CN111808514B

CN111808514B - 一种防凝露涂料及其使用方法

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Publication number: CN111808514B
Application number: CN202010542571.3A
Authority: CN
Inventors: 龙梦捷
Original assignee: Wuhan Changxu New Materials Co ltd
Current assignee: Wuhan Changxu New Materials Co ltd
Priority date: 2020-06-15
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2040-06-15
Also published as: CN111808514A

Abstract

本发明公开了一种防凝露涂料，包括组分A和组分B，且所述组分A和组分B的重量比为100:15～25，所述组分A包括如下重量份的原料：多羟基氟硅改性聚氨酯树脂40～60份、疏水改性硅灰石粉0.1～1份、流平剂0.1～2份、分散剂0.1～1份和消泡剂0.1～1份；所述组分B包括如下重量份的原料：多异氰酸酯预聚物40～50份。本发明提供的防凝露涂料通过各组分相互作用，提高了涂层表面的疏水性，增大了与水的接触角，从而防止凝雾的吸附和沉积，与现有的超疏水涂层表面的微纳结构防护原理相比，涂层不易被破坏，且疏水性能长效稳定。本发明还公开了该防凝露涂料的使用方法。

Description

一种防凝露涂料及其使用方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种防凝露涂料及其使用方法，更具体地，涉及一种用于金属机柜的防凝露涂料及其使用方法。

背景技术

随着工业的快速发展，各类电气设备被应用到各个领域，而作为电气设备围护结构的各类金属机柜，如控制柜、变电柜、环网柜等，因其具有紧凑的结构、较小的占地面积和美观的外形，具有广泛的应用。金属机柜所放置的户外环境条件千差万别，因此对其可靠性要求很高。在实际运行中引起电子设备失效的原因很多，在四种主要的影响因素中，温度和湿度综合形成凝露所占比例高达70％以上。户外机柜普遍存在内部凝露现象，引起机构锈蚀，绝缘程度下降等问题，严重影响设备的使用寿命和运行，并给企业生产带来不良的影响。

金属机柜内部凝露主要出现在金属机柜的柜板表面和内部设备表面。当在柜板表面长期形成凝露时，会造成柜体、操纵机构锈蚀，结垢严重，从而引起设备操纵机构卡涩，部件锈蚀损坏等问题，导致设备未达到设计使用寿命就需要进行更换。严重时凝结水直接滴落在设备表面或在设备表面形成凝露，凝露会逐渐损坏内部元件并引发元件故障，同时由于绝缘材料的绝缘强度降低，严重时会引起爬电、闪络等事故。凝露与物体表面上的灰尘一起构成了导电的通道，因而会破坏电气的绝缘性，使原来的区域从不导电变为导电。

针对金属机柜凝露现象，目前主要的防凝露方法有三类：控制相对湿度法、控制绝对湿度法和增加表面涂层。其中，增加涂层法与另外两种方法相比，操作简单无需耗能，其主要是在易发生凝露的表面涂覆具有防凝露效果的涂层，常用的涂层主要包括具有一定吸湿能力的涂层和疏水表面涂层。具有吸湿能力的涂层主要是通过在易凝露物体表面涂覆具有吸湿放湿作用的调湿材料，从而可以延缓凝露的发生，但吸湿能力有限且不能多次发挥功效；通过增加物体表面与水之间接触角的疏水表面涂层，可以使水滴在重力的作用下脱离涂层表面，从而达到物体表面防凝露的目的，目前的疏水表面涂层主要以氟碳树脂为主体树脂，在实际使用时其疏水角一般只能达到90°左右，防凝露效果较差。因此，非常有必要开发一种适用于金属机柜且防凝露效果较好的涂料。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，本发明第一方面的目的在于，解决现有技术中表面涂层防凝露效果较差的技术问题；本发明第二方面的目的在于，提供一种防凝露涂料的使用方法。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种防凝露涂料，包括组分A和组分B，且所述组分A和组分B的重量比为100:15～25，其中，

