專利名稱：一種防污閃常溫固化氟碳樹脂涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于涂料工業(yè)，具體地說，本發(fā)明涉及一種防污閃常溫固化氟碳樹脂涂 料及其制備方法。
背景技術(shù)：
瓷絕緣子是高壓輸變電設(shè)備中的重要配件，隨著工業(yè)的高速發(fā)展、輸電容量的 急劇增長，輸變電設(shè)備電壓等級的不斷提高，電力系統(tǒng)絕緣子污閃事故日益突出。其 中，污閃是由于瓷瓶釉面表面能很好，具有良好的親水性，容易聚積一些具有導(dǎo)電性能 的污穢物質(zhì)，在潮濕天氣受潮后，這些污物會在其表面形成導(dǎo)電膜，從而使絕緣子的絕 緣水平大大降低，在正常運行下發(fā)生閃絡(luò)事故。污閃事故發(fā)生面較大，重合間成功率降 低，往往會造成長時間停電，其造成的損失相當(dāng)于雷害事故的10倍，給國民經(jīng)濟帶來重 大危害。如何避免絕緣子的污閃事故是當(dāng)前電力系統(tǒng)急待解決的問題之一。目前國內(nèi)電力系統(tǒng)普遍采用的防污閃措施包括定期人工清掃、加強絕緣配置、 帶電機械干清掃等，其中，在絕緣子表面涂覆一層憎水涂料，是提高絕緣子耐污閃能力 的一項有效措施。傳統(tǒng)的防污閃涂料包括有機硅油、有機硅脂、地蠟等，其中，有機 硅油的使用壽命較短，有機硅脂長期呈油脂狀，特別是附著污穢物質(zhì)后形成油泥層，不 便于日常預(yù)防性試驗和檢修工作，地蠟不適用于粉塵污染區(qū)，并且，硅油和硅脂的價格 高，使用壽命短，僅3-6月，失效后清理困難。80年代中后期，出現(xiàn)了一種新型防污 閃涂料-RTV涂料，是一種室溫硫化硅橡膠，其具有優(yōu)良的憎水性、憎水遷移性、耐污 閃特性，以及長效、耐候、耐臭氧、免維護等優(yōu)點，但是，該產(chǎn)品有以下的缺點涂料 本身的材質(zhì)較軟，易沾染污穢物質(zhì)，且難以清洗，運行一段時間后，附著在RTV涂料表 面的灰塵增多，污穢層增厚，涂料自身的小分子遷移的速度也隨著減緩，使得憎水效果 越來越差，最后導(dǎo)致防污閃性能的明顯降低。因此發(fā)明一種防污閃的常溫固化氟碳樹脂 (FEVE)涂料很有必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于高壓輸變電設(shè)備中瓷絕 緣子防污閃的常溫固化氟碳樹脂涂料。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案一種防污閃常溫固化氟碳樹脂涂料，所述涂料為無底漆涂料，按重量百分含量 計，該涂料由以下組分組成四氟乙烯-乙烯基酯聚合物35% 70%固化劑5.5% 12%偶聯(lián)劑2% 10%顏料 10%疏水粒子 30%
助劑0.03% 3%溶劑20% 40%催干劑0.001% 1%;其中，所述偶聯(lián)劑為具有-CF3基團和-CF2基團的氟硅烷；所述助劑為流平劑、 消泡劑和分散劑；所述溶劑為甲基異丁基酮(MIBK)和乙酸丁酯；所述催干劑為二月桂 酸二丁基錫；所述固化劑為脂肪族二異氰酸酯。所述四氟乙烯-乙烯基酯聚合物，其四氟乙烯含量達到76%。所述偶聯(lián)劑 為具有-CF3基團和-CF2基團的氟硅烷偶聯(lián)劑，其具有雙官能團，既有可以水解的基 團-OCH2CH3,又有有機基團_CF3。分子末端的-CF3基團，表面能很低，其會朝向空氣 緊密排列，大大提高表面的疏水性。優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為十七氟葵基三甲氧基硅烷或
十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷。優(yōu)選地，所述顏料為金紅石型TiO2或金紅石型TiO2與其它顏料的混合物。TiO2 具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性、良好的耐熱性、較高的表面活性以及獨特的光催化活性等，加 入TiO2能大大提高涂料的耐玷污、耐洗刷、防腐性能和抗紫外線性能。加入其它顏料 (如酞菁綠)調(diào)節(jié)涂料的顏色，不會影響涂料的性質(zhì)。優(yōu)選地，所述疏水粒子為氣相SiO2或聚四氟乙烯微粉。