CN101857771A - 一种高强度rtv憎水长效防污闪涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种用于电力系统高压输变电(站)线路及铁路电力机车瓷或玻璃绝缘子和玻璃绝缘子的高强度RTV憎水长效防污闪涂料及其制备方法。由以下组份组成(重量份)：羟基聚硅氧烷30-50份，白碳黑15-20份，氢氧化铝10-20份，甲基苯基硅树脂4-8份，纳米二氧化钛0.1-0.6份，硅氧烷偶联剂1.5-4份，颜料0.1-1份，石油醚15-38份。所述高强度RTV憎水长效防污闪涂料的制备方法包括以下步骤：(1)捏合；(2)研磨；(3)干燥；(4)冷却；(5)搅拌；最后包装，即得成品。本发明具有良好的表面自洁性，又具有良好光洁度；能在更长的时间内保持憎水性；而且耐细菌侵蚀，因细菌侵蚀而导致的RTV涂料憎水性的丧失可以快速恢复；并具有耐老化，长寿命的特点。
Description
技术领域：
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种用于电力系统高压输变电(站)线路及铁路电力机车瓷绝缘子和玻璃绝缘子的高强度RTV憎水长效防污闪涂料及其制备方法。
背景技术：
瓷和玻璃绝缘子是目前输变电(站)线路及铁路电力车中的重要配件，也是目前使用历史最悠久的经济型产品。由于瓷或玻璃绝缘子在使用中易积附污染污浊物，即污秽物，而其表面的亲水性又易使之在雨雾、露水等恶劣条件下形成导电水膜，造成“污闪”停电事故。为降低瓷或玻璃绝缘子表面能，使其表面具有憎水性以减少和杜绝瓷或玻璃绝缘子在不利气象条件下造成污闪停电、跳闸事故，为此人们进行了大量的研究。2000年，本发明人研制出了“一种RTV单组分憎水长效防污闪涂料”(ZL00112886.8)，解决了上述问题为瓷或玻璃绝缘子提供一种性能优良、稳定、使用方便的RTV单组份子憎水长效防污闪涂料。经过几年的使用和市场推广后，此种RTV涂料以其长效、经济、免维护，防污效果显著等特点在电力设备上得到了广泛的应用。但此种RTV涂料的使用寿命一般为5-10年，而且存在以下问题：1、涂料的自身强度不足；2、自洁能力不足。
发明内容：
本发明的目的旨在克服现有涂料的上述缺点，为瓷或玻璃绝缘子提供一种具有自洁性、使用寿命长的高强度RTV憎水长效防污闪涂料及其制备方法。
为达上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种高强度RTV憎水长效防污闪涂料，由以下组份组成(重量份)：羟基聚硅氧烷30-50份，白碳黑15-20份，氢氧化铝10-20份，甲基苯基硅树脂4-8份，纳米二氧化钛0.1-0.6份，硅氧烷偶联剂1.5-4份，颜料0.1-1份，石油醚15-38份。其中羟基聚硅氧烷的规格为1000～80000CS，白碳黑(市售，德国瓦克公司的N20)，纳米二氧化钛(市售，成都恩摩纳米材料有限公司)，硅氧烷偶联剂(酮肟型或者甲氧基型)，石油醚为无水石油醚。
所述高强度RTV憎水长效防污闪涂料的制备方法为以下步骤：(1)捏合：将羟基聚硅氧烷投入双轴捏合机，搅拌10-20分钟，然后加入白炭黑再捏合10-40分钟，最后加入氢氧化铝和纳米氧化钛捏合10-40分钟，得到胶料；(2)研磨：将胶料放入三辊机中研磨2-4遍；(3)干燥：将研磨后的胶料投入双轴捏合机中，再加入甲基苯基硅树脂捏合10-40分钟，搅拌并升温至料温80-100℃时开始抽真空，保持温度在150-180℃、真空度在0.06-0.09Mpa状态搅拌干燥4小时；(4)冷却：停止加热和抽真空，充氮气自然冷却到90-120℃；(5)搅拌：然后将胶料投入到行星搅拌釜中，先加入颜料密闭搅拌均匀，再加入预定的石油醚的20-50％，搅拌20-40分钟，再加入硅烷偶联剂搅拌20-40分钟，最后再加入剩余的无水石油醚常压高速搅拌(转速为200-400转/分钟)30-60分钟包装，即得成品。