所述组分A包括如下重量份的原料：多羟基氟硅改性聚氨酯树脂40～60份、疏水改性硅灰石粉0.1～1份、流平剂0.1～2份、分散剂0.1～1份和消泡剂0.1～1份；

所述组分B包括如下重量份的原料：多异氰酸酯预聚物40～50份。

本发明的技术方案还提供了该防凝露涂料的使用方法，包括如下步骤：

按组分A和组分B的组成分别称取各组分，将组分A和组分B分别混匀后，再将组分A和组分B按照质量比为100:15～25的比例混合，得到防凝露涂料，将所述防凝露涂料均匀喷涂在基材上，至干燥固化后即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

1、本发明提供的防凝露涂料以多羟基氟硅改性聚氨酯树脂为主体树脂，其表面能较低，其与多异氰酸酯预聚物交联固化，生成具有较低表面能的致密涂层，具有良好的疏水性，增大与水的接触角，防止凝雾的吸附和沉积；添加的疏水改性硅灰石粉吸湿率低，能有效防止水分渗透，其与多羟基氟硅改性聚氨酯树脂共同作用，能进一步增大涂层与水的接触角，提高涂层防凝露效果；组分A中的流平剂、分散剂和消泡剂等助剂，一方面减少疏水改性硅灰石粉的团聚，使疏水改性硅灰石粉更好的分散于多羟基氟硅改性聚氨酯树脂中，另一方面与多羟基氟硅改性聚氨酯树脂和多异氰酸酯预聚物共同作用，以提高涂料的耐候性能；

2、本发明提供的防凝露涂料通过各组分相互作用，提高了涂层表面的疏水性，增大了与水的接触角，从而防止凝雾的吸附和沉积，与现有的超疏水涂层表面的微纳结构防护原理相比，涂层不易被破坏，且疏水性能长效稳定；

3、本发明提供的防凝露涂料的使用方法简单，仅需喷涂即可，无需烤漆等较复杂的工艺，降低了人工成本，提高了工作效率，且该防凝露涂料适用范围广，附着力好且对设备无伤害。

附图说明

图1为涂覆实施例1中的防凝露涂料的涂层表面静态水接触角图；

图2为未改性的针状超细硅灰石粉和疏水改性的针状超细硅灰石粉的SEM对比图；

图3为涂覆对比例4中的防凝露涂料的涂层表面静态水接触角图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的实施例提供了一种防凝露涂料，包括组分A和组分B，且组分A和组分B的重量比为100:15～25，其中，

组分A包括如下重量份的原料：多羟基氟硅改性聚氨酯树脂40～60份、疏水改性硅灰石粉0.1～1份、流平剂0.1～2份、分散剂0.1～1份和消泡剂0.1～1份；

组分B包括如下重量份的原料：多异氰酸酯预聚物40～50份。

在本发明的一些优选实施方式中，多羟基氟硅改性聚氨酯树脂是氟硅烷偶联剂与含多羟基活性基团聚氨酯预聚体通过脱除小分子连接在一起所得，且多羟基氟硅改性聚氨酯树脂的羟值为70～150mg KOH/g；本发明的实施例中氟硅烷偶联剂选用全氟辛基三乙氧基硅烷，本发明的实施例中对含多羟基活性基团的聚氨酯预聚体的具体种类不做特别的限定，本领域的技术人员可以根据实际情况进行选择，并根据选用的原料调整相关的工艺参数，只要能保证最终制得的多羟基氟硅改性聚氨酯树脂的羟值为70～150mg KOH/g即可。更具体地，多羟基氟硅改性聚氨酯树脂选用广州康仑喜化工KX-501、广州康仑喜化工KX-501A或上海三爱富新材料HLR-Si。主体树脂是防凝露涂料的重要组成部分，诸多物理性能是主体树脂与交联剂反应成膜后才能达成的，本发明的实施例中通过优化多羟基氟硅改性聚氨酯树脂的羟值，以提供一种表面能极低的多羟基氟硅改性聚氨酯树脂，进一步提高涂料表面的疏水性能，增大接触角，防止凝雾的吸附和沉积。

