CN110819201A - 一种户外电力设备用阻燃防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种户外电力设备用阻燃防腐涂料及其制备方法，阻燃防腐涂料由以下重量份数原料制成：含磷酚醛树脂20‑30份、氟硅聚合物三防助剂1‑5份、环氧树脂15‑25份、聚酰胺树脂8‑12份、聚丙烯酸甲酯5‑8份、纳米二氧化硅6‑9份、纳米二氧化钛1‑4份、纳米氧化锌8‑12份、硅烷偶联剂2‑6份、溶剂15‑25份。该涂料不仅具有很好的阻燃、防水、防油、防污、耐候、耐老化性能，防腐耐锈效果好，与设备的粘接强度高，而且制备方法简单，具有良好的应用前景。

Description

一种户外电力设备用阻燃防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料组合物技术领域，具体是一种户外电力设备用阻燃防腐涂料及其制备方法。

背景技术

我国多数电力设备的安装地址主要选择在户外，在这种情况下，电力设备常年饱受风吹日晒等自然环境的侵害，表面易被腐蚀，且易积尘、老化，发生事故的概率就变得比较大，因此电力设备的防护工作至关重要。

长期以来，人们一直采用多种技术对电力设备加以保护，防止腐蚀的发生。其中，电力设备设备防腐蚀最有效、最常用的方法之一是在电力设备表面涂敷防腐蚀涂层，以隔绝腐蚀介质与基体。防腐涂料和其它涂料一样，其配方组成主要包括基料(树脂)、颜填料和溶剂。但现有的防腐涂料几乎不具备阻燃性能，遇到火灾时还可能有助燃的效果或者放出有害气体，污染环境；且在耐候、防污等方面仍存在欠缺，难以符合高质量或恶劣环境下的防腐耐久要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种户外电力设备用阻燃防腐涂料及其制备方法，该涂料不仅具有很好的阻燃、防水、防油、防污、耐候、耐老化性能，防腐耐锈效果好，与设备的粘接强度高，而且制备方法简单，具有良好的应用前景。

本发明所采用的技术方案是：

一种户外电力设备用阻燃防腐涂料，由以下重量份数原料制成：

含磷酚醛树脂20-30份、氟硅聚合物三防助剂1-5份、环氧树脂15-25份、聚酰胺树脂8-12份、聚丙烯酸甲酯5-8份、纳米二氧化硅6-9份、纳米二氧化钛1-4份、纳米氧化锌8-12份、硅烷偶联剂2-6份、溶剂15-25份。

所述含磷酚醛树脂是以二苯基氧磷及其衍生物作为阻燃剂，与苯酚型酚醛树脂或双酚A型酚醛树脂在125℃下，反应生成的高阻燃性酚醛树脂，含磷量为3-5%，阻燃性能达到V0级。

所述聚酰胺树脂的端基为羧基，所述聚酰胺树脂的分子量为3000-6000g/mol。

所述溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇、丙酮的混合物，丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇、丙酮的体积比为2:1:1或者2:2:1。

所述阻燃防腐涂料的制备方法如下：

（1）将纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、硅烷偶联剂混合均匀得到组分A；

（2）再将含磷酚酞树脂、氟硅聚合物三防助剂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚丙烯酸甲酯加入溶剂中混合均匀，得到组分B；

（3）最后将组分A、B混合搅拌1-2小时，即得。

本发明的有益效果是：

本发明以含磷酚醛树脂和环氧树脂为主要成膜成分，再加入氟硅聚合物三防助剂、聚酰胺树脂两种成膜成分，提高了涂料成膜时网络结构的紧密度，使成膜效果更好，隔离效果更突出。酚醛树脂的耐热性、耐燃性、耐水性和绝缘性优良，机械和电气性能良好，在酚醛树脂中引入磷元素，可以有效提高酚醛树脂的阻燃效果，且不降低其他方面的性能。而且通过单纯物料加热的方法得到的含磷酚醛树脂，合成简单、无废弃、无污染、成本低。氟硅聚合物三防助剂为大分子氟硅化合物，可单独成膜也可加到其他油性涂料中使用，成膜具有防水、防油、防污等性能。氟硅聚合物大多数是以Si为主链、氟烷基为侧链的含氟聚硅氧烷；所以在保持有机硅材料耐热性、耐寒性、耐候耐老化的同时，兼具有机氟化合物的耐溶剂和耐油性以及更低的表面性能。在本发明中氟硅聚合物三防助剂作为一种成膜助剂，其具有低表面张力，与其他成膜成分相容性好，其优异的界面润湿性能可以提高涂料在基材上的附着力，引入Si-O、Si-C和C-F键可以有效提高涂料的耐候性、防油性、防水性、防污性。环氧树脂成膜不但具有密实、抗水抗渗漏好、强度高等特点，同时具有附着力强、常温操作、施工简便等良好的工艺性。聚酰胺树脂分子中具有氨基、羰基、酰胺基等极性基，具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，可增强酚醛树脂的阻燃效果。用乙二醇溶解聚酰胺树脂得到的醇溶液具有耐酸、耐碱、耐盐、耐油性能。