综上所述，本发明的高强度RTV涂料是在现广泛使用的RTV涂料基础上，加入了甲基苯基硅树脂和纳米氧化钛，其中甲基苯基硅树脂与羟基聚硅氧烷反应形成嵌段聚合物，由于甲基苯基硅树脂为分子结构中含有羟基的体型(或网状)高分子，与交联剂反应后会聚合成表面自洁度好但韧性差的聚合物，而羟基聚硅氧烷为分子链段两端带羟基的长链结构，与交联剂反应后会聚合成韧性好但表面自洁性较差的橡胶体，因此，甲基苯基硅树脂与羟基聚硅氧烷的反应形成嵌段化合物是指在与交联剂反应之前，即甲基苯基硅树脂和羟基聚硅氧烷先进行预反应，使甲基苯基硅树脂中的部分羟基和部分羟基聚硅氧烷中的羟基自聚合，形成硅树脂链段-长链聚硅氧烷链段-硅树脂链段-长链聚硅氧烷链段……的大分子结构，再通过交联剂反应后，可在湿气存在的条件下发生交联固化，形成既具有良好的表面自洁性，又具有良好的硅橡胶弹性等改性硅橡胶弹性体，从而提高RTV涂料表面的光洁度，降低了污秽物的附着力，在不降低憎水迁移性的前提下保证了产品的自洁性；在涂料中加入纳米二氧化钛是利用纳米二氧化钛的光自洁性来分解表面涂料表面不易脱落的有机污物，使得添加纳米二氧化钛粒子的RTV涂料本身具有自洁性，从而保证加入纳米二氧化钛的RTV涂料的产品在更长的时间内保持憎水性。另外，由于纳米二氧化钛具有杀菌性，使得此种RTV涂料耐细菌侵蚀，保证了因细菌侵蚀而导致的RTV涂料憎水性的丧失可以快速恢复。因此，加入纳米二氧化钛的RTV涂料具有耐老化，长寿命的特点。表一是本发明的产品与其他同类产品的主要技术指标对比表(检测方法按照中华人民共和国电力行业标准DL/T627-2004执行)。
| 表一检测项目 | 本发明人2000年的RTV专利产品 | 本发明的高强度RTV涂料 | 国内某厂家PRTV | 国外某著名公司产品 |
| 外观检查 | 外观无杂质、絮状物和沉淀物 | 外观无机械杂质、絮状物和沉淀物 | 外观无明显机械杂质、絮状物和沉淀物 | 外观无明显机械杂质、絮状物和沉淀物 |
| 固化物的憎水性试验 | θav：110°θmin：106°HC值：HC1级 | θav：119.3°θmin：107.0°HC值：HC1级 | θav：116.8°θmin：113.0°HC1级 | θav：102.2°θmin：96.0° |
| 体积电阻率试验(Ω·m) | 2.92×1015 | 1.28×1015 | 1.82×1015 | 1.06×1015 |
| 介电强度试验(MV/M) | 22.3 | 25.1 | 23.1 | 21.5 |
| 耐漏电起痕及电蚀性试验(级) | TMA3.5 | TMA4.5 | TMA3.5 | TMA2.5 |
| 附着力试验 | 1级 | 1级 | 1级 | 1级 |
| 表一检测项目 | 本发明人2000年的RTV专利产品 | 本发明的高强度RTV涂料 | 国内某厂家PRTV | 国外某著名公司产品 |
| 工频湿闪络电压对比试验 | 有涂层61.9无涂层55.9 | 有涂层U1＝59.2KV无涂层U2＝56.6KV | 有涂层U1＝55.0KV无涂层U2＝48.4KV | 有涂层U1＝51.8KV无涂层U2＝45.2KV |
| 耐污闪试验 | U1/U2＝2.01 | 有涂层U1＝25.62KV无涂层U2＝11.3KVU1/U2＝2.26 | 有涂层U1＝26.0KV无涂层U2＝11.76KVU1/U2＝2.21 | 有涂层U1＝23.9KV无涂层U2＝11.3KVU1/U2＝2.12 |
| 可然性试验(级) | 无阻燃性 | FV-0 | 无阻燃性 | FV-0 |
| 剪切强度(Mpa) | 2.50 | 4.52 | 2.19 | 1.356 |
| 抗撕裂强度试验(KV/M) | 15.5 | 27.1 | 10.7 | 10.7 |
| 拉伸强度(Mpa) | 3.1 | 6.43 | / | 2.04 |
| 扯断伸长率(％) | 350 | 602 | / | 200 |
| 自洁性试验(kpa) | 2.30 | 1.94 | / | / |
