CN113831802A

CN113831802A - 一种高附着力耐磨防护涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN113831802A
Application number: CN202111286254.0A
Authority: CN
Inventors: 赵耀洪; 盘思伟; 钱艺华; 王青; 郭国伟; 张威; 方鹏飞; 李媛媛; 牛莉
Original assignee: Guangdong Power Grid Co Ltd; Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corp; Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Current assignee: Guangdong Power Grid Co Ltd; Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corp; Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority date: 2021-11-02
Filing date: 2021-11-02
Publication date: 2021-12-24
Anticipated expiration: 2041-11-02
Also published as: CN113831802B

Abstract

本发明公开了一种高附着力耐磨防护涂料及其制备方法。涂料包括甲组分和乙组分；甲组分包括羟基丙烯酸树脂、有机硅树脂、乙酸丁酯、芳香烃溶剂、乙二醇丁醚、消泡剂、流平剂、固化促进剂、羟基硅油、防沉剂；乙组分包括固化剂、乙酸丁酯、芳香烃溶剂。本发明的高附着力耐磨防护涂料用于T型电缆接头，涂层致密光滑，耐磨性好、不易开裂，可长期发挥作用；另外，涂层附着力高、密封性强，其固化后与应力锥紧密包裹粘附，具有较强的防水防潮效果。

Description

一种高附着力耐磨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，尤其涉及一种高附着力耐磨防护涂料及其制备方法。

背景技术

环网供电能将用电负荷进行合理分配，缩短供电距离，是一种供电可靠性高、供电质量好的供电方式。实现环网供电的关键设备就是环网柜，T型电缆接头是其重要构成部件，主要用于环网柜的进、出线电缆接头或者电缆分接箱内。T型电缆接头由电缆、接线端子、导电杆以及T型绝缘护套组成，电缆线芯由应力锥固定，并通过接线端子与导电杆连接。在安装T型电缆接头时，为防止环网柜水汽进入接头内部，同时避免杂质混入磨损接头，常在其接头内部涂抹硅脂，从而起到绝缘、密封润滑及防潮作用。

由目前环网柜T型电缆接头故障统计可知，T型接头内部连接部位局部电场应力加剧或明显局部放电是造成其故障的最主要原因。这是由于T型连接头在安装过程中内部硅脂涂抹不均匀或操作不规范对硅脂造成磨损，电缆运行一段时间后，所使用的硅脂与硅橡胶护套之间发生互溶，其干涸后绝缘护套与应力锥之间的界面会产生气隙，使局部电场增大，外界水分子或杂质沿着缝隙渗入并与导体接触，进一步加剧放电，最终导致T型绝缘护套被击穿。当T型电缆接头由于放电而损坏时，整个环网柜会自动断电，T型电缆接头需重新安装制作，严重影响供电可靠性。

因硅脂耐磨性差以及密封性不好，导致T型接头出现局放性能和绝缘性能差、易老化、使用寿命短等问题。因此，需要开发一种可替代硅脂的、具有高附着力和优异耐磨性能的防护涂料。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高附着力耐磨防护涂料。

本发明的另一目的在于提供上述高附着力耐磨防护涂料的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高附着力耐磨防护涂料，包括甲组分和乙组分，其质量比为100：12～13。

甲组分包括以下质量百分比计的组分：羟基丙烯酸树脂58％-62％、有机硅树脂9％-12％、乙酸丁酯16％-16.5％、芳香烃溶剂11.2％-13.8％、乙二醇丁醚0.4％-0.6％、消泡剂0.2％-0.3％、流平剂0.2％-0.3％、固化促进剂0.1％-0.2％、羟基硅油0.25％-0.4％、防沉剂0.1％-0.2％。

乙组分包括以下质量百分比计的组分：固化剂40％-50％、乙酸丁酯35％-45％、芳香烃溶剂8％-15％。

优选地，所述羟基丙烯酸树脂为海名斯徳谦(Hypomer)公司牌号FS-2060AF的羟基丙烯酸树脂。

优选地，所述有机硅树脂为道康宁公司牌号RSN-6018的有机硅树脂。

优选地，甲组分中所述芳香烃溶剂为二甲苯和三甲苯(S-100C)的混合物；更优选地，为1.2％-1.8％的二甲苯和10％-12％的三甲苯的混合物。

优选地，所述消泡剂为有机硅消泡剂；更优选地，为德国毕克(BYK)公司牌号为066N的消泡剂。

优选地，所述流平剂为丙烯酸酯流平剂；更优选地，为德国迪高(TEGO)公司牌号为370的流平剂。

优选地，所述固化促进剂为锡类促进剂；更优选地，为四价有机锡化合物；最优选地，为德谦公司牌号为Tin-22的固化促进剂。

优选地，所述羟基硅油为山东大易化工公司牌号为DY-OH502的羟基硅油。

优选地，所述防沉剂为聚脲型防沉剂；更优选地，为德国毕克(BYK)公司牌号为410的防沉剂。

优选地，所述固化剂为聚氨酯固化剂；更优选地，为六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体固化剂；最优选地，为日本旭化成公司牌号为TPA-100的固化剂。

