CN108997891A - 一种半导体涂料及其制备方法、应用 - Google Patents

一种半导体涂料及其制备方法、应用 Download PDF

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Abstract

一种半导体涂料及其制备方法、应用，涉及涂料技术领域。一种半导体涂料，其由第一混合料和第二混合料按照质量比为5～20:1混合制得，按重量份数计，第一混合料包括：环氧树脂100份、SiC粉末8‑12份、催干剂3‑6份以及硅烷偶联剂4‑8份；第二混合料包括环氧树脂100份、炭黑粉末8‑12份、催干剂3‑6份以及硅烷偶联剂4‑8份。其具有较好的附着力，且不仅具有绝缘性能，还具有导电的特性。

Description

一种半导体涂料及其制备方法、应用
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，且特别涉及一种半导体涂料及其制备方法、应用。
背景技术
配电网的开关设备因运行年限长、受潮、污秽等原因，部分设备绝缘性能降低，出现局部放电缺陷，进而导致绝缘击穿事故，对配网的供电可靠性造成重大的影响。传统处理方法是对设备进行整体更换，但由于周期长、投资大、效率低，不利于日常运维工作的开展。传统硫化硅橡胶的修复达不到较好的修复效果。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种半导体涂料，其具有较好的附着力，且不仅具有绝缘性能，还具有导电的特性。
本发明的第二目的在于提供一种半导体涂料的应用，其能应用于开关柜绝缘子的修复。
本发明的第三目的在于提供一种半导体涂料的制备方法，其工艺简单，易操作。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种半导体涂料，其由第一混合料和第二混合料按照质量比为5～20:1混合制得，按重量份数计，第一混合料包括：环氧树脂100份、SiC粉末8-12份、催干剂3-6份以及硅烷偶联剂4-8份；第二混合料包括环氧树脂100份、炭黑粉末8-12份、催干剂3-6份以及硅烷偶联剂4-8份。
一种如上述的半导体涂料的应用，半导体涂料应用于开关柜绝缘子的修复，包括：将半导体涂料涂覆于绝缘子金属连接处，室温下干燥固化后进行养护。
一种半导体涂料的制备方法，包括：
按重量份数计，在100份的环氧树脂中依次加入SiC粉末8-12份、催干剂3-6份以及硅烷偶联剂4-8份混合搅拌均匀得到第一混合料；
按重量份数计，在100份的环氧树脂中依次加入炭黑粉末8-12份、催干剂3-6份以及硅烷偶联剂4-8份混合搅拌均匀得到第二混合料；
将第一混合料和第二混合料按照质量比为5～20:1混合均匀。
本发明实施例的有益效果是：
本申请的半导体涂料中，SiC粉末和炭黑粉末为半导体填料。半导体填料具有开关效应，绝缘子如果出现电场突变的情况，在电场强度较高的情况下，涂上半导体涂料后，由于涂料两端的电压处于较高的状态，半导体涂料形成的涂层导通后阻值降低，从而达到平滑电场的效果，使得电场平滑缓慢下降。另外，当电场强度较低时，半导体涂料不会导通，从而起到较好的绝缘作用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种半导体涂料及其制备方法、应用进行具体说明。
传统硫化硅橡胶的修复达不到较好的修复效果，经申请人发现，主要存在涂层憎水性丧失，局部电场畸变，绝缘子表面沿面闪络的问题。
一种半导体涂料，其由第一混合料和第二混合料按照质量比为5～20:1混合制得，按重量份数计，第一混合料包括：环氧树脂100份、SiC粉末8-12份、催干剂3-6份以及硅烷偶联剂4-8份；第二混合料包括环氧树脂100份、炭黑粉末8-12份、催干剂3-6份以及硅烷偶联剂4-8份。
本申请的半导体涂料中包含了第一混合料和第二混合料，第一混合料中的SiC粉末和第二混合料中的炭黑粉末为半导体填料，其中，在相同量的情况下，SiC粉末相对炭黑粉末来说具有较高的电阻。第一混合料和第二混合料按照不同的比例混合可得到初始电阻值高低不同的半导体涂料。
