CN113061361B - 一种接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，其特征在于，用于隧洞内接触网组件的腐蚀与憎污防护，所述防腐蚀导电憎污涂料包括以下质量份比的组分：成膜树脂10～20份，有机硅单体55～65份，交联剂0.5～2.5份，界面粘接剂5～10份，催化剂0.1～0.3份，导电填料30～60份，缓蚀钝化剂1～3份，定向排布剂0.2～0.4份，防沉剂3～6份，溶剂10～20份，消泡剂0.3份～0.8份，颜填料5～20份；其中，所述成膜树脂为有机硅改性双酚A环氧树脂。该憎污涂料成膜后，涂膜致密、硬度高、表面能低，具有优异的耐盐雾腐蚀、耐湿热腐蚀、导电和憎污性能，可满足高铁接触网组件隧道内憎污、防腐蚀和导电需求。

Description

一种接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料

技术领域

本发明属于接触网组件涂料领域，具体涉及一种接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，应用于电气化铁路接触网工程。

背景技术

近海隧道内的高铁接触网组件长期服役在非常严酷特殊的腐蚀环境中，存在明显的腐蚀问题，目前采用了热浸锌涂层和热喷涂锌铝等防腐蚀涂层工艺。因隧洞环境为半封闭状态，内部存在大量的含可溶性盐的腐蚀性灰尘污染物，这些腐蚀性污染物在高铁通过时的气流作用下，易分散在空气中，并逐渐沉积在高铁接触网组件表面，相比常规的大气状态下，隧道内无雨水冲淋作用，腐蚀性污染物易于沉积在接触网组件表面，且不易清洗清除。腐蚀性污染物在高铁接触网组件金属涂层的附着，易加速涂层和基材的腐蚀，降低涂层防护性能和组件的使用寿命。

因此在表面采用憎污涂层技术方案，减少灰尘的沉积，有助于提升涂层的防腐蚀性能和延长高铁接触网组件的使用寿命和维护周期。

目前常规憎污涂层主要为有机硅、有机氟硅和氟碳等涂层，具有一定的绝缘性，这些涂层的在接触网组件的使用会影响接触网的导电性能，而适用于高铁接触网组件使用需求的憎污涂料需同时具有导电性能，目前尚无相关的涂料技术及产品。

因此，提供一种接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，以应用于我国灰尘环境中高铁接触网钢质组件的表面防护，势在必行。

发明内容

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明要解决的关键技术难点包括：

1、目前常规憎污涂层主要为有机硅、有机氟硅和氟碳等涂层，具有一定的绝缘性，这些涂层的在接触网组件的使用会影响接触网的导电性能，因此，本发明要解决的关键问题之一是憎污涂料的导电性能；

2、接触网组件的现有表面防腐涂层无自清洁能力，其表面容易沉积灰尘污染物，因此，本发明要解决的关键问题之二是憎污涂料的表面自清洁能力；

3、本发明要解决的关键问题之三是憎污涂料不得降低原有防腐涂层体系的防腐能力。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，用于隧洞内接触网组件的腐蚀与憎污防护，所述防腐蚀导电憎污涂料包括以下质量份比的组分：

成膜树脂10～20份，有机硅单体55～65份，交联剂0.5～2.5份，界面粘接剂5～10份，催化剂0.1～0.3份，导电填料30～60份，缓蚀钝化剂1～3份，定向排布剂0.2～0.4份，防沉剂3～6份，溶剂10～20份，消泡剂0.3份～0.8份，颜填料5～20份；

其中，所述成膜树脂为有机硅改性双酚A环氧树脂。

进一步优选地，所述有机硅单体选用甲基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷中的一种或任意组合。