优选地，乙组分中所述芳香烃溶剂为二甲苯。

上述高附着力耐磨防护涂料的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)按照甲组分制备混合物A：将乙酸丁酯与芳香烃溶剂混匀，再与、乙二醇丁醚、有机硅树脂、消泡剂、流平剂、羟基丙烯酸树脂、羟基硅油、固化促进剂、防沉剂混匀，过滤，得到混合物A；

(2)按照乙组分制备混合物B：将乙酸丁酯和芳香烃溶剂搅拌，加入固化剂，再次搅拌，过滤，得到混合物B；

(3)使用前，将步骤(1)所述混合物A、步骤(2)所述混合物B混合均匀，得到防凝露涂料。

优选地，步骤(1)中各物质的添加及处理顺序为：乙酸丁酯中依次加入芳香烃溶剂、乙二醇丁醚，搅拌，加入有机硅树脂、搅拌，加入消泡剂、流平剂，搅拌，加入羟基丙烯酸树脂，搅拌，加入羟基硅油、固化促进剂，搅拌，加入防沉剂，搅拌，过滤。

优选地，加入所述羟基丙烯酸树脂前搅拌转速为500-800r/min，加入羟基丙烯酸树脂后转速为1000-1600r/min。

优选地，所述搅拌的时间均为10-35min。

优选地，步骤(2)所述搅拌为400-500r/min搅拌10-20min。

优选地，步骤(2)所述再次搅拌为400-500r/min搅拌30-35min，再700-800r/min搅拌20-25min。

优选地，步骤(1)和(2)中所述过滤采用的滤网为80-100目。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、涂料附着力高、密封性强：T型绝缘护套的硅橡胶表面由一层非极性的甲基基团构成，其侧链含有乙烯基、苯基、三氟丙基等有机基团，具有一定的反应活性。选用的道康宁6018硅烷主要成分是含硅羟基的有机硅树脂，将其溶解在有机溶剂中，硅烷上的有机官能团与硅橡胶发生相互作用，产生优异的附着力。涂层固化后形成致密光滑的固态密封涂层，既能牢固的附着在硅橡胶上，又与应力锥紧密包裹粘附，具有良好的密封效果，不易开裂，解决水汽和其他杂质渗入T型电缆接头内部的现实问题，达到较强的防护效果。

2、涂料耐磨性好：添加的羟基硅油DY-OH502是由硅氧烷单体聚合而成、其分子两末端带有羟基，交联后可有效提升涂层耐磨性，从而避免T型电缆接头因安装运行等造成的磨损问题、提高涂料使用率。

3、涂料疏水性高、防水防潮性优异：添加的道康宁6018硅烷与羟基丙烯酸树脂交联后显著提高涂层的疏水性，达到防水防潮的目的。

附图说明

图1是实施例一与对比例二的附着力测试结果图；其中，(a)为实施例一，(b)为对比例二。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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作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。

实施例一

(1)称取质量百分比计的甲组分：称取16.3％的乙酸丁酯加入分散容器，开启搅拌器控制转速为600r/min，依次加入10.5％的S-100C、1.5％的二甲苯和0.5％的乙二醇丁醚，持续搅拌15min。

(2)称取10％的有机硅树脂(道康宁，RSN-6018)加入分散容器中，在800r/min的转速下搅拌15min，再依次将0.3％的消泡剂(BYK，066N)和0.3％的流平剂(TEGO Flow 370)加入分散容器，继续搅拌30min。

(3)称取60％的羟基丙烯酸树脂(Hypomer，FS-2460AF)加入分散容器中，在1600r/min的速度下分散30min，形成均匀分散液。

(4)再称取0.3％的羟基硅油(山东大易化工，DY-OH502)、0.1％的固化促进剂(德谦，TIN-22)加入分散容器，搅拌30min，加入0.2％的防沉剂(BYK，410)，在1200r/min的速度下持续搅拌15min致使浆料分散均匀，用80目滤网过滤，得到混合物A。

