本發明涉及涂料技術領域,具體說是一種改進1型緩釋型長效超憎水防污閃涂料的加工工藝。
背景技術:
污閃事故涉及范圍廣,停電時間長,嚴重威脅著輸變電設備的運行安全,尤其是冬季,全國電網發生的污閃跳閘次數數以千計,有時幾乎導致省級電網因此而解列。防污閃的措施不外乎主要有:采取調爬的措施、絕緣子清掃、采用合成絕緣子、涂覆RTV 涂料(室溫硫化硅橡膠)這4 種。綜合考察對比上述防污閃措施,可以看出涂覆RTV 涂料是最經濟、效果最好的一種有效措施。尤其是在2001 年的全國大面積污閃事故中涂覆了RTV 的線路均沒有發生污閃事故,因此RTV 得到了較高評價。
然而,雖然RTV涂料的引入緩解了電力系統日趨嚴重的污閃問題,但是目前的RTV涂料性能仍然偏低,首先涂料的附著力弱,耐磨性能差,耐腐蝕性能差,由于附著力差,在維修保養過程中外力的作用,涂層很容易脫離;其次由于本身的結構組成問題,其自身的機械性能,如伸長率、斷裂強度和撕裂強度都較低,在實際使用過程中容易出現起皮、龜裂、脫落現象;再次,目前的RTV涂料表面很容易吸附和堆積灰塵,當疏松的污穢達到一定厚度后,污穢的內部容易形成水流的通道和大面積的滯留區,最終形成閃絡通道,導致污閃事件的發生;另外,由于RTV涂料不僅要承受電場和風力的作用,還要承受溫度變化、雨雪冰霜和日照的侵蝕,RTV涂料的性能隨著時間的推移逐漸減小,容易老化使用壽命短,需要定期維護保養甚至重新噴涂,給其使用帶來了很大的局限性。
目前的RTV涂料的制備過程工藝復雜,并且所得的涂料存在上述問題,因此,有針對性的研發出一種高性能、緩釋型、長壽命的新型防污閃涂料,在超高壓、特高壓電網線路的防污工作中具有重要的現實意義,可節省大量的建設資金和運行維護費用,創造出更好的社會效益和經濟效益。
技術實現要素:
為解決上述問題,本發明的目的是提供一種改進1型緩釋型長效超憎水防污閃涂料的加工工藝。
本發明為實現上述目的,通過以下技術方案實現:
一種改進1型緩釋型長效超憎水防污閃涂料的加工工藝,包括以下步驟:①將三氟丙基甲基環三硅氧烷、四甲基二硅氧烷和十二甲基環六硅氧烷攪拌均勻,加入硫酸鈉,攪拌均勻后升溫至60~70℃,然后向其中滴加濃度為37%的濃鹽酸,滴加完畢后反應1~2小時,冷卻至20~30℃,加入氨水,調節pH至6~7,得到端氫含氟聚硅氧烷;其中三氟丙基甲基環三硅氧烷、四甲基二硅氧烷、十二甲基環六硅氧烷、硫酸鈉和濃鹽酸的質量比為4~6:1:10~15:0.5~1:0.2~0.5;
②將步驟①所得端氫含氟聚硅氧烷和甲代烯丙基醇,攪拌均勻后加入金屬鎳,升溫至80~90℃,反應1~2小時,得到端羥丙基含氟聚硅氧烷;其中步驟①所得端氫含氟聚硅氧烷、甲代烯丙基醇和金屬鎳的質量比為80~90:10~15:0.2~0.5;
③向八甲基環四硅氧烷升溫至50~60℃,向其中加入濃硫酸攪拌均勻,然后向其中滴加四甲基二硅氧烷,滴加完畢反應1~2小時,冷卻至20~30℃,然后加入碳酸鈉調節pH至6~7,得到端氫基聚硅氧烷;其中八甲基環四硅氧烷、四甲基二硅氧烷和濃硫酸的質量比為80~85:20~25:0.2~0.5;