进一步优选地，所述交联剂选用正硅酸乙酯、正硅酸甲酯中的一种或组合。

进一步优选地，所述界面粘接剂选用氨丙基三乙氧基硅烷。

进一步优选地，所述催化剂选用二月硅酸二丁基锡、有机锌催化剂、有机铋催化剂中的一种或任意组合。

进一步优选地，所述导电填料选用片径为1μm左右的片状铝粉。

进一步优选地，所述缓蚀钝化剂选用钼酸钠、硝酸铈、硼酸盐中的一种或任意组合。

进一步优选地，所述定向排布剂选用聚乙烯吡咯烷酮。

进一步优选地，防沉剂选用有机膨润土。

进一步优选地，所述消泡剂选用聚二甲基硅氧烷类或聚醚类或高级醇类消泡剂。

进一步优选地，所述颜填料为防锈颜料。

上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明的接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，以有机硅改性双酚A环氧树脂为主成膜树脂，配合使用大量的可缩聚交联的有机硅单体和交联剂，以及催化剂、界面粘接剂、缓蚀钝化剂、导电填料、缓蚀钝化剂和定向排布剂，获得具有优异耐腐蚀性和导电性能的憎污涂料。所述憎污涂料成膜后，涂膜致密、硬度高、表面能低，具有优异的耐盐雾腐蚀、耐湿热腐蚀、导电和憎污性能，可满足高铁接触网组件隧道内憎污、防腐蚀和导电需求。

2、本发明的接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，选择有机硅改性双酚A环氧树脂为主成膜树脂，可提高初期成膜性，使涂料快速成膜，改性双酚A环氧树脂使涂料与基材具有良好的结合强度；涂料中有机硅单体和交联剂，在催化剂和空气中水份作用下，可与有机硅改性双酚A环氧树脂缩聚，形成高致密、高硬度有机硅涂膜，大量有机硅单体和交联剂的使用，可有效降低涂膜的表面能，提高涂膜硬度和致密性，较低的表面能使腐蚀性污染物不易在其表面粘附，高致密、高硬度表面使涂膜不存在毛细吸附作用，降低了污染物在其表面的吸附力，有助于沉积污染物在气流流动作用下从涂层表面清除。另外，大量有机硅单体的使用可有效降低涂料的粘度，增加涂料固含量，降低溶剂使用量，较低的粘度可有助于涂料向热浸锌和热喷涂涂层孔隙中的渗透，使涂料具有优异的封孔效果，从而提高涂层体系整体的防腐蚀性能，同时，较低的溶剂使用量，可减少环境污染。

3、本发明的接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，以片状铝粉为导电填料，片状铝粉在定向排布剂的作用下，可形成连续平整的层状分布结构，使涂料具有导电性能的同时，具有优异的屏蔽性能，有效阻隔腐蚀性介质的渗入，提高了涂层的防腐蚀性能；片状铝填料与底层热浸锌和热喷涂锌铝涂层的电位差较低，相比铜、银和石墨烯等高电位的导电填料，不存在电偶腐蚀问题；片状铝填料形成的层状结构，不会影响涂膜表面的粗超度，从而不会影响涂层的憎污易清洁性能；涂料中缓蚀钝化剂的使用，可同时使片状铝填料和底层的热喷涂锌铝涂层形成钝化膜，进一步提升涂层体系的防腐蚀性能；涂料中界面粘接剂氨丙基三乙氧基硅烷的使用，可有效增加填料与树脂的粘接性能，提高涂层的整体强度。

4、本发明的接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，利用有机膨润土的触变性，提高片状铝导电填料和颜料的分散稳定性、改变填料的悬浮性能。

5、本发明的接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，选用乙醇和丙二醇甲醚中的混合液为溶剂，两者具有良好的相容性，乙醇溶剂对有机硅树脂具有良好的溶解性，丙二醇甲醚对双酚A环氧树脂具有良好的溶剂性，混合溶剂的使用可使涂料保持良好的均一性，提高涂层的综合性能。

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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

作为本发明的一种较佳实施方式，本发明提供一种接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，用于隧洞内接触网组件的腐蚀与憎污防护，所述防腐蚀导电憎污涂料包括以下质量份比的组分：

成膜树脂10～20份，有机硅单体55～65份，交联剂0.5～2.5份，界面粘接剂5～10份，催化剂0.1～0.3份，导电填料30～60份，缓蚀钝化剂1～3份，定向排布剂0.2～0.4份，防沉剂3～6份，溶剂10～20份，消泡剂0.3份～0.8份，颜填料5～20份；

其中，所述成膜树脂为有机硅改性双酚A环氧树脂。

进一步优选地，所述有机硅单体选用甲基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷中的一种或任意组合。

