超疏水高自洁无溶剂型硅橡胶防污闪涂料及其制备方法与应用与流程

本发明属于电力行业绝缘防护用涂料，尤其是涉及一种超疏水高自洁无溶剂型硅橡胶防污闪涂料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

2、室温硫化(rtv或prtv)硅橡胶因其具有的优异特性，例如流动性好、可室温固化、具有良好的憎水性、憎水迁移性等，使得其在电力行业的输变电线路及高压设备中得到普遍的应用。rtv或prtv硅橡胶涂层的应用，一方面可以节约清洗绝缘子(绝缘设备)的成本，另一方面可以提供持久的绝缘防护效果。并且目前已在保障电力系统的安全稳定运行起着非常重要的作用。

3、rtv或prtv硅橡胶涂料涂层主要以石油醚、二甲苯、乙酸丁酯等有机溶剂为分散剂，并且对现有涂层的憎水迁移性、耐磨性、耐污闪性、疏水性等进行了改进提升，但是随着国家对环保标准要求的提高，亟需实现低voc甚至零voc的防污闪涂料的应用开发，并且在涂层的疏水性、自洁性等方面有待进一步提高，目前缺乏明确的可靠的制备技术方法。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种超疏水高自洁无溶剂型硅橡胶防污闪涂料及其制备方法与应用。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，本发明提供一种超疏水高自洁无溶剂型硅橡胶防污闪涂料，包括a组分和b组分，其中，a组分按质量份计，包括以下组分：硅橡胶100份；功能填料50～85份；催化剂0.5～5份，阻燃剂8～25份，助剂0.8～2.6份；

4、所述硅橡胶是由粘度为20～50mpa.s、500～1500mpa.s、2000～6000mpa.s和10000～80000mpa.s的端羟基聚二甲基硅氧烷混合而成；

5、功能填料由改性纳米二氧化硅、改性微米二氧化硅、改性微米氧化铝和改性纳米二氧化钛混合而成，各组分采用偶联剂改性；

6、b组分为交联剂。

7、疏水涂层构造的其中一个关键因素就是构造粗糙结构，微纳粉体的配合使用主要目的是为了构造粗糙结构。另外，二氧化硅还具有提供涂层体系补强的作用；氧化铝具有阻燃和催化有机反应的作用；二氧化钛具有增白和光催化作用。四种改性微纳粉体的协同作用有利于增强体系的阻燃性能。

8、粉体材料采用偶联剂改性，可以改善粉体材料在涂料体系中的分散性，防止团聚，还可以实现小分子链的少量物理搭接，促进微纳结构的稳定性和构造。

9、无溶剂涂料的基体胶以低粘度胶为主，但是低粘度胶的分子链较短，不利于提升涂层的成膜性和力学性能，而涂层的力学性能较差时，其使用寿命难以保证。高粘度硅橡胶的分子链较长，有利于提高涂层的成膜性和力学性能。所以，本发明中采用四种不同粘度的硅橡胶进行配合使用，不但可以实现无溶剂涂料，还可以有效提高涂层的成膜性和力学性能。

10、在无溶剂体系中，若高粘度硅橡胶偏多，功能填料难以实现均匀分散，容易在固化过程中出现界面缺陷或者尖峰应力集中点；低粘度硅橡胶偏多，功能填料虽然容易实现均匀分散，但容易被硅橡胶润湿包覆，不利于构造良好的微纳粗糙疏水结构，影响涂层的疏水性能。发明人发现，当同时采用20～50mpa.s和500～1500mpa.s时，并且对两粘度硅橡胶进行有效配比，既可以实现功能填料的均匀分散，又可以保证微纳粗糙疏水结构的良好构造，进而保证涂层的超疏水效果。

11、本发明中通过加入不同粘度的硅橡胶并引入多种改性功能填料，增加了涂层体系中小分子链段密度，提升了涂层的憎水性及憎水迁移性，保障了涂层长效防污和防湿性。

12、在一些实施例中，粘度为20～50mpa.s、500～1500mpa.s、2000～6000mpa.s和10000～80000mpa.s的端羟基聚二甲基硅氧烷的质量比为20-30:20-25:30-40:15-20。

13、在一些实施例中，所述偶联剂选自γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、单烷氧基型钛酸酯偶联剂、单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂、硬脂酸、油酸中的一种或者多种。

14、在一些实施例中，改性纳米二氧化硅、改性微米二氧化硅、改性微米氧化铝和改性纳米二氧化钛的质量比为1:1.8～2.5:0.8～1.2:0.5～1。

15、优选的，所述改性纳米二氧化硅的粒径为20～40nm，球形。

16、优选的，所述改性微米二氧化硅的粒径为1～4μm，球形。

17、优选的，所述改性微米氧化铝的粒径为2～4μm，球形。

18、优选的，所述改性纳米二氧化钛的粒径为10～100nm，金红石型。

19、在一些实施例中，所述催化剂选自二乙烯四甲基二硅氧烷铂络合物、二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡中的一种或其组合。

