CN115785757A - 一种界面低粘附绝缘涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种界面低粘附绝缘涂层及其制备方法，该界面低粘附绝缘涂层包括如下原料组分制成：甲基乙烯基聚硅氧烷20～60份、溶剂20～70份、改性剂1～5份、固化剂10～15份、纳米填料10～20份、附着力促进剂2～6份、催化剂0.1～0.2份。其制备方法为：将含乙烯基的聚硅氧烷溶解于复合溶剂中，对聚硅氧烷进行物理分散。其次加入乙烯基烷烃，利用双键的加成作用，将长烷链烃接枝在聚硅氧烷侧链上，从而改变聚硅氧烷的物理结构。最后通过固化剂、附着力促进剂、纳米填料、催化剂等添加剂的作用，经过过滤、干燥制备新型低粘附绝缘涂层。该涂层具有良好的自清洁和低粘附性，并且还能应用于电力系统中绝缘材料表面，使其保持良好的绝缘和自清洁性能，延长其使用寿命。

Description

一种界面低粘附绝缘涂层及其制备方法

技术领域

本发明属于绝缘材料技术领域，具体涉及到一种界面低粘附绝缘涂料及其制备方法。

背景技术

目前，电力绝缘设备对纳米材料的需求不断增长。另外其在户外长期运行，导致表面积污严重，需要人工对其清洗。并且在极其恶劣潮湿的环境下容易发生漏电、闪络的现象。

最为传统的方法主要是在设备表面涂敷绝缘涂料，或者在设备运行一段时间后对其进行水冲洗。然而该涂料长时间运行后容易表面积污，低温下表面还会形成覆冰，造成闪络的风险。并且重复对其水冲洗，不仅会影响其本身性能，并且由于其施工的特殊性，也会影响电力系统经济效益和社会效益，甚至会影响到居民的用电问题。故而急需提高设备表面性能，并开发一种新材料提高绝缘设备表面自清洁性，对污秽和冰具有低的黏附力，延长其使用寿命。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种自清洁性良好，可以提高电力设备表面绝缘性能，并且能够高效清洗其表面污秽层的涂层。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种界面低粘附绝缘涂层，其特征在于，包括如下原料组分制成：甲基乙烯基聚硅氧烷20～60份、溶剂20～70份、改性剂1～5份、固化剂10～15份、纳米填料10～20份、附着力促进剂2～6份、催化剂0.1～0.2份。

作为本发明所述绝缘涂层的一种优选方案，其中：所述聚硅氧烷为甲基乙烯基端羟基聚硅氧烷、甲基乙烯基端羟基含氟聚硅氧烷中的一种或两种混合。

作为本发明所述绝缘涂层的一种优选方案，其中：所述溶剂为甲苯、氟化液、四氯乙烯、丙二醇甲醚或二氯乙烯中的一种或多种。

作为本发明所述绝缘涂层的一种优选方案，其中：所述改性剂为含乙烯基的烷烃，碳链长度为6～12个碳原子。

作为本发明所述绝缘涂层的一种优选方案，其中：所述固化剂为甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙基)丙基甲基二甲氧基硅烷的一种或多种。

作为本发明所述绝缘涂层的一种优选方案，其中：所述纳米填料为白炭黑、碳化硅、氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅或碳酸钙中的一种或多种。

作为本发明所述绝缘涂层的一种优选方案，其中：所述附着力促进剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

作为本发明所述绝缘涂层的一种优选方案，其中：所述催化剂为铂催化剂、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、钛酸酯或四甲基氢氧化铵中的一种或多种。

本发明的再一个目的是，解决现有技术中的不足，提供一种界面低粘附绝缘涂层的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案:

一种界面低粘附绝缘涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将聚硅氧烷分散在复合溶剂中，搅拌使其完全分散开；

将乙烯基烷烃和催化剂加入到复合溶剂中，加热至60～100℃，搅拌10～20min，得到改性的聚硅氧烷；

将固化剂、附着力促进剂、纳米填料、加入到上述混合液中，搅拌，得到复合涂料：

作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述搅拌速度为100～120r/min，搅拌时间为5～10min.