在本发明的一些优选实施方式中，疏水改性硅灰石粉为经过表面活性剂改性成疏水性的硅灰石粉，其为针状，粒径为800～1500目；以增大疏水改性硅灰石粉的比表面积，不仅能进一步提高涂层的致密性和机械性能，还能进一步提高涂层表面的疏水性能。本发明的实施例中对疏水改性硅灰石粉的具体种类不作进一步限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，可以选择大冶市锦鹏摩擦材料有限公司的超细硅灰石粉。

在本发明的一些优选实施方式中，流平剂为丙烯酸酯类流平剂；更具体地，流平剂可以选用BYK-361N和/或BYK-358N。

在本发明的一些优选实施方式中，分散剂为丙烯酸酯类润湿分散剂；更具体地，分散剂可以选用BYK-163。

在本发明的一些优选实施方式中，消泡剂为有机硅类消泡剂；更具体地，消泡剂可以选用日本信越KS-66。

本发明的实施例通过优化流平剂、分散剂和消泡剂的种类，使疏水改性硅灰石粉能更好的分散于多羟基氟硅改性聚氨酯树脂中，从而使涂层的性能更稳定。

在本发明的一些优选实施方式中，多异氰酸酯预聚物选用HDI三聚体、MDI三聚体、IPDI三聚体、TDI三聚体中的至少一种。

在本发明的一些优选实施方式中，组分A和组分B中还含有溶剂，且组分A和组分B中分别加溶剂补齐至100份；该溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲苯、二甲苯、丙酮、乙二醇丁醚中的两种或多种的混合溶剂。

更优选地，组分A中的溶剂为二甲苯、丙酮和醋酸乙酯按照质量比为1:1:2的混合溶剂；组分B中的溶剂为醋酸乙酯和二甲苯按照质量比为1:1的混合溶剂；采用多种溶剂体系复配，适用于多种基材表面。

本发明的实施例还提供了一种防凝露涂料的使用方法，包括如下步骤：

按组分A和组分B的组成分别称取各组分，将组分A和组分B分别混匀后，再将组分A和组分B按照质量比为100:15～25的比例混合，得到防凝露涂料，将防凝露涂料均匀喷涂在基材上，至干燥固化后即可。

其中，组分A采用如下方法制备：将多羟基氟硅改性聚氨酯树脂、疏水改性硅灰石粉、流平剂、分散剂、消泡剂和溶剂混合，并搅拌分散均匀，即得到组分A。

组分B采用如下方法制备：将多异氰酸酯预聚物和溶剂混合，搅拌分散均匀，即得到组分B。

在本发明的实施例中，在喷涂防凝露涂料前还包括对基材表面进行清洁，清除基材表面的残旧漆膜、铁锈、油污、氧化皮及杂物，确保基材表面无锈、无油污、无尘埃和无水痕。

在本发明的一些优选实施方式中，若基材为陶瓷或聚合物，则在基材表面清洁干净后，向基材表面涂抹一层附着力增强剂，以防止后续防凝露涂料脱落。本发明的实施例中，对附着力增强剂没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的附着力增强剂即可，例如，硅氧烷偶联剂KH550。

在本发明的一些优选实施方式中，防凝露涂料的干膜厚度为2～5um，喷涂粘度为60～80s。

在本发明的一些优选实施方式中，该施工方法施工温度为10～35℃，空气相对湿度≤75％。

为了对本发明进行进一步详细说明，下面将结合具体实施例对本发明进行进一步说明。本发明中的实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；本发明中的实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均为市售购得，其中BYK-361N、BYK-358N和BYK-163来源于德国毕克公司；KS-66来源于日本信越公司。