(5)称取质量百分比计的乙组分：称取40％的乙酸丁酯和10％的S-100C加入分散容器中，开启搅拌器控制转速为500r/min，搅拌10min，再加入50％的固化剂(旭化成，TPA-100)混合搅拌30min，之后调整转速为750r/min，继续搅拌20min，停止，用80目滤网过滤，得到混合物B。

(6)使用前，将步骤(4)中配制的混合物A和步骤(5)中配制的混合物B按照质量比100:12.5混合均匀，即可。

实施例二

(1)称取质量百分比计的甲组分：称取16.5％的乙酸丁酯加入分散容器，开启搅拌器控制转速为500r/min，依次加入10％的S-100C溶剂、1.2％的二甲苯和0.4％的乙二醇丁醚，持续搅拌10min。

(2)称取9％的有机硅树脂(道康宁，RSN-6018)加入分散容器中，在700r/min的转速下搅拌18min，再依次将0.25％的消泡剂(BYK，066N)和0.25％的流平剂(TEGO Flow 370)加入分散容器，继续搅拌30min。

(3)称取58％的羟基丙烯酸树脂(Hypomer，FS-2460AF)加入分散容器中，在1500r/min的速度下分散35min，形成均匀分散液。

(4)再称取0.25％的羟基硅油(山东大易化工，DY-OH502)、0.15％的固化促进剂(德谦，TIN-22)加入分散容器，搅拌20min后，加入0.1％的防沉剂(BYK，410)，在1000r/min的速度下持续搅拌20min致使浆料分散均匀，用100目滤网过滤，得到混合物A。

(5)称取质量百分比计的乙组分：称取35％的乙酸丁酯和8％的S-100C加入分散容器中，开启搅拌器控制转速为450r/min，搅拌10min，再加入40％的固化剂(旭化成，TPA-100)混合搅拌30min，之后调整转速为800r/min，继续搅拌20min，停止，用100目滤网过滤，得到乙组份；

(6)使用前，将步骤(4)中配制的混合物A和步骤(5)中配制的混合物B按照质量比100:12混合均匀即可。

实施例三

(1)按称取质量百分比计的甲组分：称取16％的乙酸丁酯加入分散容器，开启搅拌器控制转速为550r/min，依次加入质量比为11％的S-100C、1.6％的二甲苯和0.6％的乙二醇丁醚，持续搅拌12min。

(2)称取12％的有机硅树脂(道康宁，RSN-6018)加入分散容器中，在800r/min的转速下搅拌15min，再依次将0.2％的消泡剂(BYK，066N)和0.2％的流平剂(TEGO Flow 370)加入分散容器，继续搅拌30min。

(3)称取62％的羟基丙烯酸树脂(Hypomer，FS-2460AF)加入分散容器中，在1600r/min的速度下分散25min，形成均匀分散液。

(4)再称取0.35％的羟基硅油(山东大易化工，DY-OH502)、0.2％的固化促进剂(德谦，TIN-22)加入分散容器，搅拌25min后，加入0.15％的防沉剂(BYK，410)，在1100r/min的速度下持续搅拌18min致使浆料分散均匀，用90目滤网过滤，得到混合物A。

(5)称取质量百分比计的乙组分：称取45％的乙酸丁酯和11.5％的S-100C加入分散容器中，开启搅拌器控制转速为500r/min，搅拌10min，再加入45％的固化剂(旭化成，TPA-100)混合搅拌30min，之后调整转速为700r/min，继续搅拌25min停止，用100目滤网过滤，得到混合物B。

(6)使用前，将步骤(4)中配制的混合物A和步骤(5)中配制的混合物B按照质量比100:12.8混合均匀即可。

上述实施例1-3中制备的涂料具体检测结果见表1。

表1

对比例一

本例提供了一种防护涂料，该防护涂料的组成与实施例一相比，区别在于，本例甲组份中不含羟基硅油(DY-OH502)。

测试本例中防护涂料的性能，采用橡胶砂轮CS-10对涂覆该防护涂料的样板进行旋转摩擦来测定涂层的耐磨性，样板经过规定转数1000r后，观察到涂层表面磨损较为严重。

对比例二

本例提供了一种防护涂料，该防护涂料的组成与实施例一相比，区别在于，本例甲组份中采用有机硅树脂(SM1046，江苏三木化工)替代有机硅树脂(道康宁RSN-6018)。

