一种杆塔侧绝缘化用快速固化材料及其制备方法与流程

本发明涉及一种杆塔侧绝缘化用聚氨酯材料及其制备方法，属于聚氨酯材料。

背景技术：

1、聚氨酯(pu)是世界上最常见、用途最广、研究最多的材料之一。它能将金属的耐久性与韧性和橡胶的弹性结合在一起，使其成为金属、塑料和橡胶等几种工程产品的适宜替代品。聚氨酯材料目前已被用于多种类型的工业设备中，并用来制造生产多种应用商品，常见的包括如油漆、液体、弹性体、刚性绝缘材料、弹性纤维、软质泡沫材料，甚至用作整体表皮。聚氨酯是由多种二异氰酸酯、多种多元醇、其他扩链剂和交联剂制成。因此，根据不同特性的单体可以制备合成定制功能的聚氨酯产品，可以满足于许多特定的情况下的应用。聚氨酯的性能优势主要体现在以下几个方面：

2、(1)聚氨酯固化成膜的过程中，分子结构中不断形成数量众多的氨基甲酸酯键和脲键。两种化学键会促使高分子聚合物分子间形成氢键。大量氢键的存在，提升了分子间的内聚能，从而增强了涂层的抗撕裂强度。因此，与其它类型的相比，在几种化学键的共同作用，赋予了聚氨酯优良的耐磨性和较高的硬度。并且，由于其兼具防护与装饰优点，被广泛应用于高强度工作机械的外部防护涂层、货轮甲板漆、飞机整体表面涂装漆等。同时，在外力作用下，氢键又可以断开吸收能量；当外力消失后，氢键又可重新生成。因此，氢键的断开和恢复提升了聚氨酯的耐磨性与韧性，同样也是自修复聚氨酯的制备原理。

3、(2)聚氨酯在耐油性、耐化学药品性等方面同样具有非常优异的表现。涂层完全固化后，应用在长期接触腐蚀性液体、石油存储以及合成油脂等环境下依旧保持不受污染、不受侵蚀的特点。因此，目前市面上大多数的石油开采储存罐、腐蚀性液体槽内壁的防腐均常采用聚氨酯。

4、(3)聚氨酯优异的基材附着力。可制成性能良好得密封剂、粘合剂。实际应用中，除了对个别金属基面的粘附力弱于环氧树脂漆外，对多种物体基材表面(如金属、木器、玻璃、和某些塑料)均有优良的附着力。

5、(4)聚氨酯与其它树脂漆共混使用时，可以结合多品种、多性能的共同特点，强化的综合性能优势，满足特殊应用情况下的使用需求。其次，调节中各种合成单体组分之间的比例，可以使在坚固强韧性与柔软弹性之间的合理变换。比单独使用某种树脂所带来的单一性能具有更多的应用市场。

6、(5)聚氨酯的固化温度范围性很广，既可以在常温及较高温度下固化成膜,也可以在低温固化。因此，应用场景丰富，且能适应复杂的工作环境。在室温条件下固化的产品中：环氧树脂和不饱和聚酯在室温低于10℃下涂层就很难固化完全，即便涂层可以固化所需周期也很长，并且产品机械性能不佳。然而聚氨酯不仅在室温下可以迅速固化，甚至环境温度在零度及零度以下时也可以固化成膜，并且效果优异。

7、目前，喷涂型绝缘材料存在以下问题：

8、①隔离型措施虽然可以有效减少因鸟类使用铁丝筑巢或鸟巢被打湿而引发的短路故障，但实际线夹等电力器件的型号和外观各不相同，绝缘防护罩难以实现大量、统一的生产，导致成本增高。

9、②应用环氧树脂改性后的材料固化时间较长，喷涂后存在滴挂现象，导致材料流失严重，不能很好地形成绝缘保护层。

10、③用于绝缘子防污闪的rtv涂料虽然可以消除电力器件在外形上的差异性，但其防污闪的原理主要为其对憎水性的迁移，其目的不是也并不能有效消除因鸟类使用铁丝等导体筑巢或湿润鸟巢引发的短路故障。

11、因此，探究聚氨酯的具体合成工艺，考察论证聚氨酯各单体组分对于涂层性能的影响，将聚氨酯的特点更好的应用到实际中。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种杆塔侧绝缘化用聚氨酯材料及其制备方法。

2、一种杆塔侧绝缘化用聚氨酯材料及其制备方法，包括如下步骤：在100质量份b组分中加入26质量份功能填料，与聚氨酯a组分一起装入喷涂装置的进料口中，加热至60℃并使物料充分混合后通过喷嘴喷出，涂覆在待处理基材表面，常温下自然养护一周，即得聚氨酯材料。