实施例1：

本发明的实施例1提供了一种防凝露涂料，包括组分A和组分B，且组分A和组分B的重量比为100：21，其中，

组分A包括如下重量份的原料：广州康仑喜化工KX-501(羟值120mg KOH/g)48.4份、大冶锦鹏超细硅灰石粉(1250目)0.5份、BYK-361N 1.5份、BYK-163 0.1份和信越KS-661份，加溶剂(溶剂为二甲苯、丙酮、醋酸乙酯按照质量比为1:1:2混合)补齐至100份；

组分B包括如下重量份的原料：HDI三聚体50份和溶剂(溶剂为醋酸乙酯和二甲苯按照质量比为1:1混合)50份。

本实施例1还提供了一种防凝露涂料的使用方法，包括如下步骤：

(1)对基材的表面进行清洁，清除基材表面的残旧漆膜、铁锈、油污、氧化皮及杂物，确保基材表面无锈、无油污、无尘埃和无水痕，若基材为陶瓷或聚合物，则向基材的表面薄涂一层硅氧烷偶联剂KH550增强附着力；

(2)在温度为10～35℃，空气相对湿度小于75％的条件下施工，将广州康仑喜化工KX-501、大冶锦鹏超细硅灰石粉、BYK-361N、BYK-163、信越KS-66和溶剂混合，并搅拌分散均匀，得到组分A；将HDI三聚体和溶剂混合，搅拌分散均匀，即得到组分B；将组分A和组分B按照质量比为100：21混合均匀，得到防凝露涂料，将防凝露涂料均匀喷涂在基材上，防凝露涂料的喷涂量使其干膜厚度为3um，喷涂粘度为70s，至防凝露涂料干燥固化后即可。

本实施例中的防凝露涂料施工完成后，漆膜在25℃下的表干时间约为30min，表干1h后具有疏水防凝露性能，24h后漆膜完全固化，72h涂层性能达到最佳。施工72h后测试本例中防凝露涂料的性能，测试结果见表1。图1为涂覆该防凝露涂料的涂层表面静态水接触角图，该防凝露涂料涂覆在金属基材上静态水接触角为115°。

实施例2：

本发明的实施例2提供了一种防凝露涂料，包括组分A和组分B，且组分A和组分B的重量比为100：15，其中，

组分A包括如下重量份的原料：广州康仑喜化工KX-501A(羟值70mg KOH/g)40份、大冶锦鹏超细硅灰石粉(1000目)0.1份、BYK-358N 0.1份、BYK-163 0.1份和信越KS-66 0.1份，加溶剂(溶剂为二甲苯、丙酮、醋酸乙酯按照质量比为1:1:2混合)补齐至100份；

组分B包括如下重量份的原料：MDI三聚体40份和溶剂(溶剂为醋酸乙酯和二甲苯按照质量比为1:1混合)60份。

本实施例2的防凝露涂料的使用方法与实施例1中的使用方法相同，区别在于：防凝露涂料的喷涂量使其干膜厚度为2um，喷涂粘度为60s，制备防凝露涂料时组分A和组分B按照重量比为100：15混合。施工72h后测试本实施例中防凝露涂料的性能，测试结果见表1。

实施例3：

本发明的实施例3提供了一种防凝露涂料，包括组分A和组分B，且组分A和组分B的重量比为100：25，其中，

组分A包括如下重量份的原料：上海三爱富新材料HLR-Si(羟值150mg KOH/g)60份、大冶锦鹏超细硅灰石粉(1500目)1份、BYK-361N 2份、BYK-163 1份和信越KS-66 1份，加溶剂(溶剂为二甲苯、丙酮、醋酸乙酯按照质量比为1:1:2混合)补齐至100份；

组分B包括如下重量份的原料：TDI三聚体50份和溶剂(溶剂为醋酸乙酯和二甲苯按照质量比为1:1混合)50份。

本实施例3的防凝露涂料的使用方法与实施例1中的使用方法相同，区别在于：防凝露涂料的喷涂量使其干膜厚度为5um，喷涂粘度为80s，制备防凝露涂料时组分A和组分B按照重量比为100：25混合。施工72h后测试本实施例中防凝露涂料的性能，测试结果见表1。