将本例所合成的涂料喷涂在T型电缆接头表面，在室温下固化，48h后按划格试验(GB/T 9286-1998，色漆和清漆、漆膜的划格试验)测试其表面附着力，发现该涂层划格交叉点沿边缘有明显的剥落迹象，较实施例一涂料形成的涂层附着力降低(图1)。此外，将该防护涂料涂覆在样板表面，测试其静态水接触角为90°，有所下降，疏水效果变差。

对比例三

本例提供了一种防护涂料，该防护涂料的组成与实施例一相比，区别在于，本例甲组份中采用羟基丙烯酸树脂(Hypomer，FS-2820)为主体树脂，代替(Hypomer，FS-2460AF)。

将本例所合成的涂料喷涂在T型电缆接头表面，在室温下固化，48h后按划格试验测试其表面附着力，发现该涂层划格交叉点沿边缘有明显的剥落迹象，同样较实施例一涂料形成的涂层附着力降低。

对比例四

本例提供了一种防护涂料，该防护涂料的组成与实施例一相比，区别在于，本例甲组份中有机硅树脂(道康宁，RSN-6018)的含量为20％。

测试本例中防护涂料的涂层的附着力，测试后同样发现该涂层的附着力较实施例一涂料形成的涂层降低，当有机硅树脂加入的量过多时，其上的硅羟基之间相互缩合形成网络，将会降低其反应活性，从而降低交联密度，最终导致自身性能明显降低。

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

1.一种高附着力耐磨防护涂料，其特征在于，包括甲组分和乙组分；

甲组分包括以下质量百分比计的组分：羟基丙烯酸树脂58％-62％、有机硅树脂9％-12％、乙酸丁酯16％-16.5％、芳香烃溶剂11.2％-13.8％、乙二醇丁醚0.4％-0.6％、消泡剂0.2％-0.3％、流平剂0.2％-0.3％、固化促进剂0.1％-0.2％、羟基硅油0.25％-0.4％和防沉剂0.1％-0.2％；

乙组分包括以下质量百分比计的组分：固化剂40％-50％、乙酸丁酯35％-45％和芳香烃溶剂8％-15％。

2.根据权利要求1所述高附着力耐磨防护涂料，其特征在于，所述甲组分和乙组分的质量比为100：12～13。

3.根据权利要求1所述高附着力耐磨防护涂料，其特征在于，

甲组分中所述芳香烃溶剂为二甲苯和三甲苯的混合物；

所述消泡剂为有机硅消泡剂；

所述流平剂为丙烯酸酯流平剂；

所述固化促进剂为锡类促进剂；

所述防沉剂为聚脲型防沉剂；

所述固化剂为聚氨酯固化剂；

乙组分中所述芳香烃溶剂为二甲苯。

4.根据权利要求3所述高附着力耐磨防护涂料，其特征在于，

甲组分中所述芳香烃溶剂为1.2％-1.8％的二甲苯和10％-12％的三甲苯的混合物；

所述固化促进剂为四价有机锡化合物；

所述固化剂为六亚甲基二异氰酸酯三聚体固化剂。

5.权利要求1-4任一项所述高附着力耐磨防护涂料的制备方法，其特征在于，

(1)按照甲组分制备混合物A：将乙酸丁酯与芳香烃溶剂混匀，再与乙二醇丁醚、有机硅树脂、消泡剂、流平剂、羟基丙烯酸树脂、羟基硅油、固化促进剂、防沉剂混匀，过滤，得到混合物A；

(3)使用前，将步骤(1)所述混合物A、步骤(2)所述混合物B混合均匀，得到高附着力耐磨防护涂料。

6.根据权利要求5所述高附着力耐磨防护涂料的制备方法，其特征在于，

步骤(1)中各物质的添加及处理顺序为：乙酸丁酯中依次加入芳香烃溶剂、乙二醇丁醚，搅拌，加入有机硅树脂、搅拌，加入消泡剂、流平剂，搅拌，加入羟基丙烯酸树脂，搅拌，加入羟基硅油、固化促进剂，搅拌，加入防沉剂，搅拌，过滤；

加入所述羟基丙烯酸树脂前搅拌转速为500-800r/min，加入羟基丙烯酸树脂后转速为1000-1600r/min；

所述搅拌的时间均为10-35min。

7.根据权利要求5所述高附着力耐磨防护涂料的制备方法，其特征在于，

步骤(2)所述搅拌为400-500r/min搅拌10-20min；

步骤(2)所述再次搅拌为400-500r/min搅拌30-35min，再700-800r/min搅拌20-25min。

8.根据权利要求5所述高附着力耐磨防护涂料的制备方法，其特征在于，步骤(1)和(2)中所述过滤采用的滤网为80-100目。