一种防污闪涂料及其制备方法和应用与流程

本发明属于电力行业绝缘涂料，具体涉及一种防污闪涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、污闪是指电气设备绝缘表面附着的污秽物在潮湿条件下，其可溶物质逐渐溶于水，在绝缘表面形成一层导电膜，使绝缘子的绝缘水平大大降低，在电力场作用下出现的强烈放电现象。国内电网大量应用瓷绝缘子等外绝缘产品，这些产品的最大缺点是表面呈亲水性、极易积污，污闪电压偏低，可能在污染环境下导致绝缘子污闪，威胁电网安全稳定运行，影响电力供应。

2、目前常用的防止污秽闪络的手段是在绝缘子表面喷涂防污闪涂料。常温硫化硅橡胶(room temperature vulcanized silicone rubber，rtv)防污闪涂料由于使用便捷、维护简单、经济安全，以及能够适用于多种自然污秽和工业污秽而具有广阔的应用前景。rtv防污闪涂料可以赋予绝缘子表面优异的憎水性，在风沙和潮湿的气候条件下，涂层表面很难湿润，若长时间湿润涂层，其表面也不会形成水流和水膜，从而起到限制泄漏电流的作用，有效提高绝缘子的污闪电压，防止电网发生污闪跳闸。

3、然而，现有的rtv防污闪涂料服役时长时间暴露在紫外线辐射下，会导致其硅橡胶分子主链及侧链的断裂和交联，引起rtv涂层表面材料粉化开裂等老化现象，导致憎水性减弱，增加了电力系统污闪事故的风险。涂层老化已成为影响其安全运行不可忽视的问题。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中防污闪涂料抗老化性能较差的缺陷，从而提供一种防污闪涂料及其制备方法和应用。本发明提供的防污闪涂料具有优异的抗老化性能，可延缓涂层老化，对确保输电线路整体安全稳定运行具有重要的意义。

2、为此，本发明提供了以下技术方案。

3、第一方面，本发明提供了一种防污闪涂料，以质量百分比计，包括环氧硅氧烷4.5％～10％、阳离子引发剂2.45％～5％，余量为含有环氧基团的甲基丙烯酸酯含氟共聚物。

4、进一步的，所述含有环氧基团的甲基丙烯酸酯含氟共聚物的原料包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯和含氟甲基丙烯酸酯；

5、优选地，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、含氟甲基丙烯酸酯的质量比为(4～6)：(2～4)：(1～3)；

6、更优选地，所述含氟甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸六氟丁酯(fma)、甲基丙烯酸-1h,1h,2h,2h-九氟己酯(nma)和甲基丙烯酸-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛酯(tma)的任意一种或任意比例的多种。

7、进一步的，所述环氧硅氧烷原料包括硅烷偶联剂；

8、优选地，所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合。

9、进一步的，所述阳离子引发剂为二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟锑酸盐(uv6976)、4-(苯硫基)苯基二苯基硫鎓六氟磷酸盐(uv6992)、双(4-叔丁基苯基)碘鎓六氟磷酸盐(pi9388)、4-异丁基苯基-4'-甲基苯基碘鎓六氟磷酸盐(250)、三芳基六氟磷酸锍鎓盐(uvi-6992)中的任意一种或任意比例的多种。

10、第二方面，本发明提供了一种防污闪涂料的制备方法，包括：

11、制备所述含有环氧基团的甲基丙烯酸酯含氟共聚物；

12、制备所述环氧硅氧烷；

13、将所述含有环氧基团的甲基丙烯酸酯含氟共聚物、环氧硅氧烷和阳离子引发剂按比例混合制得所述防污闪涂料。

14、进一步的，制备所述含有环氧基团的甲基丙烯酸酯含氟共聚物的步骤包括：将甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、含氟甲基丙烯酸酯、聚合引发剂和溶剂混合后升温至开链聚合温度，反应一段时间制得含有环氧基团的甲基丙烯酸酯含氟共聚物。

15、进一步的，制备所述含有环氧基团的甲基丙烯酸酯含氟共聚物的步骤满足以下条件中的至少一项：

16、(1)所述甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、含氟甲基丙烯酸酯、引发剂、溶剂的用量比为(4～6)g：(2～4)g：(1～3)g：(0.5253～0.5273)g：(40～60)ml；

17、(2)所述聚合引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或偶氮二异丁酸二甲酯；

18、(3)所述溶剂为2-丁酮、丙酮或四氢呋喃；

19、(4)所述开链聚合温度为75～85℃；

20、(5)升温至开链聚合温度后反应3～5h；

21、(6)所述升温的速率为1～3℃/min。

22、进一步的，制备所述含有环氧基团的甲基丙烯酸酯含氟共聚物的步骤包括：先将甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、含氟甲基丙烯酸酯与部分溶剂进行一次混合得到第一溶液，然后再将聚合引发剂与剩余溶剂进行二次混合得到第二溶液，将第二溶液加入所述第一溶液后升温；

23、优选的，所述一次混合的搅拌转速为350～450r/min；

24、优选的，所述一次混合的温度为25～35℃；

25、优选的，所述一次混合时间为20～40min。

26、进一步的，制备所述环氧硅氧烷的步骤包括：将硅烷偶联剂加热搅拌制得所述环氧硅氧烷；

27、优选的，制备所述环氧硅氧烷的步骤满足以下条件中的至少一项：

28、(1)将硅烷偶联剂加热至55～65℃；

29、(2)所述加热搅拌的搅拌转速为350～450r/min；

30、(3)所述加热搅拌的时间为2～4h。

31、第三方面，防污闪涂料或根据所述的制备方法制得的防污闪涂料在绝缘设备中的应用。

32、进一步地，所述含有环氧基团的甲基丙烯酸酯含氟共聚物、环氧硅氧烷和阳离子引发剂混合的温度优选为25～35℃，混合时间优选为5～15min。

33、将防污闪涂料涂覆在基体表面，固化成膜。优选地，固化采用紫外光固化或日光固化。示例性的，基体为绝缘子或玻璃试样。

34、本发明技术方案，具有如下优点：

35、1.本发明提供的防污闪涂料以质量百分比计，包括环氧硅氧烷4.5％～10％、阳离子引发剂2.45％～5％、余量为含有环氧基团的甲基丙烯酸酯含氟共聚物。

36、环氧硅氧烷使得共聚物有键合，提高交联度，结构更稳定，提高涂料的抗老化性。本发明防污闪涂料含有氟碳键，氟碳键的键能强，且氟原子的存在可降低材料表面能和水渗透性，制得的涂层表面更光滑，提高耐候性、耐化学腐蚀性等，可一定程度上提高防污以及耐紫外光老化等特性。

37、本发明防污闪涂料制得的涂层具有优异的防污功能，可以减少涂层表面积污；在耐老化方面，赋予涂层抗紫外线能力，可以有效延长涂层使用寿命。

38、2.本发明提供的防污闪涂料中所述甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、含氟甲基丙烯酸酯的质量比为(4～6)：(2～4)：(1～3)。

39、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯和含氟甲基丙烯酸酯的用量比限定在本发明范围内，可保证涂料的抗紫外光老化能力的同时降低成本，并将涂料粘度控制在合理范围，避免涂料粘度过高导致涂覆不均匀。

40、3.本发明提供的防污闪涂料应用于绝缘设备，可赋予其优异的防水、防污性能、耐污闪性能、耐紫外光老化性能，具有良好的电气绝缘设备污闪防护应用前景。

41、4.本发明防污闪涂料的制备方法简单，具有良好的经济效益。