酚醛树脂中的羟甲基与环氧树脂中的羟基和环氧基，以及酚醛树脂中的酚羟基与环氧树脂中的环氧基都可进行化学反应；酚醛树脂和环氧树脂交联的产物既具有环氧树脂优良的粘结性，改进了酚醛树脂的脆性，同时具有酚醛树脂优良的耐热性，改善了环氧树脂的耐温及耐腐蚀性能。聚酰胺树脂和酚醛树脂、环氧树脂都具有良好的胶合性能。聚酰胺树脂可改善环氧树脂的脆性，提高粘接能力；还可改善酚醛树脂的韧性。三种树脂共同形成的涂膜具有较高的耐热性能、防腐性能、粘接强度、拉伸强度和耐折度，再结合氟硅聚合物三防助剂，使得到的涂料具有耐候性和耐污性。

纳米材料具有小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应，在涂料中加入纳米填料，可以有效提高涂料的耐腐蚀性、耐候性和耐磨性。纳米二氧化硅具有对抗紫外线的光学性能，能提高涂料的抗老化、强度和耐化学性能。纳米氧化锌活性高，在涂料中既可以作为着色剂、防腐剂、发光剂，还可以作为紫外线屏蔽剂。

采用硅烷偶联剂改性纳米颜填料，可以提高纳米粒子的亲油性，使其更容易在有机溶剂中分散，增强分子之间的相容性，表现出良好的界面现象，提高材料的力学性能。聚丙烯酸甲酯具有抗菌性能和紫外线屏蔽性能，与环氧树脂等树脂结合，提高涂料的附着力，且与纳米粒子具有协同作用，可以延长涂料的耐候性。

使用本发明的涂料对电力设备进行涂刷，得到的涂层致密，具有很好的阻燃、流平、防水、防油、防污、耐候、耐老化性能，防腐耐锈效果好，与设备的粘接强度高，可以有效延长电力设备在户外使用的时间，而且涂料制备方法简单，具有良好的应用前景。

具体实施方式

为了更加详细的介绍本发明，下面结合实施例，对本发明做进一步说明。

实施例1

一种户外电力设备用阻燃防腐涂料，由以下重量份数原料制成：

含磷酚醛树脂20份、氟硅聚合物三防助剂1份、环氧树脂15份、聚酰胺树脂8份、聚丙烯酸甲酯5份、纳米二氧化硅6份、纳米二氧化钛1份、纳米氧化锌8份、硅烷偶联剂2份、溶剂15份。

所述含磷酚醛树脂是以二苯基氧磷及其衍生物作为阻燃剂，与苯酚型酚醛树脂或双酚A型酚醛树脂在125℃下，反应生成的高阻燃性酚醛树脂，含磷量为3-5%，阻燃性能达到V0级。

所述聚酰胺树脂的端基为羧基，所述聚酰胺树脂的分子量为3000-6000g/mol。

所述溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇、丙酮的混合物，丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇、丙酮的体积比为2:1:1。

所述阻燃防腐涂料的制备方法如下：

（1）将纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、硅烷偶联剂混合均匀得到组分A；

（2）再将含磷酚酞树脂、氟硅聚合物三防助剂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚丙烯酸甲酯加入溶剂中混合均匀，得到组分B；

（3）最后将组分A、B混合搅拌1小时，即得。

实施例2

一种户外电力设备用阻燃防腐涂料，由以下重量份数原料制成：

含磷酚醛树脂25份、氟硅聚合物三防助剂3份、环氧树脂20份、聚酰胺树脂10份、聚丙烯酸甲酯7份、纳米二氧化硅8份、纳米二氧化钛3份、纳米氧化锌10份、硅烷偶联剂4份、溶剂20份。

