CN112920708A - 一种防凝露涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防凝露涂料及其制备方法，涉及涂料技术领域。本发明提供的防凝露涂料，以氟硅树脂为主体，该氟硅树脂低表面能涂料由于兼具有机硅树脂和有机氟树脂，提高涂料中具有低表面能性质的成分，在此基础上，配以其他树脂体系、交联剂及助剂，可赋予涂料优越的耐候性能、憎水性能等，因此有着长效持久的防凝露效果和优秀的低表面能性能。将其喷涂在配电设备表面，可以长期改善绝缘件和柜体的表面性能，防止凝露的发生，且可大大降低配电设备防凝露装置的建造和运维成本。

Description

一种防凝露涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种防凝露涂料及其制备方法。
背景技术
在电力系统中，各类开关、控制、端子柜等电力设备作为连接电网的核心，其是否能够安全稳定的运行影响着电网的可靠性。当配电设备运行于相对湿度较大或温差较大地区时，其柜体表面以及绝缘件表面极易产生凝露，从而造成电力事故。常用的防凝露手段是通过破坏凝露生成的物理条件来抑制凝露的产生，即加装各种加热、通风、除湿设备保持配电设备柜内环境干燥，这样造成了大量额外做功，且效果也差强人意。目前，电力系统凝露治理思想已从控制外部因素(环境的温湿度等)，转变为从凝露的内因，水汽与设备表面材料的作用机理来考虑，通过涂覆防凝露涂料降低设备的表面自由能，来增大水在设备表面凝结的热力学势垒，从而防止凝露及其次生危害的产生，同时设备表面也不会因潮气的产生而造成大面积锈蚀，可极大的提高设备利用率。
现有的低表面能涂料主要以氟碳树脂或有机硅材料为主体树脂，但由于氟碳树脂或有机硅树脂中仍不可避免地存在一定比例的极性基团，限制了其表面自由能的进一步下降，在实际应用时由于滚动角仍相对较大(通常大于15°)，因此其疏水性和防凝露效果仍不十分理想。此外，涂料防凝露特性受温湿度等环境因素影响大，会因温湿度、浸水影响而丧失憎水特性，进而导致防凝露性能持续时间较短。
发明内容
本发明目的在于，提供一种防凝露涂料及其制备方法，以解决现有涂料防凝露特性受温湿度等环境因素影响大，会因温湿度、浸水影响而丧失憎水特性，进而导致防凝露性能持续时间较短的问题。
为实现上述目的，本发明实施例采取了如下技术方案：
一种防凝露涂料，一种防凝露涂料，所述涂料包括A组分和B组分；
所述A组分包括氟硅树脂、丙二醇甲醚醋酸酯、氨酯级醋酸丁酯、羟基丙烯酸树脂、聚硅氧烷和乙二醇丁醚；所述B组分包括醋酸丁酯和固化剂。
优选地，所述A组分和所述B组分的质量比为10：(0.8～1.5)。
优选地，，所述A组分包括以下重量份的原料：
Figure BDA0002921190550000021
优选地，所述B组分包括以下重量份的原料：
醋酸丁酯 40～50份；
固化剂 50～60份。
优选地，所述涂料还包括：
分散剂、消泡剂、流平剂、固化促进剂、附着力促进剂、钛白粉、炭黑、柠檬黄和防沉剂。
优选地，所述涂料还包括以下重量份的原料：
Figure BDA0002921190550000022
Figure BDA0002921190550000031
本发明实施例还提供一种防凝露涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1，按照重量份称取13～14份的丙二醇甲醚醋酸酯、10～12份氨酯级醋酸丁酯和5～8份的羟基丙烯酸树脂，混合后搅拌均匀形成均匀液；
S2，将所述均匀液研磨至细度小于或等于90微米的均匀细液；
S3，按照重量份称取48～51份的氟硅树脂、1.4～1.8份的乙二醇丁醚和3～4份的聚硅氧烷，并加入固化促进剂、附着力促进剂混合后搅拌均匀，再加入防沉剂继续搅拌致使浆料分散均匀，用滤网过滤后得到A组分；
