CN108395823A - 一种配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料及其制备方法和配电柜外壳 - Google Patents

一种配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料及其制备方法和配电柜外壳 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料及其制备方法和配电柜外壳，所述涂料包括有机硅环氧树脂聚合物、聚氨酯树脂、酚醛环氧树脂、纳米氧化铈、石墨烯、煅烧高岭土、改性沸石粉、金红石型钛白粉、膨胀珍珠岩、乙烯‑四氟乙烯共聚物、纳米二氧化钛、云母份、玻璃微珠、三聚磷酸铵、流平剂、溶剂。本发明的涂料具有极高的热稳定性和耐腐蚀性，而且表面附着力极强，将配电柜外壳表面涂覆该涂料，可大大提高了配电柜外壳耐热耐腐蚀性能，提高配电柜的使用安全性。

Description

一种配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料及其制备方法和配电柜 外壳
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，特别是涉及一种配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料、该涂料的制备方法以及涂覆有该涂料的配电柜外壳。
背景技术
配电箱是电力供电系统中用于进行电能分配、控制、计量以及连接线缆的配电设备，一般供电局、变电所都是用高压开关柜，然后经变压器降压低压侧引出到低压配电箱，低压配电箱在到各个用电的配电盘，控制箱，开关箱，里面就是通过将一些开关、断路器、熔断器、按钮、指示灯、仪表、电线之类保护器件组装成一体达到设计功能要求的配电装置的设备。高低压配电箱也叫做：高低压开关柜或高低压电气成套设备。
目前，市场上的配电箱大多数为铁壳配电箱，其制作方法是开制冲压成型模具，然后将白铁皮冲压成型，再将冲压成型件经脱脂、水洗、酸洗、水洗、碱洗、水洗、表调、磷化、烫洗、烘干、喷漆后制作出配电箱组件，最后用铰链将配电箱组件组装成一个完整的配电箱。这种配电箱的缺点是绝缘性能不好，线路发生短路时会造成严重的安全隐患，而且产品比较笨重，安装不方便。近年来，已经有研究出塑料配电箱外壳，其具备较好的绝缘性能，而且重量小，但是机械性能、耐腐蚀性能以及导热性能较差，容易带来安全隐患。
因此，研究开发一种配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料很有必要。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料及其制备方法，具有极高的热稳定性和耐腐蚀性，而且表面附着力极强，大大提高了配电柜的使用安全性。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料，包括如下重量份的各组分：有机硅环氧树脂聚合物26-38份、聚氨酯树脂19-25份、酚醛环氧树脂27-42份、纳米氧化铈2-8份、石墨烯0.3-2.1份、煅烧高岭土7-13份、改性沸石粉12-19份、金红石型钛白粉8-16份、膨胀珍珠岩5-12份、乙烯-四氟乙烯共聚物7-15份、纳米二氧化钛6-16份、云母份8-15份、玻璃微珠2-8份、三聚磷酸铵13-22份、流平剂1-5份、溶剂40-50份。
进一步的，包括如下重量份的各组分：有机硅环氧树脂聚合物32份、聚氨酯树脂24份、酚醛环氧树脂36份、纳米氧化铈5份、石墨烯1.6 份、煅烧高岭土11份、改性沸石粉15份、金红石型钛白粉12份、膨胀珍珠岩9份、乙烯-四氟乙烯共聚物11份、纳米二氧化钛11份、云母份12份、玻璃微珠5份、三聚磷酸铵17份、流平剂3份、溶剂45份。
进一步的，所述改性沸石粉为天然沸石粉经提纯、酸化、再经热活化之后的产物。
进一步的，所述流平剂选自聚丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、甲基芳烷基硅氧烷中的一种。
进一步的，所述溶剂为质量比为4-6:0.5-2.5:3-5的正丁醇、乙醇、乙酸乙酯的混合溶剂。
本发明还提供一种配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按配方称取各原料；
（2）将有机硅环氧树脂聚合物、聚氨酯树脂、酚醛环氧树脂置于反应釜中，升温至70-80℃，混合搅拌均匀，然后向混合物中加入配比量的石墨烯、纳米氧化铈，搅拌反应2-3h，得到反应产物a1；
（3）将煅烧高岭土、金红石型钛白粉、膨胀珍珠岩、纳米二氧化钛、云母份、玻璃微珠混合均匀，然后将其置于球磨机中，研磨至平均力度为20-30μm，得到反应产物a2；
（4）将反应产物a1和反应产物a2置于反应釜中，混合搅拌均匀，然后再加入乙烯-四氟乙烯共聚物、三聚磷酸铵、改性沸石粉、溶剂，混合均匀后，将反应釜程序升温40-60℃，保温反应5-10min，冷却冷却后，即得配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料。
进一步的，步骤（3）中的碾磨的条件：以800-900rpm的转速研磨30-40分钟。
进一步的，步骤（4）中，搅拌的转速为800-1200rpm。
进一步的，步骤（4）中的改性沸石粉的制备方法为：