进一步优选地，所述交联剂选用正硅酸乙酯、正硅酸甲酯中的一种或组合。

进一步优选地，所述界面粘接剂选用氨丙基三乙氧基硅烷。

进一步优选地，所述催化剂选用二月硅酸二丁基锡、有机锌催化剂、有机铋催化剂中的一种或任意组合。

进一步优选地，所述导电填料选用片径为1μm左右的片状铝粉。

进一步优选地，所述缓蚀钝化剂选用钼酸钠、硝酸铈、硼酸盐中的一种或任意组合。

进一步优选地，所述定向排布剂选用聚乙烯吡咯烷酮。

进一步优选地，防沉剂选用有机膨润土。

进一步优选地，所述消泡剂选用聚二甲基硅氧烷类或聚醚类或高级醇类消泡剂。

进一步优选地，所述颜填料为防锈颜料。

以下通过实施例对本发明的组分和制备方法作进一步的说明。

实施例1

按质量计配方组分，称取成膜树脂(有机硅改性双酚A环氧树脂SM-60)10份，有机硅单体(甲基三乙氧基硅烷)55份，交联剂(正硅酸乙酯)0.5份，界面粘接剂(氨丙基三乙氧基硅烷)5份，催化剂(二月硅酸二丁基锡)0.1份，导电填料(1μm片状铝粉)30份，缓蚀钝化剂(钼酸钠)1份，定向排布剂(聚乙烯吡咯烷酮)0.2份，防沉剂(有机膨润土)3～6份，溶剂(乙醇6份、丙二醇甲醚4份)10份，消泡剂(Defom 8700)0.3份，颜填料(氧化铁红)5份，混合搅拌均匀后，在砂磨机中碾磨至细度为25μm左右，即得到所述的接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料。

实施例2

按质量计配方组分，称取成膜树脂(有机硅改性双酚A环氧树脂SM-60)20份，有机硅单体(甲基三乙氧基硅烷40份、甲基三氯硅烷25份)65份，交联剂(正硅酸甲酯)2.5份，界面粘接剂(氨丙基三乙氧基硅烷)10份，催化剂(有机铋催化剂)0.3份，导电填料(1μm片状铝粉)60份，缓蚀钝化剂(硝酸铈)3份，定向排布剂(聚乙烯吡咯烷酮)0.4份，防沉剂(有机膨润土)6份，溶剂(乙醇12份、丙二醇甲醚8份)20份，消泡剂(Defom 8700)0.8份，颜填料(氧化铁红)20份，混合搅拌均匀后，在砂磨机中碾磨至细度为25μm左右，即得到所述的接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料。

实施例3

按质量计配方组分，称取成膜树脂(有机硅改性双酚A环氧树脂SM-60)15份，有机硅单体(甲基三乙氧基硅烷40份、二甲基二氯硅烷15份)55份，交联剂(正硅酸乙酯)1.5份，界面粘接剂(氨丙基三乙氧基硅烷)8份，催化剂(二月硅酸二丁基锡)0.2份，导电填料(1μm片状铝粉)50份，缓蚀钝化剂(硝酸铈)2份，定向排布剂(聚乙烯吡咯烷酮)0.3份，防沉剂(有机膨润土)4份，溶剂(乙醇8份、丙二醇甲醚7份)15份，消泡剂(Defom 8700)0.6份，颜填料(氧化铁红)15份，混合搅拌均匀后，在砂磨机中碾磨至细度为25μm左右，即得到所述的接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料。

综上所述，与现有技术相比，本发明的方案存在如下显著优势：

本发明的接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，以有机硅改性双酚A环氧树脂为主成膜树脂，配合使用大量的可缩聚交联的有机硅单体和交联剂，以及催化剂、界面粘接剂、缓蚀钝化剂、导电填料、缓蚀钝化剂和定向排布剂，获得具有优异耐腐蚀性和导电性能的憎污涂料。所述憎污涂料成膜后，涂膜致密、硬度高、表面能低，具有优异的耐盐雾腐蚀、耐湿热腐蚀、导电和憎污性能，可满足高铁接触网组件隧道内憎污、防腐蚀和导电需求。

