[发明专利]一种应用于绝缘子防污闪的新型纳米TiO2/PTFE杂化氟碳涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氟碳涂料，具体涉及一种应用于绝缘子防污闪的新型纳米TiO₂/PTFE杂化氟碳涂料。本发明还涉及该氟碳涂料的制备方法。

背景技术

随着工业的高速发展、电站容量的不断扩大，电网安全运行的要求越来越严格，瓷绝缘子是高压输变电设备中的重要配件，电力系统绝缘子污闪事故日益突出。电力系统传统的防污闪技术对策主要有4种：调爬、采用合成绝缘子、清扫和涂覆防污闪涂料。运行经验表明，调爬受到杆塔结构的限制；采用合成绝缘子因产品结构设计的局限性导致其质量难以保证，故障率较高；清扫可以保证绝缘子清洁，但工作量太大，且需要停电时间；因此，涂覆防污闪涂料成为有力的防污闪措施。随着科学技术高速发展，人们对涂料的要求越来越高，单一组成制备的材料很难同时满足各种性能需要，杂化涂料艰巨有机材料和无机材料的优点，又可客服两者的不足，这也是目前涂料发展的主要方向之一。氟碳树脂的高度绝缘性，其耐候性、耐污性、抗老化性能、耐化学试剂性非常好，但是由于氟碳树脂的表面能较低，表面不粘导致其与基材的粘接能力不好，因此，发明一种应用于电气设备绝缘子表面上、具有耐候、抗老化、耐污闪的自洁氟碳杂化涂料是亟待解决的问题。

工业用金红石型TiO₂和聚四氟乙烯（PTFE）是常用的填料。其中，工业用金红石型TiO₂既能吸收又能散射紫外线力，大大降低了紫外线对高分子材料链的侵袭，减少活性自由基的产生，保护了高分子链不被紫外线所降解。而纳米TiO₂的粒径极小，活性更高，吸收紫外线能力更强。但是，纳米粒子的表面极性大，表面能高，粒径小，极易发生团聚而成为微米级粒子，因而使涂料性能达不到理想的要求。聚四氟乙烯（PTFE）结构高度对称属于非极性高分子，有低的表面能（20mN/m）。材料表面能越低，附着力越小，材料表面与液体的接触角也就越大。但单一的PTFE材料不经过复杂的表面活化不能与涂层界面粘接而且不能在常温固化。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种应用于绝缘子防污闪的新型纳米TiO₂/PTFE杂化氟碳涂料，该氟碳涂料耐候性、耐污性、抗老化性能、耐化学试剂性非常好，其表面能好，表面与基材的粘接能力好，能够有效地提高电气设备安全可靠运行水平。

本发明的第二个目的是提供上述氟碳涂料的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种应用于绝缘子防污闪的新型纳米TiO₂/PTFE杂化氟碳涂料，由组分一和组分二构成，其中，

所述组分一包括以下重量份组分：

氟碳树脂               10~65

金红石型纳米TiO₂       3~20

氟硅烷改性剂           0.75~5

聚四氟乙烯纳米粉       10~25

助剂                   0.5~5

混合溶剂              20~45

催化剂                0.01~0.5；

所述组分二包括以下重量份组分和含量范围：

固化剂               50~100

混合溶剂              0~50。

作为本发明的一个实施方式，所述组分一与组分二的配比为100﹕1~100﹕50。

本发明所述氟碳树脂可以是市售的商品化的氟碳树脂，如选自日本大金氟碳涂料公司的4F氟碳树脂GK570，大连振邦涂料股份有限公司的FEVE型氟碳树脂等，其优选范围为35~60重量份。

本发明所述氟硅烷改性剂为具有-CF2或-CF3基团的氟硅烷。所述具有-CF2或-CF3基团的氟硅烷为十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟代辛烷基三乙氧基硅烷、十七氟葵基三甲氧基硅烷等。

本发明所述助剂为分散剂和消泡剂。所述分散剂为非离子聚合型氟素表面活性剂，可使涂料获得很低的表面张力，在提高涂料润湿流平性的同时，还能在一定程度上提高涂料的耐水、耐油、耐污性，是分散超细粒子的最佳材料，其优选范围为0.5~3重量份。所述消泡剂为油性有机硅消泡剂，借助溶剂携带硅氧烷亲油基分散到起泡液中发挥消泡作用，如硅油型有机硅消泡剂或聚醚改性有机硅消泡剂，其优选范围为0.5~3重量份。