CN109233620A - 一种无有机溶剂的rtv防污闪涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明中公开了一种无有机溶剂的RTV防污闪涂料及其制备方法,该RTV防污闪涂料按重量份包括:聚二甲基硅氧烷30~60份;憎水性助剂5~10份;硅树脂5~15份;阻燃填料20~40份;交联剂1~10份;增粘剂0.5~5份;催化剂0.01~1份;颜料0.1~10份。本发明中的RTV防污闪涂料不添加任何有机溶剂,且其性能指标可满足电力行业对防污闪涂料在绝缘、憎水、耐候与施工等方面的性能要求;本发明从本质上解决了现有RTV防污闪涂料中有机溶剂带来的高VOC排放所造成的环境污染等问题。
Description
技术领域
本发明涉及防污闪涂料技术领域,尤其涉及一种可用于绝缘子等电力设备浸涂涂装的无有机溶剂RTV防污闪涂料及其制备方法。
背景技术
RTV硅橡胶防污闪涂料作为电力绝缘防污闪的主要措施之一,已在220V到±1100KV交直流特高压中获得了广泛应用,对防范污闪事故的发生取得了显著的效果。特别是2007年全面应用以来,历经十年的运行检验,在大气污染严重,重雾霾天气频发的情况下,成功遏制了电网大面积污闪事故,并且彻底解除了大范围人工清扫绝缘子的沉重运行维护负担,为后续大规模电网建设和安全运行奠定了基础。
目前所使用的RTV防污闪涂料为保证涂料的施工性能(如涂料的粘度等)及涂层的均匀性和表面质量,通常会在RTV涂料中加入一定量的有机溶剂(其含量通常达到50%以上),如甲苯、二甲苯、石油醚、溶剂油、二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、丙二醇甲醚醋酸酯等;并且在施工使用时还需加入大量的有机溶剂进行稀释以满足施工的要求,这些有机溶剂不仅带有一定的毒性,同时易燃易爆,导致在制备和使用时,对人体健康、施工环境和自然环境会造成极大的影响。为减小RTV防污闪涂料对自然环境和人体的危害,发展更清洁的低挥发型或无溶剂型RTV防污闪涂料是当前发展的趋势。
防污闪涂料作为电力设备表面的防污闪专用的防护涂料,主要是在绝缘子等电气绝缘物表面会形成一种可满足长期绝缘特性、户外耐候特性、具有良好的憎水特性和满足一定强度的有机硅防污闪涂层。为保证防污闪涂层的长期有效和减小因污闪造成的表面漏电及提高闪络电压,电力部门对涂层的憎水性能、机械强度、抗老化性能、耐高低温性能、抗电弧及电气绝缘性能、及表面质量等均提出了很高的要求,同时为保证其具有良好的施工性能,要求其具有适宜的粘度和表干时间。
中国发明专利CN106433453A中公开了一种紫外-湿气双固化无溶剂防污闪涂料,包括可紫外-湿气双固化聚硅氧烷、阻燃填料、补强剂、湿气固化催化剂、光引发剂、交联剂、偶联剂和活性稀释剂。该发明的防污闪涂料虽然未添加小分子有机溶剂,但从其中所公开的组分中可知,其所采用的含有丙烯酸酯基团的活性稀释剂均为有机化合物,这些化合物实际也是有机溶剂,且极易挥发,在涂料制备、使用环节中往往会有VOC挥发,及因UV固化反应不完全而对施工环境造成污染。也就是说,该发明中虽然在涂料中不添加惰性有机溶剂,但其加入的活性稀释剂也是一种易挥发且异味极大的有机溶剂,因此难以从本质上解决RTV防污闪涂料在制备和施工过程中对环境和人体造成危害的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有RTV防污闪涂料所存在的上述技术问题,提供一种不添加任何有机溶剂的RTV防污闪涂料及其制备方法,在实现不添加任何有机溶剂的同时,其性能指标可达到电力行业用RTV防污闪涂料性能标准的要求,适用于对绝缘子等电力设备的浸涂、喷涂等操作,并能很好地保证涂层的均匀性和表面质量。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
一种无有机溶剂的RTV防污闪涂料,按重量份包括:聚二甲基硅氧烷30~60份;憎水性助剂5~10份;硅树脂5~15份;阻燃填料20~40份;交联剂1~10份;增粘剂0.5~5份;催化剂0.01~1份;颜料0.1~10份。
优选地,所述聚二甲基硅氧烷25℃下粘度为10~3000mPa.s。