本发明的接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，选择有机硅改性双酚A环氧树脂为主成膜树脂，可提高初期成膜性，使涂料快速成膜，改性双酚A环氧树脂使涂料与基材具有良好的结合强度；涂料中有机硅单体和交联剂，在催化剂和空气中水份作用下，可与有机硅改性双酚A环氧树脂缩聚，形成高致密、高硬度有机硅涂膜，大量有机硅单体和交联剂的使用，可有效降低涂膜的表面能，提高涂膜硬度和致密性，较低的表面能使腐蚀性污染物不易在其表面粘附，高致密、高硬度表面使涂膜不存在毛细吸附作用，降低了污染物在其表面的吸附力，有助于沉积污染物在气流流动作用下从涂层表面清除。另外，大量有机硅单体的使用可有效降低涂料的粘度，增加涂料固含量，降低溶剂使用量，较低的粘度可有助于涂料向热浸锌和热喷涂涂层孔隙中的渗透，使涂料具有优异的封孔效果，从而提高涂层体系整体的防腐蚀性能，同时，较低的溶剂使用量，可减少环境污染。

本发明的接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，以片状铝粉为导电填料，片状铝粉在定向排布剂的作用下，可形成连续平整的层状分布结构，使涂料具有导电性能的同时，具有优异的屏蔽性能，有效阻隔腐蚀性介质的渗入，提高了涂层的防腐蚀性能；片状铝填料与底层热浸锌和热喷涂锌铝涂层的电位差较低，相比铜、银和石墨烯等高电位的导电填料，不存在电偶腐蚀问题；片状铝填料形成的层状结构，不会影响涂膜表面的粗超度，从而不会影响涂层的憎污易清洁性能；涂料中缓蚀钝化剂的使用，可同时使片状铝填料和底层的热喷涂锌铝涂层形成钝化膜，进一步提升涂层体系的防腐蚀性能；涂料中界面粘接剂氨丙基三乙氧基硅烷的使用，可有效增加填料与树脂的粘接性能，提高涂层的整体强度。

本发明的接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，利用有机膨润土的触变性，提高片状铝导电填料和颜料的分散稳定性、改变填料的悬浮性能。

本发明的接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，选用乙醇和丙二醇甲醚中的混合液为溶剂，两者具有良好的相容性，乙醇溶剂对有机硅树脂具有良好的溶解性，丙二醇甲醚对双酚A环氧树脂具有良好的溶剂性，混合溶剂的使用可使涂料保持良好的均一性，提高涂层的综合性能。

可以理解的是，以上所描述的系统的实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方，或者也可以分布到不同网络单元上。可以根据实际需要选择其中的部分或全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

另外，本领域内的技术人员应当理解的是，在本发明实施例的申请文件中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明实施例的说明书中，说明了大量具体细节。然而应当理解的是，本发明实施例的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明实施例公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明实施例的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、或者对其的描述中。

然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意思：即所要求保护的本发明实施例要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明实施例的单独实施例。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，其特征在于，用于隧洞内接触网组件的腐蚀与憎污防护，所述防腐蚀导电憎污涂料包括以下质量份比的组分：

以有机硅改性双酚A环氧树脂为成膜树脂10～20份，有机硅单体55～65份，交联剂0.5～2.5份，界面粘接剂5～10份，催化剂0.1～0.3份，溶剂10～20份；

导电填料30～60份，定向排布剂0.2～0.4份，缓蚀钝化剂1～3份；

防沉剂3～6份，颜填料5～20份，消泡剂0.3份～0.8份；

所述有机硅单体选用甲基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷中的一种或任意组合；

所述交联剂选用正硅酸乙酯、正硅酸甲酯中的一种或组合；

所述界面粘接剂选用氨丙基三乙氧基硅烷；

所述导电填料选用片状铝粉；

所述定向排布剂选用聚乙烯吡咯烷酮。

2.如权利要求1所述的接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，其特征在于：

所述催化剂选用二月桂 酸二丁基锡、有机锌催化剂、有机铋催化剂中的一种或任意组合。

3.如权利要求1所述的接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，其特征在于：

所述缓蚀钝化剂选用钼酸钠、硝酸铈、硼酸盐中的一种或任意组合。

4.如权利要求1-3任一项所述的接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，其特征在于：

防沉剂选用有机膨润土。

5.如权利要求1-3任一项所述的接触网组件用防腐蚀导电憎污涂料，其特征在于：

所述消泡剂选用聚二甲基硅氧烷类或聚醚类或高级醇类消泡剂；

和/或，

所述颜填料为防锈颜料。