半导体填料具有开关效应，绝缘子破损后，如果出现电场突变的情况，在电场强度较高的情况下，涂上半导体涂料后，由于涂料两端的电压处于较高的状态，半导体涂料形成的涂层导通后阻值降低，从而达到平滑电场的效果，使得电场平滑缓慢下降。另外，当电场强度较低时，半导体涂料不会导通，从而起到较好的绝缘作用。
需要说明的是，平滑电场的效果是通过半导体阻值随电场变化来实现的。不同配比的第一混合料和第二混合料得到的初始电阻值不同，其随电场变化的性能也有所差异。
在一些实施方式中，第一混合料和第二混合料的质量比为8～15:1。
另外，在一些实施方式中，按重量份数计，第一混合料中的环氧树脂为100份、SiC粉末为9-11份、催干剂为3-5份、硅烷偶联剂为5-7份。在一些实施方式中，第二混合料中的环氧树脂为100份、炭黑粉末为9-10份、催干剂为3-5份、硅烷偶联剂为5-6份。
其中，第一混合料和第二混合料中的硅烷偶联剂均包括硅烷偶联剂KH550或硅烷偶联剂KH560。硅烷偶联剂KH550也即是3-氨基丙基三乙氧基硅烷，硅烷偶联剂KH560也即是γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
其中，第一混合料和第二混合料中的催干剂均包括萘酸酸盐。催干剂主要起到加速半导体涂料的涂膜干燥。
本实施方式的半导体涂料中，环氧树脂主要用作成膜树脂，其具有优异的介电性能和憎水性能，环氧树脂和硅烷偶联剂中的有机官能基能够发生交联反应形成化学键成膜，硅烷偶联剂的硅烷氧基能够与绝缘子的金属底材键合形成硅氧烷，从而增加了膜层在绝缘子金属底材的附着力。
进一步地，在一些实施方式中，第一混合料中还包括防锈剂5-8重量份。在一些实施方式中，第二混合料中还包括防锈剂5-8重量份。其中，防锈剂包括铁红或四氧化三铁。另外铁红和四氧化三铁也可以起到着色的作用。
一种半导体涂料的制备方法，包括：
按重量份数计，在100份的环氧树脂中依次加入SiC粉末8-12份、催干剂3-6份以及硅烷偶联剂4-8份混合搅拌均匀得到第一混合料。
需要说明的是，在每加入一种组分后都进行搅拌，这样能够使得各组分分散均匀。
在加入SiC粉末和催干剂之后再加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂与环氧树脂发生交联反应时能将SiC粉末均匀地形成在交联网状结构中。
按重量份数计，在100份的环氧树脂中依次加入炭黑粉末8-12份、催干剂3-6份以及硅烷偶联剂4-8份混合搅拌均匀得到第二混合料。
需要说明的是，在每加入一种组分后都进行搅拌，这样能够使得各组分分散均匀。
在加入炭黑粉末和催干剂之后再加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂与环氧树脂发生交联反应时能将炭黑粉末均匀地形成在交联网状结构中。
将第一混合料和第二混合料按照质量比为5～20:1混合均匀。
第一混合料和第二混合料按照不同的比例混合可得到初始电阻值高低不同的半导体涂料，以适应不同的电场情况。
一种如上述的半导体涂料的应用，半导体涂料应用于开关柜绝缘子的修复，包括：将半导体涂料涂覆于绝缘子金属连接处，室温下干燥固化后进行养护。
半导体涂料固化后的涂层，如果出现绝缘子出现电场突变的情况，在电场强度较高的情况下，涂层在导通后阻值降低，从而达到平滑电场的效果，使得电场平滑缓慢下降。另外，当电场强度较低时，半导体涂料不会导通，从而起到较好的绝缘作用。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
在100重量份的环氧树脂中依次加入SiC粉末10重量份、萘酸酸盐4重量份、铁红6重量份以及7重量份的硅烷偶联剂KH550混合搅拌均匀得到第一混合料。
在100重量份的环氧树脂中依次加入炭黑粉末8重量份、萘酸酸盐4重量份、铁红6重量份以及8重量份的硅烷偶联剂KH550混合搅拌均匀得到第二混合料。
将第一混合料和第二混合料按照质量比为5:1混合均匀得到半导体涂料。
将半导体涂料涂覆于开关柜绝缘子金属连接处，室温下干燥固化24h后，养护7天得到绝缘涂层。
实施例2
在100重量份的环氧树脂中依次加入SiC粉末8重量份、萘酸酸盐3重量份、铁红8重量份以及6重量份的硅烷偶联剂KH550混合搅拌均匀得到第一混合料。
在100重量份的环氧树脂中依次加入炭黑粉末9重量份、萘酸酸盐5重量份、铁红7重量份以及6重量份的硅烷偶联剂KH560混合搅拌均匀得到第二混合料。