所述含磷酚醛树脂是以二苯基氧磷及其衍生物作为阻燃剂，与苯酚型酚醛树脂或双酚A型酚醛树脂在125℃下，反应生成的高阻燃性酚醛树脂，含磷量为3-5%，阻燃性能达到V0级。

所述聚酰胺树脂的端基为羧基，所述聚酰胺树脂的分子量为3000-6000g/mol。

所述溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇、丙酮的混合物，丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇、丙酮的体积比为2:2:1。

所述阻燃防腐涂料的制备方法如下：

（1）将纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、硅烷偶联剂混合均匀得到组分A；

（2）再将含磷酚酞树脂、氟硅聚合物三防助剂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚丙烯酸甲酯加入溶剂中混合均匀，得到组分B；

（3）最后将组分A、B混合搅拌1.5小时，即得。

实施例3

一种户外电力设备用阻燃防腐涂料，由以下重量份数原料制成：

含磷酚醛树脂30份、氟硅聚合物三防助剂5份、环氧树脂25份、聚酰胺树脂12份、聚丙烯酸甲酯8份、纳米二氧化硅9份、纳米二氧化钛4份、纳米氧化锌12份、硅烷偶联剂6份、溶剂25份。

所述含磷酚醛树脂是以二苯基氧磷及其衍生物作为阻燃剂，与苯酚型酚醛树脂或双酚A型酚醛树脂在125℃下，反应生成的高阻燃性酚醛树脂，含磷量为3-5%，阻燃性能达到V0级。

所述聚酰胺树脂的端基为羧基，所述聚酰胺树脂的分子量为3000-6000g/mol。

所述溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇、丙酮的混合物，丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇、丙酮的体积比为2:2:1。

所述阻燃防腐涂料的制备方法如下：

（1）将纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、硅烷偶联剂混合均匀得到组分A；

（2）再将含磷酚酞树脂、氟硅聚合物三防助剂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚丙烯酸甲酯加入溶剂中混合均匀，得到组分B；

（3）最后将组分A、B混合搅拌2小时，即得。

对本发明实施例1-3制得的阻燃防腐涂料进行性能检测。

①冲击强度测试按GB/T1732-93“漆膜耐冲击测定法”规定的方法进行。

②附着力测试按GB/T1720-79(89)“漆膜附着力测定法”规定的方法进行。

③柔韧性测试按GB/T1731-93“漆膜柔韧性测定法”规定的方法进行。

检测结果如下：

Claims (5)

1.一种户外电力设备用阻燃防腐涂料，其特征在于，所述阻燃防腐涂料由以下重量份数原料制成：

含磷酚醛树脂20-30份、氟硅聚合物三防助剂1-5份、环氧树脂15-25份、聚酰胺树脂8-12份、聚丙烯酸甲酯5-8份、纳米二氧化硅6-9份、纳米二氧化钛1-4份、纳米氧化锌8-12份、硅烷偶联剂2-6份、溶剂15-25份。

2.根据权利要求1所述户外电力设备用阻燃防腐涂料，其特征在于，所述含磷酚醛树脂是以二苯基氧磷及其衍生物作为阻燃剂，与苯酚型酚醛树脂或双酚A型酚醛树脂在125℃下，反应生成的高阻燃性酚醛树脂，含磷量为3-5%，阻燃性能达到V0级。

3.根据权利要求1所述户外电力设备用阻燃防腐涂料，其特征在于，所述聚酰胺树脂的端基为羧基，所述聚酰胺树脂的分子量为3000-6000g/mol。

4.根据权利要求1所述户外电力设备用阻燃防腐涂料，其特征在于，所述溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇、丙酮的混合物，丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇、丙酮的体积比为2:1:1或者2:2:1。

5.根据权利要求1所述户外电力设备用阻燃防腐涂料，其特征在于，所述阻燃防腐涂料的制备方法如下：

（1）将纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、硅烷偶联剂混合均匀得到组分A；

（2）再将含磷酚酞树脂、氟硅聚合物三防助剂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚丙烯酸甲酯加入溶剂中混合均匀，得到组分B；

（3）最后将组分A、B混合搅拌1-2小时，即得。