高其憎水性、防污性和自清洁性，同时，对于已经老化，丧失憎水性能的RTV涂层，具有一定的修复作用。

Description

新型含氟聚合物防污闪涂料及制备方法
技术领域
本发明涉及化工油性涂料领域，尤其涉及电力行业中用于高低压输变电设备绝缘层表面的防污闪涂料及其制备方法。
背景技术
在恶劣气候条件下(如雨、雾、露等)，沿着受污染的潮湿的绝缘子表面会发生闪络，造成电力系统污闪事故。在电力系统中由于电网污闪事故所涉及的范围广、停电时间长，严重的威胁输变电设备的安全运行，给国民经济造成了巨大的经济损失，因此电网的污闪问题一直是困扰电力事业发展的重要课题，如何有效的解决电网污闪问题已经成为保证电力系统安全生产的重要工作。
涂覆RTV涂料，是现阶段最广泛使用的方法。RTV涂料具有优异的憎水性 (憎水角在100°左右)和憎水迁移性，已经被国家电力部门肯定，并且制定了行业标准即《电力系统用常温固化硅橡胶防污闪涂料技术条件》，但是由于室温硫化硅橡胶极易沾染灰尘，且难以清洗，运行一段时间后，附着在涂料表面的灰尘增多，并直接导致其防污闪性能明显降低，当疏松的污垢达到一定的厚度之后，污垢的内部就容易形成水流的通道及大面积滞留区，并最终导致污闪事故的发生。
有机氟涂料具有极佳的耐化学品性、优良的热稳定性和极好的耐候性、耐久性。但尽管有机氟树脂具有许多优异性能，但也存在一些问题：固化时间长，大面积施工不方便，与底材的附着性差，对颜填料的润湿性差，在有机溶剂中的溶解性不好，价格较贵等。
目前也有报道，用仿生类荷叶效果制备超疏水防污闪涂料，如中国专利CN103131240A公布的《一种自清洁防污闪涂料及其制备方法》，但是在构筑凹凸表面时，大部分的做法都是直接添加疏水微纳米颗粒。大量实践证明，微纳米颗粒添加量不够时，表面粗糙度不足，静态测试达到超疏水状态，但持久性差。增加微纳米颗粒的添加量，由于低表面能成膜物对颗粒的包覆性不足，造成附着力差，表面极易被破坏。
鉴于现有防污闪涂料存在的缺陷，市场迫切需要一种高憎水自清洁的防污闪涂料。
发明内容
本发明的目的是提供新型含氟聚合物防污闪涂料及制备方法，本发明采用了氟硅改性、有机无机杂化引入纳米颗粒，用自由基聚合，形成互穿网络结构的新型含氟聚合物。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案
本发明的第一方面，新型含氟聚合物防污闪涂料，配方包括以下组合，按重量份计：
本发明的第二方面，新型含氟聚合物防污闪涂料的制备方法，其主要特征在于微纳米气相二氧化硅，经表面改性，在引发剂或光引发剂的作用下，参与合成。
A、用硅烷偶联剂和活性硅烷对微纳米气相二氧化硅进行改性，引入丙烯酸基团及封闭多余的羟基。
B、含氟丙烯酸单体、丙烯酸单体、改性微纳米气相二氧化硅、硅烷偶联剂与助剂，加入适量的溶剂，在引发剂的作用下，进行自由其聚合。
进一步，所述的微纳米气相二氧化硅，其特征在于表面含大量羟基的亲水型微纳米气相二氧化硅，可用硅烷偶联剂和活性硅烷进行改性。其添加量优选为占其它单体总量的30～40％。
进一步，所述的气相二氧化硅，可用其它表面带有大量羟基的可用硅烷偶联剂和活性硅烷进行改性的微纳米颗粒进行替代，如纳米碳酸钙、纳米氢氧化铝等。
进一步，所述的活性硅烷为三甲基氯硅烷、六甲基硅氨烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷等中的一种或多种。活性硅烷优选为六甲基硅氨烷。
进一步，所述含氟(甲基)丙烯酸单体，其结构通式为：
CH2CROO(CH2)mCnF2n+1，R为-H或-CH3，m≥1，n≥2。
进一步，所述(甲基)丙烯酸单体，为常用单体，如MMA、MA、BA等中和一种或多种。
进一步，所述硅烷偶联剂结构式为：X3Si(CH2)nY，X为-OCH3或-OCH2CH3， Y为-OOCRCH2(R为-H或-CH3)。
进一步，所述硅烷偶联剂优选为KH570。
进一步，所述引发剂为常用引用发剂，如偶氮类引发剂AIBN，过氧化类引发剂BPO。
进一步，所述助剂为抗氧剂、紫外线吸收剂、流平剂中的一种或多种。
进一步，所述溶剂为醋酯丁酯、醋酯乙酯、甲苯、丁酮、环已酮中的一种或多种。
进一步，所述新型含氟聚合物防污闪涂料的制备方法，还包含用光引发剂，在紫外光的作用下进行固化，把改性微纳米颗粒引入分子链中。
