CN112760033A - 一种低表面能有机硅防护涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低表面能有机硅防护涂料及其制备方法，涉及涂料技术领域。本发明提供的低表面能有机硅防护涂料，主要由聚硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、二甲苯、正丁醇等构成。本发明提供的低表面能涂料适用于电力混凝土表面的防护，具有封闭屏蔽作用，可有效阻止氯离子、水、氧气和二氧化碳等腐蚀介质进入混凝土内部，具有优异的疏水性和防积污性能，避免给带电设施带来污秽的二次污染进而引发污闪影响电网运行安全。

Description

一种低表面能有机硅防护涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种低表面能有机硅防护涂料及其制备方法。
背景技术
近年来，大体积混凝土在国内外火电工程、输变电工程、风力发电工程有较为广泛的应用。电力工程常见的大体积混凝土主要有火电工程的汽(燃)机底板、基座，锅炉、烟冷却塔基础，输变电工程的GIS底板、变压器基础、大型线路承台基础，风力发电工程的风机基础等。这些电力混凝土的结构耐久性是影响电力系统可靠性的重要因素之一，这是因为受到服役环境影响，混凝土结构在使用过程中其内部结构和材料会出现损伤和老化，从而导致结构承载力下降、耐久性降低，进而可能引发电力设施变形破坏乃至坍塌等严重事故。此外，电力工程对混凝土表面防护还有更严格的要求，如需具有良好的防潮、防污乃至防涂鸦等功能。目前混凝土结构主要通过表面涂覆防护涂料来提高其耐久性，常用涂料包括环氧树脂、聚氨酯、聚脲涂料、丙烯酸乳胶漆、氯化橡胶、沥青涂料、有机硅涂料等。
现有混凝土表面防护涂料主要起封闭屏蔽作用，可有效阻止氯离子、水、氧气和二氧化碳等腐蚀介质进入混凝土内部，减少钢筋的腐蚀及混凝土的碳化速度，以及降低表界面缺陷等。但对于电力混凝土结构，防护涂层除具有上述功效外，还必须具有良好的阻水防潮性能，以免造成设施的泄露电流过大，加快金属承载件及钢筋混凝土的腐蚀；而混凝土设施的表面积污也可能会成为带电设施的二次污染源，影响电网运行安全。但是针对电力混凝土结构表面防护且具有良好防潮、防污、防涂鸦等性能的涂料较少。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供一种低表面能有机硅防护涂料及其制备方法，采用如下技术方案：
一种低表面能有机硅防护涂料，所述涂料包括质量比为7：(2～4)的A组分和B组分；
所述A组分包括以下重量组分：
Figure BDA0002921634010000021
所述B组分包括以下重量组分：
四乙氧基硅烷 85～87份；
甲基三乙氧基硅烷 8～10份；
正丁醇 3～7份。
优选地，所述A组分还包括：
固化促进剂 2～3份；
消泡剂 0.3～0.6份。
本发明实施例还提供一种低表面能有机硅防护涂料的制备方法，包括：
按照重量称取47～50份聚硅氧烷树脂，22～24份二甲苯，14～16份正丁醇，1～3份乙烯基三甲氧基硅烷，9～10份四乙氧基硅烷，混合均匀后过滤，得到A组分；
按照重量称取85～87份四乙氧基硅烷，8～10份三乙氧基硅烷，3～7份正丁醇，混合均匀后过滤，得到B组分；
将A组分与B组分按照质量比7：(2～4)的比例进行混合。
优选地，还包括在组分A中添加2～3重量份的固化促进剂和0.3～0.6重量份的消泡剂。
优选地，所述按照重量称取47～50份聚硅氧烷树脂，22～24份二甲苯，14～16份正丁醇，1～3份乙烯基三甲氧基硅烷，9～10份四乙氧基硅烷，混合均匀后过滤，得到A组分，包括：按照重量称取47～50份聚硅氧烷树脂，22～24份二甲苯，14～16份正丁醇，1～3份乙烯基三甲氧基硅烷，9～10份四乙氧基硅烷，并加入分散容器，在500～1000r/min的转速下分散15～25min，过滤后得到A组分。
优选地，所述按照重量称取47～50份聚硅氧烷树脂，22～24份二甲苯，14～16份正丁醇，1～3份乙烯基三甲氧基硅烷，9～10份四乙氧基硅烷，混合均匀后过滤，得到A组分，包括：按照重量称取47～50份聚硅氧烷树脂，22～24份二甲苯，14～16份正丁醇，1～3份乙烯基三甲氧基硅烷，9～10份四乙氧基硅烷，混合均匀后，用100～200目滤网过滤得到A组分。
优选地，所述按照重量称取85～87份四乙氧基硅烷，8～10份三乙氧基硅烷，3～7份正丁醇，混合均匀后过滤，得到B组分，包括：按照重量称取85～87份四乙氧基硅烷，8～10份三乙氧基硅烷，3～7份正丁醇，并加入分散容器，在200～500r/min的转速下分散30～40min，过滤后得到B组分。