本发明有益效果：

1)采用含乙烯基官能团聚硅氧烷为原料，不仅具有较低的表面能，并且相较于端羟基聚硅氧烷，具有更多的反应活性，使得长链烷烃可以接枝到聚硅氧烷上的侧链上，从而改变聚硅氧烷的物理结构；

(2)采用长链烷烃对聚硅氧烷接枝改性，使得合成的绝缘涂层在电力设备表面上具有较低的粘附力，不容易积污，从而提高设备表面憎水性；

(3)添加少量纳米填料，提高了涂层表面的接触角和绝缘性能；

(4)制备方法成本较低，且易于制备。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

一种界面低粘附绝缘涂层，包括以下重量份的组分：端羟基甲基乙烯基聚硅氧烷30份、甲苯30份、己烯2份、甲基三丁酮肟基硅烷10份、氮化铝15份、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷3份、铂催化剂0.1份、二月桂酸二丁基锡0.1份。

上述用于电力设备表面的界面低粘附绝缘涂层，通过以下制备方法制得：

(1)将端羟基甲基乙烯基聚硅氧烷分散在甲苯中搅拌10～20min，使其完全分散开；

(2)将己烯2份加入到(1)中，加热至60℃，搅拌10～20min，得到改性的聚硅氧烷；

(3)将γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、氮化铝、甲基三丁酮肟基硅烷、铂催化剂和二月桂酸二丁基锡加入到上述混合液中，搅拌，得到复合涂料；

(4)步骤(1)、(2)、(3)中所述搅拌速度为120r/min，步骤(4)所述的搅拌时间为10min。

实施例2

一种界面低粘附绝缘涂层，包括以下重量份的组分：端羟基甲基乙烯基聚硅氧烷50份、二氯乙烯60份、庚烯4份、甲基三丁酮肟基硅烷12份、氮化铝20份、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷5份、铂催化剂0.2份。

上述用于电力设备表面的界面低粘附绝缘涂层，通过以下制备方法制得：

(1)将端羟基甲基乙烯基聚硅氧烷分散在二氯乙烯中搅拌10～20min，使其完全分散开；

(2)将庚烯加入到(1)中，加热至100℃，搅拌10～20min，得到改性的聚硅氧烷；

(3)将γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、氮化铝、甲基三丁酮肟基硅烷、铂催化剂混合液中，搅拌，得到复合涂料；

(4)步骤(1)、(2)、(3)中所述搅拌速度为110r/min，步骤(4)所述的搅拌时间为10min。

实施例3

一种界面低粘附绝缘涂层，包括以下重量份的组分：甲基乙烯基端羟基含氟聚硅氧烷20份、四氯乙烯20份、辛烯1份、乙烯基三乙酰氧基硅烷10份、白炭黑10份、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2份、铂催化剂0.1份。

上述用于电力设备表面的界面低粘附绝缘涂层，通过以下制备方法制得：

(1)将甲基乙烯基端羟基含氟聚硅氧烷分散在四氯乙烯中搅拌10～20min，使其完全分散开；

(2)将辛烯加入到(1)中，加热至90℃，搅拌10～20min，得到改性的聚硅氧烷；

(3)将γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、白炭黑、乙烯基三乙酰氧基硅烷、铂催化剂混合液中，搅拌，得到复合涂料；

(4)步骤(1)、(2)、(3)中所述搅拌速度为110r/min，步骤(4)所述的搅拌时间为10min。

实施例4

一种界面低粘附绝缘涂层，包括以下重量份的组分：甲基乙烯基端羟基含氟聚硅氧烷60份、四氯乙烯20份、甲苯50份、壬烯5份、乙烯基三乙酰氧基硅烷15份、白炭黑20份、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷6份、铂催化剂0.2份。

上述用于电力设备表面的界面低粘附绝缘涂层，通过以下制备方法制得：

(1)将甲基乙烯基端羟基含氟聚硅氧烷分散在四氯乙烯、甲苯溶剂中搅拌10～20min，使其完全分散开；

(2)将壬烯加入到(1)中，加热至90℃，搅拌10～20min，得到改性的聚硅氧烷；

(3)将γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、白炭黑、乙烯基三乙酰氧基硅烷、铂催化剂混合液中，搅拌，得到复合涂料；

(4)步骤(1)、(2)、(3)中所述搅拌速度为100r/min，步骤(4)所述的搅拌时间为10min。

实施例5

一种界面低粘附绝缘涂层，包括以下重量份的组分：甲基乙烯基端羟基含氟聚硅氧烷40份、四氯乙烯20份、甲苯20份、癸烯3份、乙烯基三乙酰氧基硅烷11份、白炭黑18份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷4份、铂催化剂0.2份。

上述用于电力设备表面的界面低粘附绝缘涂层，通过以下制备方法制得：

(1)将甲基乙烯基端羟基含氟聚硅氧烷分散在四氯乙烯、甲苯溶剂中搅拌10～20min，使其完全分散开；

(2)将癸烯加入到(1)中，加热至90℃，搅拌10～20min，得到改性的聚硅氧烷；

(3)将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、白炭黑、乙烯基三乙酰氧基硅烷、铂催化剂混合液中，搅拌，得到复合涂料；