S4，称取重量份为40～50份的醋酸丁酯和50～60份的固化剂，混合均匀配得到B组分。
优选地，还包括如下步骤：
S5，将配制的所述A组分与所述B组分按照质量比10：(0.8～1.5)混合均匀。
优选地，步骤S1还包括：在所述均匀液中依次加入分散剂、消泡剂、流平剂、钛白粉、炭黑和柠檬黄。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的防凝露涂料以氟硅树脂为基体树脂，其表面能较低，再与羟基丙烯酸树脂交联固化，生成具有良好耐溶剂、耐候性、耐温变的的致密涂层。该涂料通过各组分相互作用，提高了涂层表面的疏水性，与水的接触角显著增大，滚动角减小，涂层的表面能低至25mJ/m2以下，防凝露性能较好。
(2)本发明提供的防凝露涂料制备过程简单，制备的涂料具有高效、长效持久的防凝露效果，涂层不易被破坏，并具有优异的低表面能特性，适用于潮湿多雨、温差较大等环境下的电力设备防凝露；
(3)本发明提供的防凝露涂料的使用方法简单，涂料的主要组分与混合溶剂现场混合均匀后使用，仅需在设备表面喷涂或刷涂即可，无需其他较复杂的工艺，提高了工作效率，且该防凝露涂料附着力好、对设备无伤害。
(4)本发明提供的防凝露涂料，以氟硅树脂为主体，该氟硅树脂低表面能涂料由于兼具有机硅树脂和有机氟树脂，提高涂料中具有低表面能性质(非极性基团)的成分，在此基础上，配以其他树脂体系、交联剂及助剂，可赋予涂料优越的耐候性能、憎水性能等，因此有着长效持久的防凝露效果和优秀的低表面能性能。将其喷涂在配电设备表面，可以长期改善绝缘件和柜体的表面性能，防止凝露的发生，且可大大降低配电设备防凝露装置的建造和运维成本。
(5)本发明提供的防凝露涂料，其低表面能长效防凝露功能涂料不仅具有极高的静态接触角以减小凝露在其表面的粘附，还具有较长寿命和较强机械性能以满足在复杂电气环境中运行要求，而且具有耐溶剂、耐候耐久等优良特性。
附图说明
图1为涂覆本发明实施例1提供的防凝露涂料的涂层表面静态水接触角图；
图2为涂覆本发明对比例1提供的的防凝露涂料的涂层表面静态水接触角图。
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
本实施例提供一种防凝露涂料，使用在电力设备低表面能长效防凝露，该防凝露涂料的A组分，由以下重量份的物质混合后用80～100目滤网过滤制成：
5～8份的4470羟基丙烯酸树脂、48～51份的氟硅树脂、13～14份的丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)、10～12份的氨酯级醋酸丁酯、1.4～1.8份的乙二醇丁醚、0.2～0.4份的分散剂、0.45～0.55份的消泡剂、0.45～0.55份的消泡剂、0.25～0.35份的流平剂、0.1～0.2份的TIN～22固化促进剂、0.3～0.4份的PPB附着力促进剂、10～11份的998钛白粉、0.1～0.2份的MA～100炭黑、0.05～0.1份的501柠檬黄、0.1～0.2份的R～972防沉剂、3～4份的DG5001聚硅氧烷。
在本实施例中，采用的分散剂、消泡剂、消泡剂、流平剂是由德谦(上海)化学有限公司生产的P104S分散剂、5500消泡剂、6800消泡剂、835流平剂。本实施例中，产品前的数字前缀作为产品型号，任何与这些产品作用相同的分散剂、消泡剂或流平剂都可以与上述产品进行等量替换。
防凝露涂料的A组分与B组分混合使用，具体按照质量比主要组分10：混合溶剂(0.8～1.5)的比例混合而成。
B组分由以下重量份的物质组成：40～50份的(氨酯级)醋酸丁酯、50～60份固化剂。在本实施例中，提供拜耳3390固化剂为现有的固化剂，可以直接购买，或由不同厂家生产及提供。
实施例2
一种防凝露涂料的制备方法如下：