20、在一些实施例中，所述阻燃剂选自十溴二苯醚、三氧化二锑、改性微米氢氧化镁、改性微米氢氧化镁或磷酸酰胺中的一种或其组合。

21、在一些实施例中，所述交联剂选自甲基三乙酰氧基硅烷、乙基三乙酰氧基硅烷、丙基三乙酰氧基硅烷、苯基三乙酰氧基硅烷、二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、2-双(三甲氧基硅基)乙烷、甲基三丁酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丙酮肟基硅烷、四(甲基异丁酮肟基)硅烷、甲基三(甲基异丁酮肟基)硅烷中的一种或其组合。

22、在一些实施例中，所述助剂包括消泡剂、润湿分散剂和流平剂，消泡剂、润湿分散剂和流平剂的质量比为1:1.2～1.6:0.8～1.2。

23、优选的，所述消泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、单硬脂酸甘油酯、月桂基葡糖苷、聚环氧乙烷硅油、聚二甲基硅醚、破泡聚硅氧烷溶液中的一种或其组合。

24、优选的，所述润湿分散剂为改性丙烯酸酯嵌段共聚体、三乙基己基磷酸、甲基戊醇、脂肪酸聚乙二醇酯、纤维素衍生物或低分子量聚丙烯酸钠中的一种或其组合。

25、优选的，所述流平剂为聚甲基苯基硅氧烷、丙烯酸酯共聚体溶液、二甲基硅油、聚脂酯、聚乙烯醇或低分子量聚硅氧烷中的一种或其组合。

26、第二方面，本发明提供所述超疏水高自洁无溶剂型硅橡胶防污闪涂料的制备方法，包括如下步骤：

27、将粘度为20～50mpa.s、500～1500mpa.s和2000～6000mpa.s的端羟基聚二甲基硅氧烷与消泡剂、润湿分散剂和流平剂按比例混合后，得初混基料；

28、将功能填料和阻燃剂加入到初混基料中，混匀、研磨，得再混料；

29、向再混料中加入粘度为10000～80000mpa.s的端羟基聚二甲基硅氧烷，于135～160℃真空捏合和混炼3～5h，冷却后，向其中加入催化剂，混合后，隔绝空气灌装，获得组分a；

30、在使用时，组分a和组分b搭配使用。

31、在一些实施例中，所述功能填料的各粉体的改性方法，包括如下步骤：在封闭箱体内加入待改性的粉体；

32、称量待改性粉体质量的5％～15％的偶联剂，将偶联剂加入水和乙醇的混合液中，得水解液；

33、将封闭箱体内的粉体吹起，并向其中喷洒水解液，使固-液充分混合；

34、将得到的固液混合物球磨改性处理，烘干后，再球磨粉末化处理，获得偶联剂改性粉体。

35、优选的，所述水解液中，偶联剂、水和乙醇的质量比为1:0.8～1.2:8～12。

36、第三方面，本发明提供所述超疏水高自洁无溶剂型硅橡胶防污闪涂料在电力设备和/或绝缘子表面的应用。

37、在一些实施例中，在电力设备和/或绝缘子表面涂覆所述超疏水高自洁无溶剂型硅橡胶防污闪涂料。

38、优选的，涂覆方法为：将电力设备和/或绝缘子表面进行清洁、干燥处理；

39、将a组分和b组分混匀，得浆料；

40、将浆料通过有气喷涂、无气喷涂或者刷涂的方式，均匀涂覆于电力设备和/或绝缘子表面；

41、涂层完全固化后，即可。

42、上述本发明的一种或多种实施例取得的有益效果如下：

43、(1)高分子材料是由简单的结构重复单元构成，有机溶剂的存在尤其是长期处于有机溶剂中，有机溶剂会对其分子链产生破坏，因为高分子聚合物溶于有机溶剂时，它们的分子链就已经被溶解断裂开来，恢复其单独的小分子或者大分子结构，但固化后不会返回聚合前的单体形式；

44、有机溶剂对于改性处理的粉体材料表面分子可能会发生溶解或者分子链断裂。因为部分粉体材料的改性是通过物理包覆而实现，在有机溶剂中很容易被解包覆。

45、本发明提供的涂料配方没有使用有机溶剂，保证涂料在使用过程中对环境无危害，保证高分子材料结构和改性处理粉体材料表面分子结构的稳定性。

46、(2)本发明中加入不同粘度的硅橡胶以及引入多种改性功能填料，增加了涂层体系中小分子链段密度，提升了涂层的憎水性及憎水迁移性，保障了涂层长效防污、防湿性；

47、(3)本发明中各组分的协同作用，使得涂层具有优异的自清洁性，避免长期服役后涂层表面污秽的积累；使得涂层具有优异的阻燃性、电学性能、力学性能、耐老化性能。