本发明的有益效果：本涂料可常温固化，固化速度快，30分钟内达表干，表现出应有性能，24小时内可完全固化；本涂料具有高憎水性，静态水接触角高达156°，具有超疏水性能；本涂料与玻璃、陶瓷、环氧树脂、有机玻璃等基材结合牢度高，划圈法测均可达1级，特别是，与RTV涂料可进行化学粘接，从而使其具有良好的附着力，因此可与现有行业应用广泛的室温硫化硅橡胶(RTV)搭配使用，作为RTV涂层的面层，提高其憎水性、防污性和自清洁性，同时，对于已经老化，丧失憎水性能的RTV涂层，具有一定的修复作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明涂料的接触角测试仪测试截图；
图2为本发明涂料在玻璃上测试视频截图；
图3为本发明涂料在绝缘子上的应用视频截图；
图4为本发明涂料在绝缘子上的应用视频截图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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它实施例，都属于本发明保护的范围。
在图3、图4中，测试的绝缘子一半涂新型含氟防污闪涂料，一半未涂，如图3、图4所示，有涂层的一半憎水性明显更好。
实施例1：
一种新型含氟聚合物防污闪涂料，配方包括以下组合，按重量份计：
实施例2
一种新型含氟聚合物防污闪涂料，配方包括以下组合，按重量份计：
实施例3
一种新型含氟聚合物防污闪涂料，配方包括以下组合，按重量份计：
实施例1～3的制备方法，方法如下：
A、用KH570和六甲基硅氨烷对微纳米气相二氧化硅进行改性处理。
B、把单体、部分溶剂、抗氧剂1010和改性微纳米气相二氧化硅加入超声波反应器中，加入2/3的BPO，升温到90℃到95℃，反应两小时，隔半小时补一次BPO，直到所需粘度。升温到100℃，反应1小时。
C、加入剩余的溶剂，冷却。
技术标准与检测方法
实例1～3的检测结果
从以上实施例可以得出，本发明具有良好的附着力、自清洁性、憎水性和耐腐蚀性，有着良好的耐污闪性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
最后需要说明的是，以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.新型含氟聚合物防污闪涂料，其特征在于，其原料组成按重量份计为：
2.新型含氟聚合物防污闪涂料的制备方法，其特征在于，其主要特征在于微纳米气相二氧化硅，经表面改性，在引发剂的作用下，参与合成。
A、用硅烷偶联剂和活性硅烷对微纳米气相二氧化硅进行改性，引入丙烯酸基团及封闭多余的羟基。
B、含氟丙烯酸单体、丙烯酸单体、改性微纳米气相二氧化硅、硅烷偶联剂与助剂，加入适量的溶剂，在引发剂的作用下，进行自由基聚合。
3.根据权利要求1所述的新型含氟聚合物防污闪涂料，其特征在于，所述微纳米气相二氧化硅表面含大量羟基的亲水型微纳米气相二氧化硅，可用硅烷偶联剂和活性硅烷进行改性。
4.根据权利要求1所述的新型含氟聚合物防污闪涂料，其特征在于，所述气相二氧化硅，可用其它表面带有大量羟基的可用硅烷偶联剂和活性硅烷进行改性的微纳米颗粒进行替代，如纳米碳酸钙、纳米氢氧化铝等。
5.根据权利要求1所述的新型含氟聚合物防污闪涂料，其特征在于，所述活性硅烷为六甲基硅氨烷、三甲基氯硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷等中的一种或二种。
6.根据权利要求1所述的新型含氟聚合物防污闪涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂结构式为：X3Si(CH2)nY，X为-OCH3或-OCH2CH3，Y为-OOCRCH2(R为-H或-CH3)。
7.根据权利要求1所述的新型含氟聚合物防污闪涂料，其特征在于，所述含氟(甲基)丙烯酸单体，其结构通式为：CH2CROO(CH2)mCnF2n+1，R为-H或-CH3，m≥1,n≥2。
8.根据权利要求1所述的新型含氟聚合物防污闪涂料，其特征在于，所述(甲基)丙烯酸单体为常用单体，MMA、MA、BA中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的新型含氟聚合物防污闪涂料，其特征在于，所述引发剂为常用引用发剂，偶氮类引发剂AIBN或过氧化类引发剂BPO。
10.根据权利要求2所述的新型含氟聚合物防污闪涂料的制备方法，还包含使用光引发剂，在紫外光的作用下进行固化，把改性微纳米颗粒引入分子链中。
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