(1)按照重量份称取14份的丙二醇甲醚醋酸酯、11份氨酯级醋酸丁酯和7份的4470羟基丙烯酸树脂加入到分散装置中搅拌均匀；
(2)再依次加入重量份为0.3份的P104S分散剂、0.5份的5500消泡剂、0.5份的6800消泡剂、0.3份的835流平剂、10.5份的998钛白粉、0.2份的MA～100炭黑和0.1份的501柠檬黄，在500r/min的转速下分散25分钟，形成均匀分散液；
(3)将步骤(2)中分散均匀的浆料加入锥形磨中研磨至细度达80微米后加入分散容器；
(4)再称取重量份50份的氟硅树脂、0.1份的TIN～22固化促进剂、0.3份的PPB附着力促进剂、1.5份的乙二醇丁醚和3.5份的DG5001聚硅氧烷加入分散容器，搅拌均匀后加入0.2份的R～972防沉剂，在1000转/分钟的速度下继续搅拌50分钟致使浆料分散均匀，用90目滤网过滤得到涂料的主要组分；
(5)称取重量份为45份的醋酸丁酯和重量份为55份的3390固化剂，并将其混合均匀配制成混合溶剂；
(6)使用前，将步骤(4)中配制的涂料的主要组分和步骤(5)中配制的混合溶剂按照质量比10：1.1混合均匀。
实施例3
一种防凝露涂料的制备方法如下：
(1)按照重量份称取13.5份的丙二醇甲醚醋酸酯、10.5份氨酯级醋酸丁酯和6.5份的4470羟基丙烯酸树脂加入到分散装置中搅拌均匀；
(2)再依次加入重量份为0.35份的P104S分散剂、0.45份的5500消泡剂、0.45份的6800消泡剂、0.25份的835流平剂、10份的998钛白粉、0.15份的MA～100炭黑和0.08份的501柠檬黄，在900r/min的转速下分散30分钟，形成均匀分散液；
(3)将步骤(2)中分散均匀的浆料加入锥形磨中研磨至细度达90微米后加入分散容器；
(4)再称取重量份49份的氟硅树脂、0.1份的TIN～22固化促进剂、0.3份的PPB附着力促进剂、1.45份的乙二醇丁醚和3份的DG5001聚硅氧烷加入分散容器，搅拌均匀后加入0.2份的R～972防沉剂，在800转/分钟的速度下继续搅拌60分钟致使浆料分散均匀，用80目滤网过滤得到涂料的主要组分；
(5)按照乙组分的配方称取重量份为40份的醋酸丁酯和重量份为60份的3390固化剂，并将其混合均匀配制成混合溶剂；
(6)使用前，将步骤(4)中配制的涂料的主要组分和步骤(5)中配制的混合溶剂按照质量比10：0.8混合均匀。
实施例4
一种防凝露涂料的制备方法如下：
(1)按照重量份称取13.8份的丙二醇甲醚醋酸酯、11.5份氨酯级醋酸丁酯和7.5份的4470羟基丙烯酸树脂加入到分散装置中搅拌均匀；
(2)再依次加入重量份为0.4份的P104S分散剂、0.55份的5500消泡剂、0.55份的6800消泡剂、0.35份的835流平剂、10.8份的998钛白粉、0.18份的MA～100炭黑和0.06份的501柠檬黄，在1000转/分钟的速度下分散35分钟，形成均匀分散液；
(3)将步骤(2)中分散均匀的浆料加入锥形磨中研磨至细度达70微米后加入分散容器；
(4)再称取重量份51份的氟硅树脂、0.15份的TIN～22固化促进剂、0.35份的PPB附着力促进剂、1.6份的乙二醇丁醚和4份的DG5001聚硅氧烷加入分散容器，搅拌均匀后加入0.2份的R～972防沉剂，在1200转/分钟的速度下继续搅拌60分钟致使浆料分散均匀，用80目滤网过滤得到涂料的主要组分；
(5)按照乙组分的配方称取重量份为50份的醋酸丁酯和重量份为50份的3390固化剂，并将其混合均匀配制成混合溶剂；
(6)使用前，将步骤(4)中配制的涂料的主要组分和步骤(5)中配制的混合溶剂按照质量比10：1.5混合均匀。
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实施例1相比，区别在于，本例中将氟硅树脂改为氟碳树脂HLR～6。