3、较佳的，聚氨酯a组分是将端羟基丁二烯-丙烯腈共聚物（htbn）在容器中加热至120℃真空除水1h，然后降温到60℃，通入氮气，加入六亚甲基二异氰酸酯（hdi）在60℃下反应3h得到异氰酸根封端的预聚体即聚氨酯a组分。

4、较佳的，b组分为二元醇小分子扩链剂，由质量比为6：1.5：2：0.5的乙二醇：丙二醇：1,4-丁二醇：1,6-己二醇混合后组成。

5、较佳的，聚氨酯a组分中，hdi的异氰酸根的摩尔数设为n，htbn的羟基摩尔数设为n1，b组分中，二元醇小分子扩链剂的羟基摩尔数设为n2，n=n1+n2。

6、较佳的，功能填料由10质量份三氧化二铝纳米颗粒、1质量份疏水性气相二氧化硅纳米颗粒、5质量份高纯氮化硼粉和10质量份硅烷偶联剂组成。

7、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

8、①针对电力器件的型号和外观各不相同，由于本发明采用喷涂的实施方法，可有效解决绝缘防护罩难以实现大量、统一的生产的问题。

9、②此配方设计的材料成型速度快，固化时间短，可有效解决喷涂后的滴挂问题，减少材料的浪费。

10、③此配方设计的材料击穿电压高，可作为绝缘材料应用，有效消除因鸟类使用铁丝等导体筑巢或湿润鸟巢引发的短路故障。

11、相较于传统的绝缘护套，本发明中的聚氨酯喷涂型材料具有优越的机械性能和电气性能，由于可以进行喷涂，可直接应用于各种形状的基材，无需复杂的准备工作，此材料成型速度快，确保了施工效率，同时使用寿命长，能够满足长期稳定的应用需求，不受场景应用的限制。无论是在户外还是室内，该材料都能适应并保持良好的性能，可根据不同的需求和场景调整配方配比以及施工方法，为施工人员提供了极大的灵活性。该材料应用于输电杆塔能够有效减少鸟害和异物等故障的发生，进一步降低了维护成本。同时，材料固化时间快，避免了流挂现象，保持了材料的物理性能和美观度，具有广阔的应用场景。

技术特征：

1.一种杆塔侧绝缘化用快速固化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在100质量份b组分中加入26质量份功能填料，与聚氨酯a组分一起装入喷涂装置的进料口中，加热至60℃并使物料充分混合后通过喷嘴喷出，涂覆在待处理基材表面，常温下自然养护一周，即得固化材料。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，聚氨酯a组分是将端羟基丁二烯-丙烯腈共聚物在容器中加热至120℃真空除水1h，然后降温到60℃，通入氮气，加入六亚甲基二异氰酸酯在60℃下反应3h得到异氰酸根封端的预聚体即聚氨酯a组分。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，b组分为二元醇小分子扩链剂，由质量比为6：1.5：2：0.5的乙二醇：丙二醇：1,4-丁二醇：1,6-己二醇混合后组成。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，聚氨酯a组分中，hdi的异氰酸根的摩尔数设为n，htbn的羟基摩尔数设为n1，b组分中，二元醇小分子扩链剂的羟基摩尔数设为n2，n=n1+n2。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，功能填料由10质量份三氧化二铝纳米颗粒、1质量份疏水性气相二氧化硅纳米颗粒、5质量份高纯氮化硼粉和10质量份硅烷偶联剂组成。

6.如权利要求1-5任一所述的方法制备的杆塔侧绝缘化用快速固化材料。

技术总结本发明公开了一种杆塔侧绝缘化用聚氨酯材料及其制备方法，在100质量份B组分中加入26质量份功能填料，与聚氨酯A组分一起装入喷涂装置的进料口中，加热至60℃并使物料充分混合后通过喷嘴喷出，涂覆在待处理基材表面，常温下自然养护一周，即得聚氨酯材料。本发明中的聚氨酯喷涂型材料具有优越的机械性能和电气性能，由于可以进行喷涂，可直接应用于各种形状的基材，无需复杂的准备工作，此材料成型速度快，确保了施工效率，同时使用寿命长，能够满足长期稳定的应用需求，不受场景应用的限制。技术研发人员：汪帆,王阳,殷浩文,刘同宝,李光熹,钱苗旺,贾铮,陆俊俊,王伟华,张建军受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29