取天然沸石进行粉碎并过100目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于2000-3000r/min的离心机中离心处理5-10min，真空抽滤，得滤饼；
将滤饼置于烧杯中，加入3mol/L的稀盐酸，进一步的盐酸的体积量与沸石质量之比为1mL：4-8g，置于超声波条件下超声10-20min，静置后真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼；
将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以15℃/min的速度程序升温至700℃，恒温焙烧3-5h，冷却，粉碎并过100目筛，即得改性改性沸石粉。
一种配电柜外壳，所述配电柜外壳表面涂覆有所述的配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明原料配方合理，基体树脂选用的是有机硅环氧树脂聚合物、聚氨酯树脂、酚醛环氧树脂，三者经过科学配比，大幅提高本发明涂料的耐高温性、耐腐蚀性、涂料的附着力等。在此基础上，本发明还加入了多种助剂，其中加入的纳米氧化铈和纳米二氧化钛的混合使用，提高了涂料的耐高温程度和机械性能，三聚磷酸铵和石墨烯加入增加了涂料的耐腐蚀性能，同时，加入的乙烯-四氟乙烯共聚物可有效增强涂料的耐腐蚀性、韧性、附着力等，而煅烧高岭土、金红石型钛白粉、膨胀珍珠岩、云母份、玻璃微珠的加入进一步提升了涂料的综合性能。
（2）本发明通过改性的沸石粉与煅烧高岭土、金红石型钛白粉、膨胀珍珠岩、纳米二氧化钛、纳米氧化铈、云母份、玻璃微珠进行配合，相互间分散性能优异，填充性好，可有效提高涂料的稳定性、可施工性能。
（3）本发明所述的配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料的制备方法简单、操作方便，工艺条件温和，适合工业化推广生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
以下实施例中所使用的各种原料均来源于市售。
实施例1：
一种配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料，包括如下重量份的各组分：有机硅环氧树脂聚合物32份、聚氨酯树脂24份、酚醛环氧树脂36份、纳米氧化铈5份、石墨烯1.6 份、煅烧高岭土11份、改性沸石粉15份、金红石型钛白粉12份、膨胀珍珠岩9份、乙烯-四氟乙烯共聚物11份、纳米二氧化钛11份、云母份12份、玻璃微珠5份、三聚磷酸铵17份、流平剂3份、溶剂45份。
进一步的，所述改性沸石粉为天然沸石粉经提纯、酸化、再经热活化之后的产物。
进一步的，所述流平剂选自聚丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、甲基芳烷基硅氧烷中的一种。
进一步的，所述溶剂为质量比为5:1.5:4的正丁醇、乙醇、乙酸乙酯的混合溶剂。
本发明还提供一种配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按配方称取各原料；
（2）将有机硅环氧树脂聚合物、聚氨酯树脂、酚醛环氧树脂置于反应釜中，升温至75℃，混合搅拌均匀，然后向混合物中加入配比量的石墨烯、纳米氧化铈，搅拌反应2.5h，得到反应产物a1；
（3）将煅烧高岭土、金红石型钛白粉、膨胀珍珠岩、纳米二氧化钛、云母份、玻璃微珠混合均匀，然后将其置于球磨机中，研磨至平均力度为25μm，得到反应产物a2；
（4）将反应产物a1和反应产物a2置于反应釜中，混合搅拌均匀，然后再加入乙烯-四氟乙烯共聚物、三聚磷酸铵、改性沸石粉、溶剂，混合均匀后，将反应釜程序升温50℃，保温反应7.5min，冷却冷却后，即得配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料。
进一步的，步骤（3）中的碾磨的条件：以850rpm的转速研磨35分钟。
进一步的，步骤（4）中，搅拌的转速为1000rpm。
进一步的，步骤（4）中的改性沸石粉的制备方法为：
取天然沸石进行粉碎并过100目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于2500r/min的离心机中离心处理7.5min，真空抽滤，得滤饼；
将滤饼置于烧杯中，加入3mol/L的稀盐酸，进一步的盐酸的体积量与沸石质量之比为1mL：6g，置于超声波条件下超声15min，静置后真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼；
将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以15℃/min的速度程序升温至700℃，恒温焙烧4h， 冷却，粉碎并过100目筛，即得改性改性沸石粉。
一种配电柜外壳，所述配电柜外壳表面涂覆有所述的配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料。
实施例2：
一种配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料，包括如下重量份的各组分：有机硅环氧树脂聚合物26份、聚氨酯树脂19份、酚醛环氧树脂27份、纳米氧化铈2份、石墨烯0.3-份、煅烧高岭土7份、改性沸石粉12份、金红石型钛白粉8份、膨胀珍珠岩5份、乙烯-四氟乙烯共聚物7份、纳米二氧化钛6份、云母份8份、玻璃微珠2份、三聚磷酸铵13份、流平剂1份、溶剂40份。