对比例1：

本例提供了一种防凝露涂料，该防凝露涂料的组成与使用方法与实施例1中的相同，区别在于，本例中组分A中不含疏水改性硅灰石粉。

测试本例中防凝露涂料的性能，测试后发现涂抹该防凝露涂料的样板在水中浸泡198h后，切开涂层，样板表面出现锈点区域。

对比例2：

本例提供了一种防凝露涂料，该防凝露涂料的组成与使用方法与实施例1中的相同，区别在于，本例中组分A中疏水改性硅灰石粉的含量为2份。

测试本例中防腐涂料的性能，发现该防凝露涂料较粘稠，无法顺利施工。

对比例3：

本例提供了一种防凝露涂料，该防凝露涂料的组成与使用方法与实施例1中的相同，区别在于，本例中组分A中采用未改性的针状超细硅灰石粉。

图2为未改性的针状超细硅灰石粉和疏水改性的针状超细硅灰石粉的SEM对比图，图2(a)为未改性的针状超细硅灰石粉的SEM图，图2(b)为疏水改性的针状超细硅灰石粉的SEM图。由图1可看出，经过疏水改性的针状超细硅灰石粉表面有附着物，其能提高针状超细硅灰石粉的疏水性。且测试本例中防凝露涂料的性能，测试后发现涂抹该防凝露涂料的样板在水中浸泡198h后，切开涂层，样板表面出现锈点区域。

对比例4：

本例提供了一种防凝露涂料，该防凝露涂料的组成与使用方法与实施例1中的相同，区别在于，本例中组分A中采用羟值为80mg KOH/g的聚氨酯树脂为主体树脂。

图3为涂覆该防凝露涂料的涂层表面静态水接触角图，由图3可以看出，该防凝露涂料涂覆在金属基材上静态水接触角仅为70°，其防凝露效果差。

表1实施例1～3的防凝露涂料的性能测试结果

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种防凝露涂料，其特征在于，包括组分A和组分B，且所述组分A和组分B的重量比为100:15～25，其中，

所述组分B包括如下重量份的原料：多异氰酸酯预聚物40～50份；

所述多羟基氟硅改性聚氨酯树脂是氟硅烷偶联剂与含多羟基活性基团聚氨酯预聚体通过脱除小分子连接在一起所得，且所述多羟基氟硅改性聚氨酯树脂的羟值为70～150mgKOH/g；

所述疏水改性硅灰石粉为经过表面活性剂改性成疏水性的硅灰石粉，所述疏水改性硅灰石粉为针状，粒径为800～1500目。

2.根据权利要求1所述的防凝露涂料，其特征在于，所述流平剂为丙烯酸酯类流平剂；所述分散剂为丙烯酸酯类润湿分散剂；所述消泡剂为有机硅类消泡剂。

3.根据权利要求1所述的防凝露涂料，其特征在于，所述多异氰酸酯预聚物选用HDI三聚体、MDI三聚体、IPDI三聚体、TDI三聚体中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的防凝露涂料，其特征在于，所述组分A和组分B中还含有溶剂，且组分A和组分B中分别加溶剂补齐至100份；所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲苯、二甲苯、丙酮、乙二醇丁醚中的两种或多种的混合溶剂。

5.根据权利要求4所述的防凝露涂料，其特征在于，所述组分A中的溶剂为二甲苯、丙酮和醋酸乙酯按照质量比为1:1:2的混合溶剂；所述组分B中的溶剂为醋酸乙酯和二甲苯按照质量比为1:1的混合溶剂。

6.一种如权利要求1～5任一项所述的防凝露涂料的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的防凝露涂料的使用方法，其特征在于，所述防凝露涂料的使用量为使其干膜厚度为2～5μ m，喷涂粘度为60～80s。