④將氣相白炭黑加入反應釜,升溫至70~80℃,然后向其中加入聚乙二醇200,攪拌1~2小時后向其中加入硬脂酸,繼續攪拌1~2小時,得到疏水型氣相白炭黑;其中氣相白炭黑、聚乙二醇200和硬脂酸的質量比為10~15:2~3:5~8;
⑤將步驟②所得端羥丙基含氟聚硅氧烷35~45份、步驟③所得端氫基聚硅氧烷20~30份、107硅橡膠55~65份,納米氧化鋅3~5份,油氨基油酸酯2~4份,納米碳酸鈣4~6份,十溴二苯醚1~2份加入到混合機中攪拌均勻后在三輥機上研磨3~4遍,得到均勻膠料;
⑥將步驟⑤所得均勻膠料加入捏合機中加入步驟④所得疏水型氣相白炭黑20~30份后升溫至145~150℃,捏合1~2小時,冷卻至20~30℃,然后向其中加入酮肟型交聯劑1~3份,滑石粉5~10份,硅烷偶聯劑1~2份和有機溶劑165~175份,攪拌均勻后得到緩釋型長效超憎水防污閃涂料。
優選的,有機溶劑是由體積比6~10:1的甲苯和丙酸丁酯組成。
優選的,步驟①中三氟丙基甲基環三硅氧烷、四甲基二硅氧烷、十二甲基環六硅氧烷、硫酸鈉和濃鹽酸的質量比為5:1:12:0.8:0.3。
優選的,有機溶劑是由體積比8:1的甲苯和丙酸丁酯組成。
優選的,酮肟型交聯劑為甲基三丁酮肟基硅烷。
優選的,氣相白炭黑、聚乙二醇200和硬脂酸的質量比為12:2.5:6。
進一步優選的加工工藝,包括以下步驟:
①將三氟丙基甲基環三硅氧烷、四甲基二硅氧烷和十二甲基環六硅氧烷攪拌均勻,加入硫酸鈉,攪拌均勻后升溫至65℃,然后向其中滴加濃度為37%的濃鹽酸,滴加完畢后反應1小時,冷卻至25℃,加入氨水,調節pH至7,得到端氫含氟聚硅氧烷;其中三氟丙基甲基環三硅氧烷、四甲基二硅氧烷、十二甲基環六硅氧烷、硫酸鈉和濃鹽酸的質量比為5:1:12:0.8:0.3;
②將步驟①所得端氫含氟聚硅氧烷和甲代烯丙基醇,攪拌均勻后加入金屬鎳,升溫至85℃,反應1小時,得到端羥丙基含氟聚硅氧烷;其中步驟①所得端氫含氟聚硅氧烷、甲代烯丙基醇和金屬鎳的質量比為85:12:0.4;
③向八甲基環四硅氧烷升溫至55℃,向其中加入濃硫酸攪拌均勻,然后向其中滴加四甲基二硅氧烷,滴加完畢反應1小時,冷卻至25℃,然后加入碳酸鈉調節pH至7,得到端氫基聚硅氧烷;其中八甲基環四硅氧烷、四甲基二硅氧烷和濃硫酸的質量比為82:24:0.3;
④將氣相白炭黑加入反應釜,升溫至72℃,然后向其中加入聚乙二醇200,攪拌1小時后向其中加入硬脂酸,繼續攪拌1小時,得到疏水型氣相白炭黑;其中氣相白炭黑、聚乙二醇200和硬脂酸的質量比為12:2.5:6;
⑤將步驟②所得端羥丙基含氟聚硅氧烷38份、步驟③所得端氫基聚硅氧烷26份、107硅橡膠62份,納米氧化鋅4份,油氨基油酸酯3份,納米碳酸鈣5份,十溴二苯醚1.5份加入到混合機中攪拌均勻后在三輥機上研磨4遍,得到均勻膠料;
⑥將步驟⑤所得均勻膠料加入捏合機中加入步驟④所得疏水型氣相白炭黑26份后升溫至148℃,捏合1.5小時,冷卻至25℃,然后向其中加入甲基三丁酮肟基硅烷2份,滑石粉6份,硅烷偶聯劑1.5份和有機溶劑170份,攪拌均勻后得到緩釋型長效超憎水防污閃涂料。
本發明相比現有技術具有以下優點:
本發明的改進1型緩釋型長效超憎水防污閃涂料的加工工藝,先依次制備出端羥丙基含氟聚硅氧烷、端氫基聚硅氧烷和疏水型氣相白炭黑,然后添加合適的輔料與其配合制備出緩釋型長效超憎水防污閃涂料;通過本發明的制備方法所得的涂料通過端羥丙基含氟聚硅氧烷和端氫基聚硅氧烷相結合可以達到緩釋防污閃的目的,并且能夠顯著提高涂料的憎水遷移性;
本發明的端羥丙基含氟聚硅氧烷和端氫基聚硅氧烷通過不同鏈長的聚硅氧烷相結合,再輔以適當的填料使之持續產生小分子有機硅憎水基團并有效控制其遷移速度,使得本發明的緩釋型長效超憎水防污閃涂料具有更長久的憎水遷移性;本發明的填料的選擇對基料進行了補強,提高了涂層的力學性能、電氣性能和抗老化性能;本發明的組分及其特定的含量使得涂層表面均勻整潔,無流淌、不起泡,不龜裂,涂覆設備無電暈放電現象;涂料中含氟聚硅氧烷具有較強的吸電子性,削弱了靜電影響,污垢并且能有效增強涂層的自潔能力和憎水性能;
本發明的緩釋型長效超憎水防污閃涂料機械性能強,使用壽命長,能達到15年,本發明的阻燃劑十溴二苯醚的選擇,在同等阻燃效果FV-0級的前提下,其添加量只是其他阻燃劑添加量的三分之一,并且能保證其他性能如耐鹽霧老化性能和耐玷污性能均處于優異等級,在霧霾污染天氣仍然能發揮其有效性,達到預期的防污閃效果,避免了污閃事故的發生。
具體實施方式
本發明的目的是提供一種改進1型緩釋型長效超憎水防污閃涂料的加工工藝,包括以下步驟:
一種改進1型緩釋型長效超憎水防污閃涂料的加工工藝,包括以下步驟:①將三氟丙基甲基環三硅氧烷、四甲基二硅氧烷和十二甲基環六硅氧烷攪拌均勻,加入硫酸鈉,攪拌均勻后升溫至60~70℃,然后向其中滴加濃度為37%的濃鹽酸,滴加完畢后反應1~2小時,冷卻至20~30℃,加入氨水,調節pH至6~7,得到端氫含氟聚硅氧烷;其中三氟丙基甲基環三硅氧烷、四甲基二硅氧烷、十二甲基環六硅氧烷、硫酸鈉和濃鹽酸的質量比為4~6:1:10~15:0.5~1:0.2~0.5;
②將步驟①所得端氫含氟聚硅氧烷和甲代烯丙基醇,攪拌均勻后加入金屬鎳,升溫至80~90℃,反應1~2小時,得到端羥丙基含氟聚硅氧烷;其中步驟①所得端氫含氟聚硅氧烷、甲代烯丙基醇和金屬鎳的質量比為80~90:10~15:0.2~0.5;
③向八甲基環四硅氧烷升溫至50~60℃,向其中加入濃硫酸攪拌均勻,然后向其中滴加四甲基二硅氧烷,滴加完畢反應1~2小時,冷卻至20~30℃,然后加入碳酸鈉調節pH至6~7,得到端氫基聚硅氧烷;其中八甲基環四硅氧烷、四甲基二硅氧烷和濃硫酸的質量比為80~85:20~25:0.2~0.5;
④將氣相白炭黑加入反應釜,升溫至70~80℃,然后向其中加入聚乙二醇200,攪拌1~2小時后向其中加入硬脂酸,繼續攪拌1~2小時,得到疏水型氣相白炭黑;其中氣相白炭黑、聚乙二醇200和硬脂酸的質量比為10~15:2~3:5~8;
⑤將步驟②所得端羥丙基含氟聚硅氧烷35~45份、步驟③所得端氫基聚硅氧烷20~30份、107硅橡膠55~65份,納米氧化鋅3~5份,油氨基油酸酯2~4份,納米碳酸鈣4~6份,十溴二苯醚1~2份加入到混合機中攪拌均勻后在三輥機上研磨3~4遍,得到均勻膠料;