加入氣相SiO2,明顯提 高涂膜的硬度，涂料的耐候性、耐磨性、表面自潔能力得到改善。加入聚四氟乙烯微粉 對涂料進行改性，涂膜的憎水遷移性能優(yōu)良。優(yōu)選地，所述甲基異丁基酮和乙酸丁酯的質(zhì)量比為1 2。優(yōu)選地，所述固化劑為HDI三聚體N3390(六亞甲基二異氰酸酯)，NCO含量為 16.3士0.3%。HDI三聚體N3390保光性好，硬度高，且分子間不會形成氫鍵，黏度低， 有利于降低溶劑的用量，易于制得高固體份涂料。優(yōu)選地，所述流平劑為BYK310，所述消泡劑為有機硅100#或有機硅014A，所 述分散劑為FC-4430或有機硅C1208。按重量百分含量計，所述流平劑的含量為0.01 1%,所述消泡劑的含量為0.01 0.5%，所述分散劑的含量為金紅石型TiO2含量的1
3 % ο本發(fā)明還提供了制備上述防污閃常溫固化氟碳樹脂涂料的方法，包括以下步 驟(1)向固化劑中加入部分溶劑，攪拌均勻，得到固化劑體系；(2)將四氟乙烯-乙烯基酯聚合物、疏水粒子、分散劑、消泡劑、部分溶劑混 合，攪拌均勻超聲波粉碎0.5 Ih或研磨0.5 Ih ；(3)再加入溶于剩余溶劑的顏料，超聲波粉碎0.5 lh，或研磨0.5 2h，或超 聲波分散0.5 Ih ；(4)再加入流平劑、偶聯(lián)劑，混合均勻，得到涂料體系；(5)將步驟⑴的固化劑體系與步驟⑷的涂料體系混合均勻，加入催干劑，即 可用于噴涂。本發(fā)明還提供了一種防污閃常溫固化氟碳樹脂涂料，所述涂料包括面漆和底 漆，所述面漆為上述防污閃常溫固化氟碳樹脂涂料，所述底漆為有機膨潤土加強底漆表 面粗糙度的環(huán)氧底漆，具體地說，所述底漆按重量百分含量計，由以下組分組成
環(huán)氧樹脂25% 50%
固化劑15% 40%
丙酮15% 30%
偶聯(lián)劑0.1% 1%
有機膨潤土2% 15%。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的防污閃氟碳樹脂涂料具有以下的性能
1、本發(fā)明采用特定的涂料配方，通過氟硅烷偶聯(lián)劑和疏水粒子的共同作用，防
污閃氟碳樹脂涂料的靜態(tài)接觸角θ可達110°，憎水性能和憎水遷移性能優(yōu)良，防污閃 性能高；2、本發(fā)明的涂料涂膜流平性好，表面光滑，自潔性好；耐化學(xué)品性能好，耐熱 水性能好；3、本發(fā)明的有底漆涂料，其底漆的附著力可達0級，底漆與面漆之間的附著力 亦可達0級；4、本發(fā)明的涂料中不含有硅油或氟油等油性小分子，涂膜表面具有良好的重涂 性；涂膜耐候性能優(yōu)良，戶外使用20年以上不會出現(xiàn)粉化或脫落現(xiàn)象；常溫固化，便于 施工，同時可采用噴涂、刷涂等多種施工方式。
具體實施例方式下面通過實施例進一步詳細(xì)描述本發(fā)明的實施方案，但本發(fā)明的實施方式不限 于此。以下實施例1-3的原料分別購自以下廠商四氟乙烯_乙烯基酯聚合物大金氟化工(廣州)分公司；偶聯(lián)劑哈爾濱雪 氟佳硅化學(xué)有限公司、南京道寧化工有限公司；顏料南海柏晨高分子新材料；疏水粒 子日本德山，北京華通瑞馳技工貿(mào)公司；消泡劑(助劑)聚成兆業(yè)有機硅原料有限 公司；表面活性劑(助劑)上海向嵐化工；流平劑(助劑)德國BYK;固化劑惠州 市雷博化工；二月桂酸二丁基錫雪佳氟硅化工有限公司；乙酸丁酯市售；MIBK 市售。環(huán)氧樹脂巴陵石化；聚酰胺650:巴陵石化；Τ31改性脂肪胺長沙市化工研 究院；有機膨潤土廣州市黃埔天泰化輕有限公司；偶聯(lián)劑廣州市昱興化工；丙酮 市售；
實施例1防污閃氟碳樹脂涂料(有底漆) 面漆
四氟乙烯-乙烯基酯聚合物 70kg HDI三聚體N3390 (固化劑) 9kg 偶聯(lián)劑4kg
金紅石型TiO2 (顏料)4.5kg
氣相SiO2 (疏水粒子)7kg
流平劑BYK310(助劑)Ikg
消泡劑100#(助劑)0.7kg
分散劑FC_4430(助劑) 0.1kg 乙酸丁酯MIBK =2 1(溶劑) 51kg
二月桂酸二丁基錫(催干劑)底漆E-44 (環(huán)氧樹脂)改性胺聚酰胺650 = 3 4(固化劑)KH550 (偶聯(lián)劑)BK-886 (膨潤土 )丙酮
