[发明专利]一种超双疏涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种超双疏涂料，各组分及其所占重量份数包括：酸改性SiO₂分散液以引入的SiO₂含量计为5～30份，氟硅烷0.2～1份；所述酸改性SiO₂分散液通过向SiO₂分散液中加入酸液进行反应得到。本发明所述超双疏涂料具有优异的超疏水超疏油性能，水在其形成的涂层表面接触角可达161.8°，油的接触角可达153.8°；将其喷涂于绝缘子表面，可显著提升绝缘子的污闪电压；且涉及的制备方法简单，操作方便、成本低、可实现宏量制备，适合推广应用。

技术领域

本发明属于功能材料及其改性技术领域，具体涉及一种超双疏涂料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着环境污染持续加剧，空气中的一些粉尘污秽物对电力部门的影响较大，输电线路绝缘和变电站室外电力设施污闪、防腐等问题急需被解决。污闪现象是由于绝缘子表面以粉尘、水汽等为载体，在潮湿环境下，会在设备表面形成连续导电的水膜，从而大大降低绝缘设备的绝缘性，严重者会导致绝缘子沿面闪络和大面积停电跳闸事故的发生。

目前，涂覆室温硫化硅橡胶材料(RTV)被认为是提高绝缘子防污闪能力、延长寿命的一种有效方式。然而如专利CN105086820A、CN105623503A、CN103333606A提到的RTV本身的本征接触角仅为90°-135°之间，且水的滚动角较大，这就意味着当水滴落在RTV的表面时，水滴很难自行滚落将绝缘子表面的污秽物清除干净。但由于RTV独特的憎水迁移性，长期残留在RTV表面的污秽物经过一定时间的迁移修饰，会使得绝缘子表面表现出特殊的超疏水性质，这种独特的性质提高了绝缘子的污闪电压。受到RTV憎水迁移后变成超疏水的特性，各国专家学者纷纷将眼光放到了将超疏水涂料与电力部门相结合之上。如专利CN111019456A、CN113308150都提出了将超疏水涂料应用到绝缘子的表面，由于超疏水表面水的接触角＞150°，而滚动角＜10°，加上绝缘子特殊的裙伞结构，一般残留在绝缘子表面的污秽物，会在水的帮助下很快的清除干净，这也就是所谓的超疏水材料的自清洁效果。在这种效果的帮助下，绝缘子的污闪电压进一步得到提高。

然而在户外实际使用的过程中，如鸟粪等会含有部分有机污秽物，这些有机污秽物残留在超疏水表面会污染超疏水表面，从而使得超疏水涂层局部失效，在超疏水失效的部分会堆积大量污秽物，进而导致污闪电压急剧降低等问题。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有绝缘子表面RTV涂料存在的问题和不足，提供一种超疏水超疏油涂料，水在其形成的涂层表面接触角可达161.8°，油的接触角可达153.8°；将其喷涂于绝缘子表面，可显著提升绝缘子的污闪电压；且涉及的制备方法简单，操作方便、成本低、可实现宏量制备，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种超双疏涂料，各组分及其所占重量份数包括：酸改性SiO₂分散液以引入的SiO₂含量计为5～30份，氟硅烷0.2～1份；所述酸改性SiO₂分散液通过向SiO₂分散液中加入酸液进行反应得到。

优选的，所述SiO₂分散液的制备方法包括如下步骤：将碱液与醇溶剂混合均匀，然后向所得混合液中加入硅源，进行水解，静置陈化。

上述方案中，所述碱液为氨水、NaOH水溶液、KOH水溶液；其中氨水浓度为25～28wt％；NaOH水溶液浓度为0.05～0.1g/L，KOH水溶液浓度为0.05～0.1g/L。

上述方案中，所述醇溶剂可选择甲醇、乙醇、异丙醇等中的一种或几种。

上述方案中，所述碱液与醇溶剂的体积比为(3～8):100。

上述方案中，所述硅源与醇溶剂的质量比为(0.3～2):4。