进一步的，所述改性沸石粉为天然沸石粉经提纯、酸化、再经热活化之后的产物。
进一步的，所述流平剂选自聚丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、甲基芳烷基硅氧烷中的一种。
进一步的，所述溶剂为质量比为4:0.5:3的正丁醇、乙醇、乙酸乙酯的混合溶剂。
本发明还提供一种配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按配方称取各原料；
（2）将有机硅环氧树脂聚合物、聚氨酯树脂、酚醛环氧树脂置于反应釜中，升温至70℃，混合搅拌均匀，然后向混合物中加入配比量的石墨烯、纳米氧化铈，搅拌反应2h，得到反应产物a1；
（3）将煅烧高岭土、金红石型钛白粉、膨胀珍珠岩、纳米二氧化钛、云母份、玻璃微珠混合均匀，然后将其置于球磨机中，研磨至平均力度为20μm，得到反应产物a2；
（4）将反应产物a1和反应产物a2置于反应釜中，混合搅拌均匀，然后再加入乙烯-四氟乙烯共聚物、三聚磷酸铵、改性沸石粉、溶剂，混合均匀后，将反应釜程序升温40℃，保温反应5min，冷却冷却后，即得配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料。
进一步的，步骤（3）中的碾磨的条件：以800rpm的转速研磨30分钟。
进一步的，步骤（4）中，搅拌的转速为800rpm。
进一步的，步骤（4）中的改性沸石粉的制备方法为：
取天然沸石进行粉碎并过100目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于2000r/min的离心机中离心处理5min，真空抽滤，得滤饼；
将滤饼置于烧杯中，加入3mol/L的稀盐酸，进一步的盐酸的体积量与沸石质量之比为1mL：4g，置于超声波条件下超声10min，静置后真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼；
将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以15℃/min的速度程序升温至700℃，恒温焙烧3h， 冷却，粉碎并过100目筛，即得改性改性沸石粉。
一种配电柜外壳，所述配电柜外壳表面涂覆有所述的配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料。
实施例3：
一种配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料，包括如下重量份的各组分：有机硅环氧树脂聚合物38份、聚氨酯树脂25份、酚醛环氧树脂42份、纳米氧化铈8份、石墨烯2.1 份、煅烧高岭土13份、改性沸石粉19份、金红石型钛白粉16份、膨胀珍珠岩12份、乙烯-四氟乙烯共聚物15份、纳米二氧化钛16份、云母份15份、玻璃微珠8份、三聚磷酸铵22份、流平剂5份、溶剂50份。
进一步的，所述改性沸石粉为天然沸石粉经提纯、酸化、再经热活化之后的产物。
进一步的，所述流平剂选自聚丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、甲基芳烷基硅氧烷中的一种。
进一步的，所述溶剂为质量比为6: 2.5: 5的正丁醇、乙醇、乙酸乙酯的混合溶剂。
本发明还提供一种配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按配方称取各原料；
（2）将有机硅环氧树脂聚合物、聚氨酯树脂、酚醛环氧树脂置于反应釜中，升温至80℃，混合搅拌均匀，然后向混合物中加入配比量的石墨烯、纳米氧化铈，搅拌反应3h，得到反应产物a1；
（3）将煅烧高岭土、金红石型钛白粉、膨胀珍珠岩、纳米二氧化钛、云母份、玻璃微珠混合均匀，然后将其置于球磨机中，研磨至平均力度为30μm，得到反应产物a2；
（4）将反应产物a1和反应产物a2置于反应釜中，混合搅拌均匀，然后再加入乙烯-四氟乙烯共聚物、三聚磷酸铵、改性沸石粉、溶剂，混合均匀后，将反应釜程序升温60℃，保温反应10min，冷却冷却后，即得配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料。
进一步的，步骤（3）中的碾磨的条件：以900rpm的转速研磨40分钟。
进一步的，步骤（4）中，搅拌的转速为1200rpm。
进一步的，步骤（4）中的改性沸石粉的制备方法为：
取天然沸石进行粉碎并过100目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3000r/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤，得滤饼；
将滤饼置于烧杯中，加入3mol/L的稀盐酸，进一步的盐酸的体积量与沸石质量之比为1mL：8g，置于超声波条件下超声20min，静置后真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼；
将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以15℃/min的速度程序升温至700℃，恒温焙烧5h， 冷却，粉碎并过100目筛，即得改性改性沸石粉。