IOOkg 70kg Ikg 20kg 60kg實施例1的涂料的制備方法為(1)將丙酮加入E-44中，加入聚酰胺650攪拌均勻；(2)將膨潤土 BK-886加入步驟(1)的體系中，攪拌均勻，然后再加入硅烷偶聯(lián) 劑KH550，改性脂肪胺，混勻，涂裝；(3)將四氟乙烯-乙烯基酯聚合物、氣相Si02、30kg乙酸丁酯，15kg MIBK混 合、消泡劑100#、分散劑FC-4430，攪拌均勻，籃式研磨機研磨0.5h;(4)向步驟(3)的體系中加入2kg酸丁酯，Ikg MIBK混合溶劑分散的金紅石型 TiO2,使用籃式研磨機研磨lh，然后過濾；(5)向步驟(4)的濾液中加入流平劑BYK 310、偶聯(lián)劑、二月桂酸二丁基錫，混 合均勻；(6)向HDI三聚體N3390中加入2kg乙酸丁酯，Ikg MIBK混合溶劑，攪拌均
勻，然后與步驟(5)體系按1 1比例混合均勻，在步驟(2)的底漆在固化12h后進行噴涂。制備的涂層附著力達到0級，表面光滑平整，憎水性的接觸角度達到112°， 憎水遷移性能，耐化學(xué)藥品性能達到7d以上不發(fā)生脫落、變色、起皺等變質(zhì)現(xiàn)象， 耐鹽水性能200d后不發(fā)生脫落、變色、起皺等變質(zhì)現(xiàn)象。涂層的體積電阻率> 1.0Χ1014Ω · m，相對介電常數(shù)<3.0，價值損耗角正切值tgS < 0.3%,介電強度> 18kV/mm。耐漏電起痕及電蝕損> TMA2.5級。實施例2防污閃氟碳樹脂涂料(有底漆)面漆四氟乙烯-乙烯基酯聚合物250kgHDI 三聚體 N339O (固化劑)3Okg偶聯(lián)劑30kg金紅石型TiO2 (顏料)15kg聚四氟乙烯微粉(疏水粒子)70kg氣相SiO2 (疏水粒子)7kg流平劑BYK310 (助劑)2.5kg消泡劑100#(助劑)1.5kg分散劑FC-4430 (助劑)0.4kg乙酸丁酯MIBK= 2 1 (溶劑) 120kg二月桂酸二丁基錫(催干劑)2kg底漆
E_44(環(huán)氧樹脂)改性胺聚酰胺650
150kg
3 7(固化劑)IOOkgKH550 (偶聯(lián)劑)BK-886 (膨潤土)丙酮
2kg 35kg 100kg實施例2的涂料的制備方法為(1)將丙酮加入E-44中，加入聚酰胺650攪拌均勻；(2)將膨潤土 BK-886加入步驟(1)的體系中，攪拌均勻，然后再加入硅烷偶聯(lián) 劑KH550，改性脂肪胺，混勻，涂裝；(3)將四氟乙烯-乙烯基酯聚合物、氣相Si02、66kg乙酸丁酯，33kg MIBK混 合、消泡劑100#、分散劑FC-4430，攪拌均勻，籃式研磨機研磨0.5h;(4)向步驟(3)的體系中加入聚四氟乙烯微粉，使用籃式研磨機研磨0.5h;(5)向步驟(4)的體系中加入IOkg乙酸丁酯，5kg MIBK混合溶劑分散的金紅石 型TiO2,使用籃式研磨機研磨lh，然后過濾；(6)向步驟(5)的濾液中加入流平劑BYK 310、偶聯(lián)劑、二月桂酸二丁基錫，混 合均勻；(7)向HDI三聚體N3390中加入4kg乙酸丁酯，2kg MIBK混合溶劑，攪拌均
勻，然后與步驟(6)體系按1 1比例混合均勻，在步驟(2)的底漆在固化12h后進行噴涂。制備的涂層附著力達到0級，表面光滑平整，憎水性的接觸角度達到121°， 憎水遷移性能，耐化學(xué)藥品性能達到7d以上不發(fā)生脫落、變色、起皺等變質(zhì)現(xiàn)象， 耐鹽水性能200d后不發(fā)生脫落、變色、起皺等變質(zhì)現(xiàn)象。涂層的體積電阻率> 1.0Χ1014Ω · m，相對介電常數(shù)<3.0，價值損耗角正切值tgS < 0.3%,介電強度> 18kV/mm。耐漏電起痕及電蝕損大于TMA2.5級。以上是針對本發(fā)明的可行實施例的具體說明，但該實施例并非用以限制本發(fā)明 的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明的等效實施或變更，均應(yīng)包含于本發(fā)明的專利范圍中。
權(quán)利要求