分别将上述三个实施例及一个对比例所合成的涂料喷涂在钢板上，在室温下固化，48h后测试其表面接触角并计算表面能，测试数据如表1所示。
表1各实施例及对比例的接触角及表面能测试数据
水接触角(°) 二碘甲烷接触角(°) 甲酰胺接触角(°) 表面能(mJ/m2)
实施例1 103 92 73 23.43
实施例2 104 87 69 24.06
实施例3 104 92 71 24.65
对比例1 91 75 34 47.98
从表1可以看出，实施例1至3相对于对比例1的接触角明显提高、表面能明显降低，且低于25mJ/m2，结合附图图1和图2，其中，图1为涂覆本发明实施例1提供的防凝露涂料的涂层表面静态水接触角图；图2为涂覆本发明对比例1提供的的防凝露涂料的涂层表面静态水接触角图。可以看出本发明的氟硅树脂涂料具有优异的疏水防凝露性能。
上述实施例中制备的防凝露涂料经过检测达到的指标如表2所示。
表2实施例1-3制备的防凝露涂料经过检测达到的指标
Figure BDA0002921190550000081
结果表明，实施例1～3制得的防凝露涂料有着长效持久的防凝露效果和优秀的低表面能性能。将其喷涂在配电设备表面，可以长期改善绝缘件和柜体的表面性能，防止凝露的发生其低表面能长效防凝露功能涂料不仅具有极高的静态接触角以减小凝露在其表面的粘附，还具有较长寿命和较强机械性能以满足在复杂电气环境中运行要求，而且具有耐溶剂、耐候耐久等优良特性。
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 (9)

1.一种防凝露涂料，其特征在于，所述涂料包括A组分和B组分；
所述A组分包括氟硅树脂、丙二醇甲醚醋酸酯、氨酯级醋酸丁酯、羟基丙烯酸树脂、聚硅氧烷和乙二醇丁醚；
所述B组分包括醋酸丁酯和固化剂。
2.根据权利要求1所述的防凝露涂料，其特征在于，所述A组分和所述B组分的质量比为10：(0.8～1.5)。
3.根据权利要求1所述的防凝露涂料，其特征在于，所述A组分包括以下重量份的原料：
Figure FDA0002921190540000011
4.根据权利要求1所述的防凝露涂料，其特征在于，所述B组分包括以下重量份的原料：
醋酸丁酯 40～50份；
固化剂 50～60份。
5.根据权利要求1所述的防凝露涂料，其特征在于，所述涂料还包括：
分散剂、消泡剂、流平剂、固化促进剂、附着力促进剂、钛白粉、炭黑、柠檬黄和防沉剂。
6.根据权利要求5所述的防凝露涂料，其特征在于，所述涂料还包括以下重量份的原料：
Figure FDA0002921190540000021
7.一种防凝露涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，按照重量份称取13～14份的丙二醇甲醚醋酸酯、10～12份氨酯级醋酸丁酯和5～8份的羟基丙烯酸树脂，混合后搅拌均匀形成均匀液；
S2，将所述均匀液研磨至细度小于或等于90微米的均匀细液；
S3，按照重量份称取48～51份的氟硅树脂、1.4～1.8份的乙二醇丁醚和3～4份的聚硅氧烷，并加入固化促进剂、附着力促进剂混合后搅拌均匀，再加入防沉剂继续搅拌致使浆料分散均匀，用滤网过滤后得到A组分；
S4，称取重量份为40～50份的醋酸丁酯和50～60份的固化剂，混合均匀配得到B组分。
8.根据权利要求7所述的防凝露涂料的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：
S5，将配制的所述A组分与所述B组分按照质量比10：(0.8～1.5)混合均匀。
9.根据权利要求7所述的防凝露涂料的制备方法，其特征在于，步骤S1还包括：在所述均匀液中依次加入分散剂、消泡剂、流平剂、钛白粉、炭黑和柠檬黄。
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