优选地,所述聚二甲基硅氧烷为端羟基聚二甲基硅氧烷、烷氧基聚二甲基硅氧烷中的一种或两种。
优选地,所述硅树脂为以甲基或甲基苯基硅氧链节为主链的MQ树脂、MDQ树脂或MTQ树脂。
优选地,所述憎水性助剂为25℃下粘度为10~500mPa.s的惰性二甲基硅油。
优选地,所述阻燃填料为氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或两种。
优选地,所述交联剂为脱酮肟型交联剂或脱醇型交联剂;优选地,所述脱酮肟型交联剂采用甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷,所述脱醇型交联剂采用甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷。
优选地,所述增粘剂为含有环氧基、氨基基团的硅烷偶联剂中的一种或两种;优选地,所述增粘剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
优选地,所述催化剂为有机锡化合物或有机钛化合物。
优选地,按重量份,还包括扩链剂1~10份,优选地,所述扩链剂为酮肟基硅烷扩链剂或者烷氧基硅烷扩链剂;优选地,所述扩链剂采用二甲基二丁酮肟基硅烷或甲基丙基二甲氧基硅烷。
优选地,所述颜料为钛白粉、氧化铁红、炭黑、铁黄、酞青绿、酞青蓝中的一种或几种。
防污闪涂料作为电力设备表面的防护涂料,在绝缘子等表面会形成防污闪涂层,为保证防污闪涂层的长期有效和减小因污闪造成的表面漏电及提高闪络电压,其对涂层的憎水性能、机械强度、抗老化性能、耐高低温性能、抗电弧及电气绝缘性能及表面质量等均提出了很高的要求,同时为保证其具有良好的施工性能,要求其具有适宜的粘度和表干时间。
现有RTV防污闪涂料为保证涂料的施工性能及涂层的表面质量,往往需要在涂料中加入大量的有机溶剂;而现有的RTV防污闪涂料中如果不添加有机溶剂其往往不能达到RTV防污闪涂料的施工使用要求。
本发明中通过采用低粘度的活性聚二甲基硅氧烷混合物作为基胶,采用对涂料增稠较弱的硅树脂替代增稠严重的二氧化硅作为补强剂,在不添加任何有机溶剂的情况下,既保证了防污闪涂层使用时所需要的必要强度指标,又减低了涂料的粘度,使其具有较好的施工性能,以满足绝缘子等电力设备表面的浸涂、喷涂等施工要求,并能保证涂层具有较好的表面质量。
采用硅树脂代替二氧化硅对涂料进行补强,虽然可降低涂料的粘度,但由于硅树脂的对涂料的补强效果要弱于二氧化硅,因此会影响到涂料的机械性能,而使涂料的机械性能难以达到RTV防污闪涂料性能指标的要求。为保证涂料的机械强度,本发明中采用羟基含量较高的活性聚二甲基硅氧烷与以甲基(或甲基苯基)硅氧链节为主链的硅树脂相结合,对涂料进行补强,增加了硅树脂对硅橡胶涂料的补强效果,使本发明中的硅橡胶涂料可达到RTV防污闪涂料机械强度性能指标的要求。
本发明中还提供了一种无有机溶剂的RTV防污闪涂料的制备方法,包括以下步骤:
a、基础胶料的配制:将聚二甲基硅氧烷、憎水助剂、硅树脂、阻燃填料混合,搅拌捏合或者高速搅拌20~50分钟,得到基础胶料;
b、研磨或者砂磨:将基础胶料研磨或者砂磨2~3遍;
c、干燥:将研磨或者砂磨后的基础胶料升温搅拌,保持料温在100~150℃、真空度不低于-0.08Mpa,真空干燥处理3~5小时;
d、冷却:向步骤c中经真空干燥处理后的基础胶料充氮气,使基础胶料冷却至100℃以下;
e、配料:向冷却后的基础胶料中,先加入颜料,密闭搅拌均匀,再加入交联剂与扩链剂,搅拌30~60分钟,然后加入增粘剂,搅拌20~40分钟,最后加入催化剂,高速搅拌20~40分钟后包装,即得成品。
本发明所具有的有益效果:
一)本发明中的RTV防污闪涂料不添加任何有机溶剂,其性能可达到电力行业对RTV防污闪涂料的要求,具有良好的憎水性、机械强度、抗老化等性能;
二)本发明中的RTV防污闪涂料具有适宜的粘度,及适宜的表干速度,使其可满足绝缘子等电力设备表面浸涂、喷涂等涂装工艺的要求,具有良好的可操作性,形成的涂层表面光洁、无气泡、无挂滴、厚度均匀。