一种配电柜外壳，所述配电柜外壳表面涂覆有所述的配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料。
综上所述，本发明原料配方合理，基体树脂选用的是有机硅环氧树脂聚合物、聚氨酯树脂、酚醛环氧树脂，三者经过科学配比，大幅提高本发明涂料的耐高温性、耐腐蚀性、涂料的附着力等。在此基础上，本发明还加入了多种助剂，其中加入的纳米氧化铈和纳米二氧化钛的混合使用，提高了涂料的耐高温程度和机械性能，三聚磷酸铵和石墨烯加入增加了涂料的耐腐蚀性能，同时，加入的乙烯-四氟乙烯共聚物可有效增强涂料的耐腐蚀性、韧性、附着力等，而煅烧高岭土、金红石型钛白粉、膨胀珍珠岩、云母份、玻璃微珠的加入进一步提升了涂料的综合性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料，其特征在于，包括如下重量份的各组分：有机硅环氧树脂聚合物26-38份、聚氨酯树脂19-25份、酚醛环氧树脂27-42份、纳米氧化铈2-8份、石墨烯0.3-2.1 份、煅烧高岭土7-13份、改性沸石粉12-19份、金红石型钛白粉8-16份、膨胀珍珠岩5-12份、乙烯-四氟乙烯共聚物7-15份、纳米二氧化钛6-16份、云母份8-15份、玻璃微珠2-8份、三聚磷酸铵13-22份、流平剂1-5份、溶剂40-50份。
2.根据权利要求1所述的配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料，其特征在于，包括如下重量份的各组分：有机硅环氧树脂聚合物32份、聚氨酯树脂24份、酚醛环氧树脂36份、纳米氧化铈5份、石墨烯1.6 份、煅烧高岭土11份、改性沸石粉15份、金红石型钛白粉12份、膨胀珍珠岩9份、乙烯-四氟乙烯共聚物11份、纳米二氧化钛11份、云母份12份、玻璃微珠5份、三聚磷酸铵17份、流平剂3份、溶剂45份。
3.根据权利要求1所述的配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料，其特征在于，所述改性沸石粉为天然沸石粉经提纯、酸化、再经热活化之后的产物。
4.根据权利要求1所述的配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料，其特征在于，所述流平剂选自聚丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、甲基芳烷基硅氧烷中的一种。
5.根据权利要求1所述的配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料，其特征在于，所述溶剂为质量比为4-6:0.5-2.5:3-5的正丁醇、乙醇、乙酸乙酯的混合溶剂。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按配方称取各原料；
（2）将有机硅环氧树脂聚合物、聚氨酯树脂、酚醛环氧树脂置于反应釜中，升温至70-80℃，混合搅拌均匀，然后向混合物中加入配比量的石墨烯、纳米氧化铈，搅拌反应2-3h，得到反应产物a1；
（3）将煅烧高岭土、金红石型钛白粉、膨胀珍珠岩、纳米二氧化钛、云母份、玻璃微珠混合均匀，然后将其置于球磨机中，研磨至平均力度为20-30μm，得到反应产物a2；
（4）将反应产物a1和反应产物a2置于反应釜中，混合搅拌均匀，然后再加入乙烯-四氟乙烯共聚物、三聚磷酸铵、改性沸石粉、溶剂，混合均匀后，将反应釜程序升温40-60℃，保温反应5-10min，冷却冷却后，即得配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料。
7.根据权利要求6所述的配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中的碾磨的条件：以800-900rpm的转速研磨30-40分钟。
8.根据权利要求6所述的配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，搅拌的转速为800-1200rpm。
9.根据权利要求6所述的配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中的改性沸石粉的制备方法为：
取天然沸石进行粉碎并过100目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于2000-3000r/min的离心机中离心处理5-10min，真空抽滤，得滤饼；
将滤饼置于烧杯中，加入3mol/L的稀盐酸，进一步的盐酸的体积量与沸石质量之比为1mL：4-8g，置于超声波条件下超声10-20min，静置后真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼；
将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以15℃/min的速度程序升温至700℃，恒温焙烧3-5h，冷却，粉碎并过100目筛，即得改性改性沸石粉。
10.一种配电柜外壳，其特征在于，所述配电柜外壳表面涂覆有权利要求1-5任一项所述的配电柜外壳用耐热耐腐蚀涂料。
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