⑥將步驟⑤所得均勻膠料加入捏合機中加入步驟④所得疏水型氣相白炭黑20~30份后升溫至145~150℃,捏合1~2小時,冷卻至20~30℃,然后向其中加入酮肟型交聯劑1~3份,滑石粉5~10份,硅烷偶聯劑1~2份和有機溶劑165~175份,攪拌均勻后得到緩釋型長效超憎水防污閃涂料。
優選的,有機溶劑是由體積比6~10:1的甲苯和丙酸丁酯組成。
優選的,步驟①中三氟丙基甲基環三硅氧烷、四甲基二硅氧烷、十二甲基環六硅氧烷、硫酸鈉和濃鹽酸的質量比為5:1:12:0.8:0.3。
優選的,有機溶劑是由體積比8:1的甲苯和丙酸丁酯組成。
優選的,酮肟型交聯劑為甲基三丁酮肟基硅烷。
優選的,氣相白炭黑、聚乙二醇200和硬脂酸的質量比為12:2.5:6。
進一步優選的加工工藝,包括以下步驟:
①將三氟丙基甲基環三硅氧烷、四甲基二硅氧烷和十二甲基環六硅氧烷攪拌均勻,加入硫酸鈉,攪拌均勻后升溫至65℃,然后向其中滴加濃度為37%的濃鹽酸,滴加完畢后反應1小時,冷卻至25℃,加入氨水,調節pH至7,得到端氫含氟聚硅氧烷;其中三氟丙基甲基環三硅氧烷、四甲基二硅氧烷、十二甲基環六硅氧烷、硫酸鈉和濃鹽酸的質量比為5:1:12:0.8:0.3;
②將步驟①所得端氫含氟聚硅氧烷和甲代烯丙基醇,攪拌均勻后加入金屬鎳,升溫至85℃,反應1小時,得到端羥丙基含氟聚硅氧烷;其中步驟①所得端氫含氟聚硅氧烷、甲代烯丙基醇和金屬鎳的質量比為85:12:0.4;
③向八甲基環四硅氧烷升溫至55℃,向其中加入濃硫酸攪拌均勻,然后向其中滴加四甲基二硅氧烷,滴加完畢反應1小時,冷卻至25℃,然后加入碳酸鈉調節pH至7,得到端氫基聚硅氧烷;其中八甲基環四硅氧烷、四甲基二硅氧烷和濃硫酸的質量比為82:24:0.3;
④將氣相白炭黑加入反應釜,升溫至72℃,然后向其中加入聚乙二醇200,攪拌1小時后向其中加入硬脂酸,繼續攪拌1小時,得到疏水型氣相白炭黑;其中氣相白炭黑、聚乙二醇200和硬脂酸的質量比為12:2.5:6;
⑤將步驟②所得端羥丙基含氟聚硅氧烷38份、步驟③所得端氫基聚硅氧烷26份、107硅橡膠62份,納米氧化鋅4份,油氨基油酸酯3份,納米碳酸鈣5份,十溴二苯醚1.5份加入到混合機中攪拌均勻后在三輥機上研磨4遍,得到均勻膠料;
⑥將步驟⑤所得均勻膠料加入捏合機中加入步驟④所得疏水型氣相白炭黑26份后升溫至148℃,捏合1.5小時,冷卻至25℃,然后向其中加入甲基三丁酮肟基硅烷2份,滑石粉6份,硅烷偶聯劑1.5份和有機溶劑170份,攪拌均勻后得到緩釋型長效超憎水防污閃涂料。
以下結合具體實施例來對本發明作進一步的描述。
實施例1
一種改進1型緩釋型長效超憎水防污閃涂料的加工工藝,包括以下步驟:
①將100kg三氟丙基甲基環三硅氧烷、25kg四甲基二硅氧烷和250kg十二甲基環六硅氧烷攪拌均勻,加入12.5kg硫酸鈉,攪拌均勻后升溫至60℃,然后向其中滴加5kg濃度為37%的濃鹽酸,滴加完畢后反應1小時,冷卻至20℃,加入氨水,調節pH至6,得到端氫含氟聚硅氧烷;
②取80kg步驟①所得端氫含氟聚硅氧烷和10kg甲代烯丙基醇,攪拌均勻后加入0.2kg金屬鎳,升溫至80℃,反應1小時,得到端羥丙基含氟聚硅氧烷;