三)本发明中的RTV防污闪涂料在制备和施工过程中无任何有机化合溶剂添加,大幅度降低了VOC排放对环境和人体造成的伤害,产品属于非危险化学品,完全满足国家对化学品的制造、储运和使用要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明,通过实施例对本发明的具体实施方式进行详细的阐述。在下面的实施例中,所采用的各原料配比均按重量计。
实施例1
称量粘度为500mpa.s的端羟基聚二甲基硅氧烷40份;粘度为10mpa.s的二甲基硅油5份;以甲基硅氧链节为主链的MQ树脂10份;氢氧化铝30份;甲基三丁酮肟基硅烷5份;二甲基二丁酮肟基硅烷5份;γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5份;锡化合物0.5份;氧化铁红4份。
将40份粘度为500mpa.s的端羟基聚二甲基硅氧烷、5份粘度为10mpa.s的二甲基硅油、10份以甲基硅氧链节为主链的MQ树脂、30份氢氧化铝投入到双轴捏合机,搅拌捏合20分钟得到基础胶料;将基础胶料放入三辊机中研磨2遍;将研磨后的基础胶料再次投入双轴捏合机中,升温搅拌,保持设定温度在100℃、真空度-0.08Mpa的状态下真空干燥3小时;停止加热和抽真空,充氮气自然冷却到90℃;将冷却的基础胶料投入到行星搅拌釜中,先加入4份氧化铁红颜料密闭搅拌均匀,再加入5份甲基三丁酮肟基硅烷和5份二甲基二丁酮肟基硅烷,搅拌30分钟,再加入0.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷搅拌20分钟,最后加入0.5份锡化合物催化剂常压高速搅拌20分钟后包装,即得成品。
实施例2
称量粘度为1500mpa.s的端羟基聚二甲基硅氧烷和烷氧基聚二甲基硅氧烷的混合物35份;粘度为250mpa.s的二甲基硅油10份;以甲基硅氧链节为主链的MDQ树脂15份;氢氧化铝与氢氧化镁混合物20份;甲基三乙氧基硅烷1份;甲基丙基二甲氧基硅烷10份;γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷的混合物5份;钛化合物催化剂0.5份;酞青绿和炭黑的混合物3.5份。
将35份粘度为1500mpa.s的端羟基聚二甲基硅氧烷和烷氧基聚二甲基硅氧烷的混合物、10份粘度为250mpa.s的二甲基硅油、15份以甲基硅氧链节为主链的MDQ树脂、20份氢氧化铝与氢氧化镁混合物投入到双轴捏合机,搅拌捏合40分钟得到基础胶料;将基础胶料放入三辊机中研磨3遍;将研磨后的基础胶料再次投入双轴捏合机中,升温搅拌,保持设定温度在125℃、真空度-0.07Mpa的状态下真空干燥4小时;停止加热和抽真空,充氮气自然冷却到50℃;将冷却的基础胶料投入到行星搅拌釜中,先加入3.5份炭黑颜料密闭搅拌均匀,再加入1份甲基三乙氧基硅烷和10份甲基丙基二甲氧基硅烷,搅拌50分钟,再加入5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷的混合物,搅拌30分钟,最后加入0.5份钛化合物催化剂常压高速搅拌30分钟后包装,即得成品。
实施例3
称量粘度为3000mpa.s的烷氧基聚二甲基硅氧烷50份;粘度为500mpa.s的二甲基硅油8份;以甲基苯基硅氧链节为主链的MTQ树脂5份;氢氧化镁20份;甲基三甲氧基硅烷8份;甲基丙基二甲氧基硅烷2份;γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷4份;钛化合物1份;铁黄2份。
将50份粘度为3000mpa.s的烷氧基聚二甲基硅氧烷、8份粘度为500mpa.s的二甲基硅油、5份以甲基苯基硅氧链节为主链的MTQ树脂、20份氢氧化镁投入到料缸中,用高速搅拌机高速搅拌50分钟得到基础胶料;将基础胶料放入砂磨机内砂磨3遍;将砂磨后的基础胶料再次投入双轴捏合机中,升温搅拌,保持设定温度在150℃、真空度-0.06Mpa的状态下真空干燥5小时;停止加热和抽真空,充氮气自然冷却到80℃;将冷却的基础胶料投入到行星搅拌釜中,先加入2份铁黄颜料密闭搅拌均匀,再加入8份甲基三甲氧基硅烷和2份甲基丙基二甲氧基硅烷,搅拌60分钟,再加入4份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷搅拌40分钟,最后加入1份钛化合物催化剂常压高速搅拌40分钟后包装,即得成品。
对比例