将第一混合料和第二混合料按照质量比为10:1混合均匀得到半导体涂料。
将半导体涂料涂覆于开关柜绝缘子金属连接处，室温下干燥固化24h后，养护7天得到绝缘涂层。
实施例3
在100重量份的环氧树脂中依次加入SiC粉末12重量份、萘酸酸盐5重量份、铁红7重量份以及5重量份的硅烷偶联剂KH560混合搅拌均匀得到第一混合料。
在100重量份的环氧树脂中依次加入炭黑粉末10重量份、萘酸酸盐4.5重量份、四氧化三铁7重量份以及7重量份的硅烷偶联剂KH560混合搅拌均匀得到第二混合料。
将第一混合料和第二混合料按照质量比为15:1混合均匀得到半导体涂料。
将半导体涂料涂覆于开关柜绝缘子金属连接处，室温下干燥固化24h后，养护7天得到绝缘涂层。
实施例4
在100重量份的环氧树脂中依次加入SiC粉末9重量份、萘酸酸盐4.5重量份、四氧化三铁6.5重量份以及6重量份的硅烷偶联剂KH550混合搅拌均匀得到第一混合料。
在100重量份的环氧树脂中依次加入炭黑粉末9重量份、萘酸酸盐3重量份、四氧化三铁8重量份以及5重量份的硅烷偶联剂KH550混合搅拌均匀得到第二混合料。
将第一混合料和第二混合料按照质量比为8:1混合均匀得到半导体涂料。
将半导体涂料涂覆于开关柜绝缘子金属连接处，室温下干燥固化24h后，养护7天得到绝缘涂层。
实施例5
在100重量份的环氧树脂中依次加入SiC粉末11重量份、萘酸酸盐6重量份、铁红7.5重量份以及8重量份的硅烷偶联剂KH560混合搅拌均匀得到第一混合料。
在100重量份的环氧树脂中依次加入炭黑粉末11重量份、萘酸酸盐5重量份、铁红5重量份以及6重量份的硅烷偶联剂KH560混合搅拌均匀得到第二混合料。
将第一混合料和第二混合料按照质量比为20:1混合均匀得到半导体涂料。
将半导体涂料涂覆于开关柜绝缘子金属连接处，室温下干燥固化24h后，养护7天得到绝缘涂层。
实施例6
在100重量份的环氧树脂中依次加入SiC粉末10.5重量份、萘酸酸盐5.5重量份、四氧化三铁5重量份以及4重量份的硅烷偶联剂KH550混合搅拌均匀得到第一混合料。
在100重量份的环氧树脂中依次加入炭黑粉末12重量份、萘酸酸盐6重量份、铁红5重量份以及4重量份的硅烷偶联剂KH550混合搅拌均匀得到第二混合料。
将第一混合料和第二混合料按照质量比为12:1混合均匀得到半导体涂料。
将半导体涂料涂覆于开关柜绝缘子金属连接处，室温下干燥固化24h后，养护7天得到绝缘涂层。
实施例7
在100重量份的环氧树脂中依次加入SiC粉末11.5重量份、萘酸酸盐5重量份、铁红7重量份以及5.5重量份的硅烷偶联剂KH550混合搅拌均匀得到第一混合料。
在100重量份的环氧树脂中依次加入炭黑粉末10.5重量份、萘酸酸盐4重量份、铁红6重量份以及6重量份的硅烷偶联剂KH550混合搅拌均匀得到第二混合料。
将第一混合料和第二混合料按照质量比为18:1混合均匀得到半导体涂料。
将半导体涂料涂覆于开关柜绝缘子金属连接处，室温下干燥固化24h后，养护7天得到绝缘涂层。
实施例8
在100重量份的环氧树脂中依次加入SiC粉末10重量份、萘酸酸盐4重量份以及7重量份的硅烷偶联剂KH550混合搅拌均匀得到第一混合料。
在100重量份的环氧树脂中依次加入炭黑粉末8重量份、萘酸酸盐4重量份以及8重量份的硅烷偶联剂KH550混合搅拌均匀得到第二混合料。
将第一混合料和第二混合料按照质量比为5:1混合均匀得到半导体涂料。
将半导体涂料涂覆于开关柜绝缘子金属连接处，室温下干燥固化24h后，养护7天得到绝缘涂层。
试验例
(1)对实施例1-8的绝缘涂层进行附着力的测试，测试方法参照GB/T 1720-1979(1989)(漆膜附着力测定法)，其结果记录在表1中。
(2)对实施例1-8的绝缘涂层进行表面电阻率、体积电阻率、介电常数、介质损耗因素和电气强度进行测试，测试方法参照GB/T1692-2008(硫化橡胶绝缘电阻率的测定)，其结果记录在表1中。
表1实施例1-8的绝缘涂层的测试结果
结果分析：从表1的结果可以看出，实施例1-8的半导体涂料最后形成的绝缘涂层具有较好的附着力，也具有较好的绝缘性能。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