③向40kg八甲基環四硅氧烷升溫至50℃,向其中加入0.1kg濃硫酸攪拌均勻,然后向其中滴加10kg甲基環硅氧烷,滴加完畢反應1小時,冷卻至20℃,然后加入碳酸鈉調節pH至6,得到端氫基聚硅氧烷;
④將30kg氣相白炭黑加入反應釜,升溫至70℃,然后向其中加入6kg聚乙二醇200,攪拌1小時后向其中加入15kg硬脂酸,繼續攪拌1小時,得到疏水型氣相白炭黑;
⑤將步驟②所得端羥丙基含氟聚硅氧烷35kg、步驟③所得端氫基聚硅氧烷20kg、107硅橡膠55kg,納米氧化鋅3kg,油氨基油酸酯2kg,納米碳酸鈣4kg,十溴二苯醚1kg加入到混合機中攪拌均勻后在三輥機上研磨3遍,得到均勻膠料;
⑥將步驟⑤所得均勻膠料加入捏合機中加入步驟④所得疏水型氣相白炭黑20kg后升溫至145℃,捏合1小時,冷卻至20℃,然后向其中加入酮肟型交聯劑1kg,滑石粉5kg,硅烷偶聯劑1kg和有機溶劑環己酮165kg,攪拌均勻后得到緩釋型長效超憎水防污閃涂料。
實施例2
一種改進1型緩釋型長效超憎水防污閃涂料的加工工藝,包括以下步驟:
①將60kg三氟丙基甲基環三硅氧烷、10kg四甲基二硅氧烷和150kg十二甲基環六硅氧烷攪拌均勻,加入10kg硫酸鈉,攪拌均勻后升溫至70℃,然后向其中滴加5kg濃度為37%的濃鹽酸,滴加完畢后反應2小時,冷卻至30℃,加入氨水,調節pH至7,得到端氫含氟聚硅氧烷;
②取45kg步驟①所得端氫含氟聚硅氧烷和7.5kg甲代烯丙基醇,攪拌均勻后加入0.25kg金屬鎳,升溫至90℃,反應2小時,得到端羥丙基含氟聚硅氧烷;
③向42.5kg八甲基環四硅氧烷升溫至60℃,向其中加入0.25kg濃硫酸攪拌均勻,然后向其中滴加12.5kg四甲基二硅氧烷,滴加完畢反應2小時,冷卻至30℃,然后加入碳酸鈉調節pH至7,得到端氫基聚硅氧烷;
④將30kg氣相白炭黑加入反應釜,升溫至80℃,然后向其中加入6kg聚乙二醇200,攪拌2小時后向其中加入16kg硬脂酸,繼續攪拌2小時,得到疏水型氣相白炭黑;
⑤將步驟②所得端羥丙基含氟聚硅氧烷45kg、步驟③所得端氫基聚硅氧烷30kg、107硅橡膠65kg,納米氧化鋅5kg,油氨基油酸酯4kg,納米碳酸鈣6kg,十溴二苯醚2kg加入到混合機中攪拌均勻后在三輥機上研磨3遍,得到均勻膠料;
⑥將步驟⑤所得均勻膠料加入捏合機中加入步驟④所得疏水型氣相白炭黑30kg后升溫至150℃,捏合2小時,冷卻至30℃,然后向其中加入酮肟型交聯劑3kg,滑石粉10kg,硅烷偶聯劑2kg和有機溶劑175kg,攪拌均勻后得到緩釋型長效超憎水防污閃涂料。
實施例3
一種改進1型緩釋型長效超憎水防污閃涂料的加工工藝,包括以下步驟:
①將45kg三氟丙基甲基環三硅氧烷、10kg四甲基二硅氧烷和120kg十二甲基環六硅氧烷攪拌均勻,加入8kg硫酸鈉,攪拌均勻后升溫至62℃,然后向其中滴加3kg濃度為37%的濃鹽酸,滴加完畢后反應1.5小時,冷卻至22℃,加入氨水,調節pH至6.5,得到端氫含氟聚硅氧烷;
②取41kg步驟①所得端氫含氟聚硅氧烷和7kg甲代烯丙基醇,攪拌均勻后加入0.15kg金屬鎳,升溫至84℃,反應1.5小時,得到端羥丙基含氟聚硅氧烷;