1.一種防污閃常溫固化氟碳樹脂涂料，其特征在于所述涂料為無底漆涂料，按重 量百分含量計，該涂料包括以下組分四氟乙烯-乙烯基酯聚合物35 % 70 % 固化劑5.5% 12%偶聯(lián)劑2% 10%顏料 10%疏水粒子 30%助劑0.03% 3%溶劑20% 40%催干劑0.001% 1%;其中，所述偶聯(lián)劑為具有-CF3基團和-CF2基團的氟硅烷；所述助劑為流平劑、消泡 劑和分散劑；所述溶劑為甲基異丁基酮和乙酸丁酯；所述催干劑為二月桂酸二丁基錫； 所述固化劑為脂肪族二異氰酸酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防污閃常溫固化氟碳樹脂涂料， 十七氟葵基三甲氧基硅烷或十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防污閃常溫固化氟碳樹脂涂料， 紅石型TiO2或金紅石型TiO2與其它顏料的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防污閃常溫固化氟碳樹脂涂料， 為氣相SiO2或聚四氟乙烯微粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防污閃常溫固化氟碳樹脂涂料， 基酮和乙酸丁酯的質(zhì)量比為1 2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防污閃常溫固化氟碳樹脂涂料， HDI三聚體N3390。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防污閃常溫固化氟碳樹脂涂料，其特征在于，所述流平劑 為BYK310，所述消泡劑為有機硅100#或有機硅014A，所述分散劑FC-4430或有機硅 C1208。
8.—種制備權(quán)利要求1所述的防污閃常溫固化氟碳樹脂涂料的方法，其特征在于，包 括以下步驟(1)向固化劑中加入部分溶劑，攪拌均勻，得到固化劑體系；(2)將四氟氯乙烯-乙烯基酯聚合物、疏水粒子、分散劑、消泡劑、部分溶劑混合， 攪拌均勻，超聲波粉碎0.5 lh，或研磨0.5 2h ；(3)再加入溶于剩余溶劑的顏料，超聲波粉碎0.5 lh，或研磨0.5 2h，或超聲波 分散0.5 Ih ；(4)再加入流平劑、偶聯(lián)劑，混合均勻，得到涂料體系；(5)將步驟(1)的固化劑體系與步驟(4)的涂料體系混合均勻，加入催干劑，即得。
9.一種防污閃常溫固化氟碳樹脂涂料，其特征在于所述涂料包括面漆和底漆，所 述面漆為權(quán)利要求1-6任一項所述的防污閃常溫固化氟碳樹脂涂料，所述底漆按重量百 分含量計，由以下組分組成環(huán)氧樹脂 25% 50%其特征在于，所述偶聯(lián)劑為 其特征在于，所述顏料為金 其特征在于，所述疏水粒子 其特征在于，所述甲基異丁 其特征在于，所述固化劑為固化劑 15% 40% 丙酮15% 30%偶聯(lián)劑 0.1 % 有機膨潤土 2% 15%。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的防污閃常溫固化氟碳樹脂涂料，其特征在于所述環(huán)氧樹 脂為E-44;所述固化劑由T31改性脂肪胺和聚酰胺650組成，所述T31改性脂肪胺和聚 酰胺650的質(zhì)量比為1 2 3;所述有機膨潤土為BK-886。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種常溫固化氟碳樹脂涂料，按重量百分含量計，該涂料由以下組分組成四氟氯乙烯-乙烯基酯聚合物35％～70％、固化劑5.5％～12％、偶聯(lián)劑2％～10％、顏料1％～10％；疏水粒子1％～30％、助劑0.03％～3％、溶劑20％～40％、催化劑0.001％～1％；所述偶聯(lián)劑為具有-CF3基團和-CF2基團的氟硅烷；所述助劑為流平劑、消泡劑和分散劑；所述溶劑為乙酸丁酯和甲基異丁基酮；所述催干劑為二月桂酸二丁基錫；所述固化劑為脂肪族二異氰酸酯。本發(fā)明采用特定的涂料配方，通過氟硅烷偶聯(lián)劑和疏水粒子的共同作用，防污閃氟碳樹脂涂料的靜態(tài)接觸角θ可達120°，憎水性能和憎水遷移性能優(yōu)良，防污閃性能高；涂膜流平性好，表面光滑，自潔性好；耐化學(xué)品性能好，耐熱水性能好；附著力可達0級。
文檔編號C09D7/12GK102010636SQ20101059020
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者周永言, 周藝, 朱志平, 李麗, 熊書華, 王敏, 郭小翠 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 長沙理工大學(xué)