Claims (10)

1.一种半导体涂料，其特征在于，其由第一混合料和第二混合料按照质量比为5～20:1混合制得，按重量份数计，所述第一混合料包括：环氧树脂100份、SiC粉末8-12份、催干剂3-6份以及硅烷偶联剂4-8份；所述第二混合料包括环氧树脂100份、炭黑粉末8-12份、催干剂3-6份以及硅烷偶联剂4-8份。
2.根据权利要求1所述的半导体涂料，其特征在于，所述第一混合料和所述第二混合料的质量比为8～15:1。
3.根据权利要求1所述的半导体涂料，其特征在于，按重量份数计，所述第一混合料还包括防锈剂5-8份；优选地，所述防锈剂包括铁红或四氧化三铁。
4.根据权利要求1-3任一项所述的半导体涂料，其特征在于，按重量份数计，所述第一混合料中的所述环氧树脂为100份、所述SiC粉末为9-11份、所述催干剂为3-5份、所述硅烷偶联剂为5-7份。
5.根据权利要求1所述的半导体涂料，其特征在于，按重量份数计，所述第二混合料还包括将防锈剂5-8份。
6.根据权利要求1、2或5所述的半导体涂料，其特征在于，按重量份数计，所述第二混合料中的所述环氧树脂为100份、所述炭黑粉末为9-10份、所述催干剂为3-5份、所述硅烷偶联剂为5-6份。
7.根据权利要求1或2所述的半导体涂料，其特征在于，所述第一混合料和所述第二混合料中的所述硅烷偶联剂均包括硅烷偶联剂KH550或硅烷偶联剂KH560。
8.根据权利要求1或2所述的半导体涂料，其特征在于，所述第一混合料和所述第二混合料中的所述催干剂均包括萘酸酸盐。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的半导体涂料的应用，其特征在于，所述半导体涂料应用于开关柜绝缘子的修复，包括：将所述半导体涂料涂覆于所述绝缘子的金属连接处，室温下干燥固化后进行养护。
10.一种半导体涂料的制备方法，其特征在于，包括：
按重量份数计，在100份的环氧树脂中依次加入SiC粉末8-12份、催干剂3-6份以及硅烷偶联剂4-8份混合搅拌均匀得到第一混合料；
按重量份数计，在100份的环氧树脂中依次加入炭黑粉末8-12份、催干剂3-6份以及硅烷偶联剂4-8份混合搅拌均匀得到第二混合料；
将所述第一混合料和所述第二混合料按照质量比为5～20:1混合均匀。
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GR01 Patent grant
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