从上表的分析数据可知，本项目的产品在保持了原有RTV或PRTV涂料所具有的电性能和憎水性能外，还大大提高了涂料自身的抗撕裂强度，抗张强度及其伸长率，耐菌性和自洁能力，改善了RTV涂料的机械强度指标和对应恶劣气候条件下的抵抗能力及其使用RTV涂料带来的“视觉污染”问题。
具体实施方式：
以下是本发明的实施例：
实施例一：
一种高强度RTV憎水长效防污闪涂料，由以下组分组成(重量份)：
羟基聚硅氧烷 35份
白炭黑 18份
氢氧化铝 16份
甲基苯基硅树脂 5份
纳米氧化钛 0.6份
硅氧烷偶联剂 3份
颜料 0.4份
石油醚 22份
将35份(重量份)羟基聚硅氧烷投入双轴捏合机，搅拌10-20分钟，然后加入白炭黑18份(重量份)再捏合10-40分钟，最后加入氢氧化铝16份(重量份)和纳米氧化钛0.6份(重量份)捏合10-40分钟，得到胶料；启动已清洗干净的三辊机，将已经捏合好的胶料转移到三辊机上，研磨2-4遍，将研磨后的胶料投入双轴捏合机中，再加入甲基苯基硅树脂5份(重量份)捏合10-40分钟，搅拌升温至料温80-100℃时开始抽真空，保持温度在150℃-180℃、真空度在0.06-0.09Mpa状态搅拌干燥4小时；停止加热和抽真空，充氮气自然冷却到120-90℃，再将胶料投到行星搅拌釜中，加入0.4份(重量份)颜料，密闭搅拌均匀，此时先加入石油醚11份(重量份)(应该加入22份石油醚的一半)，搅拌20-40分钟后，再加入硅氧烷偶联剂3份(重量份)，常压高速搅拌20-40分钟，最后再加入剩余的石油醚(即11份重量份石油醚)，常压高速搅拌30-60分钟，包装，即得成品。
实施例二
一种高强度RTV憎水长效防污闪涂料，由以下组分组成(重量份)：
羟基聚硅氧烷 30份
白炭黑 20份
氢氧化铝 10份
甲基苯基硅树脂 4份
纳米氧化钛 0.4份
硅氧烷偶联剂 3份
颜料 0.6份
石油醚 22份
其制备方法同实施例一。
实施例三
一种高强度RVT憎水长效防污闪涂料，由以下组分组成(重量份)：
羟基聚硅氧烷 32份
白炭黑 15份
氢氧化铝 10份
甲基苯基硅树酯 8份
纳米氧化钛 0.5份
硅氧烷偶联剂 4份
颜料 0.5份
石油醚 30份
其制备方法同实施例一。
实施例四
一种高强度RVT憎水长效防污闪涂料，由以下组分组成(重量份)
羟基聚硅氧烷 40份
白炭黑 18份
氢氧化铝 15份
甲基苯基硅树酯 6份
纳米氧化钛 0.1份
硅氧烷偶联剂 1.5份
颜料 0.4份
石油醚 19份
其制备方法同实施例一。
Claims (2)
1.一种高强度RTV憎水长效防污闪涂料，其特征在于：所述防污闪涂料由以下重量份的组份组成：
羟基聚硅氧烷30-50份
白碳黑15-20份
氢氧化铝10-20份
甲基苯基硅树脂4-8份
纳米氧化钛0.1-0.6份
硅氧烷偶联剂1.5-4份
颜料0.1-1份
石油醚15-38份。
2.根据权利要求1所述一种高强度RTV憎水长效防污闪涂料的制备方法，其特征在于：所述制备方法的步骤为：
(1)捏合：将羟基聚硅氧烷投入双轴捏合机，搅拌10-20分钟，然后加入白炭黑再捏合10-40分钟，最后加入氢氧化铝和纳米氧化钛捏合10-40分钟，得到胶料；
(2)研磨：将胶料放入三辊机中研磨2-4遍；
(3)干燥：将研磨后的胶料投入双轴捏合机中，再加入甲基苯基硅树脂捏合10-40分钟，搅拌并升温至料温80-100℃时开始抽真空，保持温度在150-180℃、真空度在0.06-0.09Mpa状态搅拌干燥4小时；
(4)冷却：停止加热和抽真空，充氮气自然冷却到90-120℃；
(5)搅拌：然后将胶料投入到行星搅拌釜中，先加入颜料密闭搅拌均匀，再加入预定添加石油醚的20-50％，搅拌20-40分钟，再加入硅烷偶联剂搅拌20-40分钟，最后再加入剩余的石油醚常压高速搅拌30-60分钟包装，即得成品。
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