本实施例中采用10份白炭黑代替以甲基硅氧链节为主链的MDQ树脂,其它组分及制备方法与实施例2中均相同。
表一为本发明实施例1、实施例2、实施例3与对比例的涂料性能指标对比表;
表二为本发明实施例1、实施例2、实施例3与对比例涂料浸涂到绝缘子所形成涂层的性能对比;
表三为本发明涂料与国内外常规溶剂型硅橡胶防污闪涂料性能指标对比表;
表四为本发明涂料与国内外常规溶剂型硅橡胶防污闪涂料浸涂到绝缘子所形成涂层的性能对比;
表一
表二
表三
表四
从表一至表四中涂料的性能数据及所形成涂层质量的对比可知,本发明RTV防污闪涂料的各项性能指标能达到现有国内外电力行业用溶剂型RTV防污闪涂料的性能;并且该涂料具有良好的粘度和表干速度,所形成的涂层均匀、光洁性好;可满足绝缘子等电力设备表面浸凃、喷涂等涂装工艺的要求。
本发明的说明书被认为是说明性的而非限制性的,在本发明基础上,本领域技术人员根据所公开的技术内容,不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形,均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种无有机溶剂的RTV防污闪涂料,其特征在于,按重量份包括:聚二甲基硅氧烷30~60份;憎水性助剂5~10份;硅树脂5~15份;阻燃填料20~40份;交联剂1~10份;增粘剂0.5~5份;催化剂0.01~1份;颜料0.1~10份。
2.根据权利要求1所述的一种无有机溶剂的RTV防污闪涂料,其特征在于,所述聚二甲基硅氧烷25℃下粘度为10~3000mPa.s。
3.根据权利要求1所述的一种无有机溶剂的RTV防污闪涂料,其特征在于,所述聚二甲基硅氧烷为端羟基聚二甲基硅氧烷、烷氧基聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种无有机溶剂的RTV防污闪涂料,其特征在于,所述硅树脂为以甲基或甲基苯基硅氧链节为主链的MQ树脂、MDQ树脂或MTQ树脂。
5.根据权利要求1所述的一种无有机溶剂的RTV防污闪涂料,其特征在于,所述憎水性助剂为25℃下粘度为10~500mPa.s的惰性二甲基硅油。
6.根据权利要求1所述的一种无有机溶剂的RTV防污闪涂料,其特征在于,所述交联剂为脱酮肟型交联剂或脱醇型交联剂;优选地,所述脱酮肟型交联剂采用甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷,所述脱醇型交联剂采用甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷。
7.根据权利要求1所述的一种无有机溶剂的RTV防污闪涂料,其特征在于,所述增粘剂为含有环氧基、氨基基团的硅烷偶联剂中的一种或两种;优选地,所述增粘剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种无有机溶剂的RTV防污闪涂料,其特征在于,所述催化剂为有机锡化合物或有机钛化合物。
9.根据权利要求1所述的一种无有机溶剂的RTV防污闪涂料,其特征在于,按重量份,还包括扩链剂1~10份;优选地,所述扩链剂为酮肟基硅烷扩链剂或者烷氧基硅烷扩链剂;优选地,所述扩链剂采用二甲基二丁酮肟基硅烷或甲基丙基二甲氧基硅烷。
10.一种无有机溶剂的RTV防污闪涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、基础胶料的配制:将聚二甲基硅氧烷、憎水助剂、硅树脂、阻燃填料混合,搅拌捏合或者高速搅拌20~50分钟,得到基础胶料;
b、研磨或者砂磨:将基础胶料研磨或者砂磨2~3遍;
c、干燥:将研磨或者砂磨后的基础胶料升温搅拌,保持料温在100~150℃、真空度不低于-0.08Mpa,真空干燥处理3~5小时;
d、冷却:向步骤c中经真空干燥处理后的基础胶料充氮气,使基础胶料冷却至100℃以下;
e、配料:向冷却后的基础胶料中,先加入颜料,密闭搅拌均匀,再加入交联剂与扩链剂,搅拌30~60分钟,然后加入增粘剂,搅拌20~40分钟,最后加入催化剂,高速搅拌20~40分钟后包装,即得成品。
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