(4)步骤(1)、(2)、(3)中所述搅拌速度为100r/min，步骤(4)所述的搅拌时间为10min。

对比例1

一种绝缘涂层，包括以下重量份的组分：甲基乙烯基端羟基含氟聚硅氧烷40份、四氯乙烯20份、甲苯20份、乙烯基三乙酰氧基硅烷11份、白炭黑18份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷4份、铂催化剂0.2份。

上述用于电力设备表面的界面低粘附绝缘涂层，通过以下制备方法制得：

(1)将甲基乙烯基端羟基含氟聚硅氧烷分散在四氯乙烯、甲苯溶剂中搅拌10～20min，使其完全分散开；

(2)将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、白炭黑、乙烯基三乙酰氧基硅烷、铂催化剂混合液中，搅拌，得到复合涂料；

(3)步骤(1)、(2)中所述搅拌速度为100r/min，步骤(4)所述的搅拌时间为10min。

对比例2

一种界面低粘附绝缘涂层，包括以下重量份的组分：甲基乙烯基端羟基含氟聚硅氧烷10份、四氯乙烯20份、甲苯50份、壬烯10份、乙烯基三乙酰氧基硅烷15份、白炭黑20份、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷6份、铂催化剂0.2份。

上述用于电力设备表面的界面低粘附绝缘涂层，通过以下制备方法制得：

(1)将甲基乙烯基端羟基含氟聚硅氧烷分散在四氯乙烯、甲苯溶剂中搅拌10～20min，使其完全分散开；

(2)将壬烯加入到(1)中，加热至90℃，搅拌10～20min，得到改性的聚硅氧烷；

(3)将γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、白炭黑、乙烯基三乙酰氧基硅烷、铂催化剂混合液中，搅拌，得到复合涂料；

(4)步骤(1)、(2)、(3)中所述搅拌速度为100r/min，步骤(4)所述的搅拌时间为10min。

分别将实施例1～5和对比例1～2制备的涂料铺在玻璃片上，等待48h涂料完成固化，测试各实施例1～5和对比例1～2制备的性能，如下表1。

表1实施例1～5和对比例1～2制备的半透明界面低粘附绝缘涂层性能参数

由表1可以看出，本申请制备的界面低粘附绝缘涂层相较于无改性涂层具有优异的自清洁效率和更低滚动角。可以将该涂层应用于绝缘设备表面，有效提高其自清洁效率，从而提高防污能力。另一方面，通过盐雾试验和涂层附着力试验，表明该涂层具有良好的使用效果，可以延长设备使用寿命，免受因光照、积污导致的各种影响。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种界面低粘附绝缘涂层，其特征在于，包括如下原料组分制成：甲基乙烯基聚硅氧烷20～60份、溶剂20～70份、改性剂1～5份、固化剂10～15份、纳米填料10～20份、附着力促进剂2～6份、催化剂0.1～0.2份。

2.根据权利要求1所述的界面低粘附绝缘涂层，其特征在于：所述聚硅氧烷为甲基乙烯基端羟基聚硅氧烷、甲基乙烯基端羟基含氟聚硅氧烷中的一种或两种混合。

3.根据权利要求1所述的界面低粘附绝缘涂层，其特征在于：所述溶剂为甲苯、氟化液、四氯乙烯、丙二醇甲醚或二氯乙烯中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的界面低粘附绝缘涂层，其特征在于：所述改性剂为含乙烯基的烷烃，碳链长度为6～12个碳原子。

5.根据权利要求1所述的界面低粘附绝缘涂层，其特征在于：所述固化剂为甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙基)丙基甲基二甲氧基硅烷的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的界面低粘附绝缘涂层，其特征在于：所述纳米填料为白炭黑、碳化硅、氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅或碳酸钙中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的界面低粘附绝缘涂层，其特征在于，所述附着力促进剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的界面低粘附绝缘涂层，其特征在于：所述催化剂为铂催化剂、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、钛酸酯或四甲基氢氧化铵中的一种或多种。

9.一种权利要求1所述界面低粘附绝缘涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将聚硅氧烷分散在复合溶剂中，搅拌使其完全分散开；

将乙烯基烷烃和催化剂加入到复合溶剂中，加热至60～100℃，搅拌10～20min，得到改性的聚硅氧烷；

将固化剂、附着力促进剂、纳米填料、加入到上述混合液中，搅拌，得到复合涂料。

10.根据权利要求9所述的半透明界面低粘附绝缘涂层的制备方法，其特征在于，所述搅拌速度为100～120r/min，搅拌时间为5～10min。