③向41kg八甲基環四硅氧烷升溫至52℃,向其中加入0.15kg濃硫酸攪拌均勻,然后向其中滴加11kg四甲基二硅氧烷,滴加完畢反應1.5小時,冷卻至24℃,然后加入碳酸鈉調節pH至6.5,得到端氫基聚硅氧烷;
④將28kg氣相白炭黑加入反應釜,升溫至74℃,然后向其中加入5kg聚乙二醇200,攪拌1.5小時后向其中加入12kg硬脂酸,繼續攪拌1.5小時,得到疏水型氣相白炭黑;
⑤將步驟②所得端羥丙基含氟聚硅氧烷42kg、步驟③所得端氫基聚硅氧烷22kg、107硅橡膠58kg,納米氧化鋅3.5kg,油氨基油酸酯2.5kg,納米碳酸鈣4.5kg,十溴二苯醚1.2kg加入到混合機中攪拌均勻后在三輥機上研磨4遍,得到均勻膠料;
⑥將步驟⑤所得均勻膠料加入捏合機中加入步驟④所得疏水型氣相白炭黑24kg后升溫至146℃,捏合1.5小時,冷卻至204℃,然后向其中加入酮肟型交聯劑1.5kg,滑石粉6kg,硅烷偶聯劑1.4kg和有機溶劑168kg,攪拌均勻后得到緩釋型長效超憎水防污閃涂料。
實施例4
一種改進1型緩釋型長效超憎水防污閃涂料的加工工藝,包括以下步驟:
①將40kg三氟丙基甲基環三硅氧烷、8kg四甲基二硅氧烷和96kg十二甲基環六硅氧烷攪拌均勻,加入6.4kg硫酸鈉,攪拌均勻后升溫至65℃,然后向其中滴加2.4kg濃度為37%的濃鹽酸,滴加完畢后反應1小時,冷卻至25℃,加入氨水,調節pH至7,得到端氫含氟聚硅氧烷;
②取42.5kg步驟①所得端氫含氟聚硅氧烷和6kg甲代烯丙基醇,攪拌均勻后加入0.2kg金屬鎳,升溫至85℃,反應1小時,得到端羥丙基含氟聚硅氧烷;
③向41kg八甲基環四硅氧烷升溫至55℃,向其中加入0.15kg濃硫酸攪拌均勻,然后向其中滴加12kg四甲基二硅氧烷,滴加完畢反應1小時,冷卻至25℃,然后加入碳酸鈉調節pH至7,得到端氫基聚硅氧烷;
④將36kg氣相白炭黑加入反應釜,升溫至72℃,然后向其中加入7.5kg聚乙二醇200,攪拌1小時后向其中加入18kg硬脂酸,繼續攪拌1小時,得到疏水型氣相白炭黑;
⑤將步驟②所得端羥丙基含氟聚硅氧烷38kg、步驟③所得端氫基聚硅氧烷26kg、107硅橡膠62kg,納米氧化鋅4kg,油氨基油酸酯3kg,納米碳酸鈣5kg,十溴二苯醚1.5kg加入到混合機中攪拌均勻后在三輥機上研磨4遍,得到均勻膠料;
⑥將步驟⑤所得均勻膠料加入捏合機中加入步驟④所得疏水型氣相白炭黑26kg后升溫至148℃,捏合1.5小時,冷卻至25℃,然后向其中加入甲基三丁酮肟基硅烷2kg,滑石粉6kg,硅烷偶聯劑1.5kg和有機溶劑170kg,攪拌均勻后得到緩釋型長效超憎水防污閃涂料;所述的有機溶劑是由體積比8:1的甲苯和丙酸丁酯組成。
實施例1~4所得緩釋型長效超憎水防污閃涂料進行以下檢測,其中按照憎水性、遷移特性和自潔性按照標準DL/T627-2004進行測試,耐煙霧老化試驗按照GB/T1765制備方法和GB/T1766評級方法進行,附著力試驗、耐磨性試驗、剪切強度試驗、抗撕裂強度試驗和介電強度試驗按照DL/T627-2004進行,所得數據如表1所示