优选地，所述按照重量称取85～87份四乙氧基硅烷，8～10份三乙氧基硅烷，3～7份正丁醇，混合均匀后过滤，得到B组分，包括：
按照重量称取85～87份四乙氧基硅烷，8～10份三乙氧基硅烷，3～7份正丁醇，混合均匀后，用100-150目滤网过滤得到B组分。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的低表面能有机硅防护涂料具有封闭屏蔽作用，可有效阻止氯离子、水、氧气和二氧化碳等腐蚀介质进入混凝土内部，减少钢筋的腐蚀及混凝土的碳化速度，以及降低表界面缺陷等作用；
(2)本发明提供的低表面能有机硅防护涂料具有良好的阻水防潮性能，降低电力设备的泄露电流过大的风险，降低金属承载件及钢筋混凝土的腐蚀速度；
(2)本发明提供的低表面能有机硅防护涂料，采用含有疏水基团的甲基三乙氧基硅烷(MTES)等低表面能物质对涂层表面进行疏水改性，制得的低表面能涂层具有优异的疏水性和防积污性能，避免给带电设施带来污秽的二次污染进而引发污闪影响电网运行安全。
(3)本发明提供的低表面能有机硅防护涂料，该低表面能具有较好的抗粘贴、防涂鸦等性能，有利于保持电力混凝土的标记规范和整体形象。
具体实施方式
下面将对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
具体实施例中，原料均可从商业途径得到。
实施例1
本实施例提供一种低表面能有机硅防护涂料，该涂料包括组分A和组分B，其中A组分和B组分的质量比为A组分：B组分＝7：(2～4)。所述A组分由以下质量百分比的物质混合而成：聚硅氧烷树脂47-50％；乙烯基三甲氧基硅烷1-3％；四乙氧基硅烷9-10％；二甲苯22-24％；正丁醇14-16％；固化促进剂2-3％；消泡剂0.3-0.6％；B组分由质量百分比85-87％四乙氧基硅烷；8-10％甲基三乙氧基硅烷；3-7％正丁醇混合而成。
硅氧烷的Si-O-Si键长较长、键角较大，容易旋转，其对侧链转动的位阻小，分子体积大而内聚能密度低，减少了空间位阻，使得侧基的自由旋转较为容易，具有玻璃化温度低、表面张力及表面能低、溶解参数低及介电常数低特性。聚硅氧烷树脂是半无机、半有机结构的高分子化合物，从而兼有有机聚合物和无机聚合物的特性。这些性能包括耐高低温、耐气候老化、电气绝缘、耐臭氧、憎水、难燃、生理惰性、耐油、耐溶剂、耐辐射。
乙烯基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷均是作为聚合物体系复合材料的硅烷偶联剂，可与涂料的基体树脂反应，形成牢固的化学键，从而提高涂料的物理机械强度、附着力、耐久性、耐热性、耐酸碱性、耐擦洗性、耐磨性等。烷氧基水解形成的硅羟基可以与无机基材表面的羟基或者其它反应性基团反应形成牢固的Si-O-Si键，从而提高涂层的润湿性和附着力，显著降低分散粘度，提高分散性。
二甲苯作为稀释剂的主要成分之一，主要作用是溶解涂料中的树脂，调整涂料的黏合程度。正丁醇能溶解尿素甲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚醋酸乙烯树脂、短油度醇酸树脂等。正丁醇一般不单独做为溶剂，正丁醇和二甲苯的混合溶剂广泛用与氨基烘漆和环氧树脂漆，正丁醇有促进涂料流平作用，也可以用于水性涂料中。
实施例2
一种低表面能有机硅防护涂料的制备方法如下：
称取47.5g聚硅氧烷树脂，23.5g二甲苯，15g正丁醇，1.5g乙烯基三甲氧基硅烷，9.5g四乙氧基硅烷，0.5g消泡剂，2.5g固化促进剂，加入分散容器中，在500r/min的转速下分散25分钟，形成均匀分散液；将上述制得的浆料用200目滤网过滤包装即得A组分。
称取85g四乙氧基硅烷，10g三乙氧基硅烷，5g正丁醇加入分散容器，在500r/min的转速下分散30分钟，形成均匀分散液；将上述制得的浆料用150目滤网过滤包装即得B组分。两组分配比按质量比A组分：B组分＝7:3配套使用。
实施例3
一种低表面能有机硅防护涂料的制备方法如下：
称取50g聚硅氧烷树脂，22g二甲苯，14g正丁醇，2g乙烯基三甲氧基硅烷，9g四乙氧基硅烷，0.4g消泡剂，2g固化促进剂，加入分散容器中，在800r/min的转速下分散20分钟，形成均匀分散液；将上述制得的浆料用150目滤网过滤包装即得A组分。
称取87g四乙氧基硅烷，9g三乙氧基硅烷，6g正丁醇加入分散容器，在300r/min的转速下分散35分钟，形成均匀分散液；将上述制得的浆料用100目滤网过滤包装即得B组分。两组分配比按质量比A组分：B组分＝7:3.5配套使用。
实施例4
一种低表面能有机硅防护涂料的制备方法如下：
称取49g聚硅氧烷树脂，22g二甲苯，16g正丁醇，3g乙烯基三甲氧基硅烷，10g四乙氧基硅烷，0.3g消泡剂，3g固化促进剂，加入分散容器中，在1000r/min的转速下分散15分钟，形成均匀分散液；将上述制得的浆料用100目滤网过滤包装即得A组分。
称取86g四乙氧基硅烷，8.5g三乙氧基硅烷，7g正丁醇加入分散容器，在200r/min的转速下分散40分钟，形成均匀分散液；将上述制得的浆料用100目滤网过滤包装即得B组分。两组分配比按质量比A组分：B组分＝7:4配套使用。
针对以上涂料配方进行性能测试，涂层具体性能见表1。
表1实施例2～4配制的涂料性能测试表
Figure BDA0002921634010000061
Figure BDA0002921634010000071
结果表明，实施例2～4制得的低表面能有机硅防护涂料，低表面能有机硅防护涂料具有良好的阻水防潮性能，降低电力设备的泄露电流过大的风险，降低金属承载件及钢筋混凝土的腐蚀速度；具有优异的疏水性和防积污性能，避免给带电设施带来污秽的二次污染进而引发污闪影响电网运行安全。具有较好的抗粘贴、防涂鸦等性能，有利于保持电力混凝土的标记规范和整体形象。
以上所述是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种低表面能有机硅防护涂料，其特征在于，所述涂料包括质量比为7：(2～4)的A组分和B组分；
所述A组分包括以下重量组分：
Figure FDA0002921633000000011
所述B组分包括以下重量组分：
四乙氧基硅烷 85～87份；
甲基三乙氧基硅烷 8～10份；
正丁醇 3～7份。
2.根据权利要求1所述的低表面能有机硅防护涂料，其特征在于，以质量百分比计，所述A组分还包括：
固化促进剂 2～3份；
消泡剂 0.3～0.6份。
3.一种低表面能有机硅防护涂料的制备方法，其特征在于，包括：
按照重量称取47～50份聚硅氧烷树脂，22～24份二甲苯，14～16份正丁醇，1～3份乙烯基三甲氧基硅烷，9～10份四乙氧基硅烷，混合均匀后过滤，得到A组分；
按照重量称取85～87份四乙氧基硅烷，8～10份三乙氧基硅烷，3～7份正丁醇，混合均匀后过滤，得到B组分；
将A组分与B组分按照质量比7：(2～4)的比例进行混合。
4.根据权利要求3所述的低表面能有机硅防护涂料的制备方法，其特征在于，还包括在组分A中添加2～3重量份的固化促进剂和0.3～0.6重量份的消泡剂。
5.根据权利要求3所述的低表面能有机硅防护涂料的制备方法，其特征在于，所述按照重量称取47～50份聚硅氧烷树脂，22～24份二甲苯，14～16份正丁醇，1～3份乙烯基三甲氧基硅烷，9～10份四乙氧基硅烷，混合均匀后过滤，得到A组分，包括：
按照重量称取47～50份聚硅氧烷树脂，22～24份二甲苯，14～16份正丁醇，1～3份乙烯基三甲氧基硅烷，9～10份四乙氧基硅烷，并加入分散容器，在500～1000r/min的转速下分散15～25min，过滤后得到A组分。
6.根据权利要求3所述的低表面能有机硅防护涂料的制备方法，其特征在于，所述按照重量称取47～50份聚硅氧烷树脂，22～24份二甲苯，14～16份正丁醇，1～3份乙烯基三甲氧基硅烷，9～10份四乙氧基硅烷，混合均匀后过滤，得到A组分，包括：
按照重量称取47～50份聚硅氧烷树脂，22～24份二甲苯，14～16份正丁醇，1～3份乙烯基三甲氧基硅烷，9～10份四乙氧基硅烷，混合均匀后，用100～200目滤网过滤得到A组分。
7.根据权利要求3所述的低表面能有机硅防护涂料的制备方法，其特征在于，所述按照重量称取85～87份四乙氧基硅烷，8～10份三乙氧基硅烷，3～7份正丁醇，混合均匀后过滤，得到B组分，包括：
按照重量称取85～87份四乙氧基硅烷，8～10份三乙氧基硅烷，3～7份正丁醇，并加入分散容器，在200～500r/min的转速下分散30～40min，过滤后得到B组分。
8.根据权利要求3所述的低表面能有机硅防护涂料的制备方法，其特征在于，所述按照重量称取85～87份四乙氧基硅烷，8～10份三乙氧基硅烷，3～7份正丁醇，混合均匀后过滤，得到B组分，包括：
按照重量称取85～87份四乙氧基硅烷，8～10份三乙氧基硅烷，3～7份正丁醇，混合均匀后，用100-150目滤网过滤得到B组分。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210507

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