專利名稱：：一種高疏水導靜電防冰涂料及其制備方法
技術領域：
：本發明屬于涂料
技術領域：
，具體地說，涉及一種以氟碳樹脂為成膜物，具有高疏水性質的導靜電防冰涂料及其制備方法。
背景技術：
：輸電線路裸露在自然環境中，其安全運行與自然環境密切相關。例如日曬雨淋會造成導線的老化；電力設備外絕緣表面在運行過程中會逐漸積污；雷電會對架空輸電線路產生雷電過電壓、尤其是輸電線路的覆冰對線路的安全運行帶來極大的危害。我國電網建設分布范圍廣，跨越的地理地形和氣候環境復雜多樣，容易受冰雪、雷擊、地震、狂風、暴雨等嚴重自然災害的破壞。如2008年發生在我國南方地區的大面積凍雨覆冰，對電網設備和供電網絡造成了巨大的破壞，直接經濟損失就超過1000億，間接損失更是無法估量。電網的破壞表現為絕緣子串短路、以及倒塔和斷線等機械故障形式造成的斷路。目前防范由于覆冰造成超過線路機械負荷而斷線的措施非常有限，如可以通過增加導線和地線強度的方法來達到防斷裂的目的，這是解決斷線最根本的方法，但這種方法會帶來一系列其它問題。如由于提高強度而增加的電線本身的造價、由于電線重量增加對桿塔設計帶來的影響、由于電線表面積增大造成電線表面結冰情況更嚴重、風阻更大等。為了在不提高電線強度的前提下，防止或減少冰災造成的危害，也可以用電流融冰的方法來防止電線表面覆冰的產生，但此種方法要改變輸電線路的工作狀態，而且存在能耗高等問題，目前還遠未成熟，難以大面積采用。在電線表面涂覆一種低表面能的憎水涂料，使水難以穩定附著在電線表面，能大大減少覆冰量并延緩覆冰的形成，可以有效的防范覆冰事故的發生，從而提高電力系統的運行穩定性。普通的低表面能涂料雖然具有優異的憎水特性，但屬于電絕緣性材料，不具有傳導靜電的功能，當有雷擊發生時，由于靜電荷難以泄露，在局部會產生極高的瞬間電壓將電線擊斷。如何解決普通低表面能涂料不能兼顧憎水特性和傳導靜電功能的問題，則是本發明所面臨的課題。
發明內容本發明提供一種高疏水導靜電防冰涂料及其制備方法，可以解決現有技術存在的普通低表面能涂料不能兼顧憎水特性和傳導靜電功能的問題。為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現—種高疏水導靜電防冰涂料，由按重量比為916:1的比例組成的甲、乙組分，所述甲組分由下列重量百分比的物質配制而成氟碳樹脂3560%;導電粉1040%;有機硅化合物18%;抗老化劑0.53%;分散劑0.55%;防沉降劑0.53%;有機溶劑1040%;所述乙組分為脂肪族和/或芳香族固化劑。在本發明的上述技術方案中，還具有以下技術特征所述甲組分的優選配方如下氟碳樹脂4055%;導電粉1530%;有機硅化合物26%;抗老化劑0.53%;分散劑0.52%;防沉降劑0.52%;有機溶劑1030%。在本發明的上述技術方案中，還具有以下技術特征所述乙組分為脂肪族異氰酸酯的二聚體和/或三聚體、芳香族異氰酸酯的二聚體和/或三聚體中的一種或幾種。如Bayer公司的N75、N90等。在本發明的上述技術方案中，還具有以下技術特征所述氟碳樹脂為氟化丙烯酸樹脂。甲組分中的氟碳樹脂是由海洋化工研究院生產的WN-2型氟化丙烯酸樹脂，該樹脂具有優異的憎水性，其與水的接觸角能達到120°。在本發明的上述技術方案中，還具有以下技術特征所述甲組分中的導電粉包括片狀導電粉和非片狀導電粉，所述片狀導電粉為導電云母；所述非片狀導電粉為導電炭黑、導電石墨、導電鈦白、導電硫酸鋇、導電ATO、鐵紅、納米氮化硅中的一種或幾種；在上述的導電粉中，除了片狀導電粉導電云母不可研磨外，其他非片狀導電粉均可研磨；因為加入了導電粉，使得涂料具有了導靜電能力，能及時泄露表面的靜電荷，減輕雷電產生的過電壓；所述甲組分中的有機硅化合物為甲基硅氧烷共聚物、二甲基硅氧烷共聚物、羥基改性聚有機硅氧烷、聚醚改性有機硅氧烷、丙烯酸改性有機硅氧烷、聚酯改性有機硅氧烷中的一種或幾種。如BYK公司的3700，廣東標美精細化工所的SF-1004，TEG0的5000和HL100等的一種或幾種。在本發明的上述技術方案中，還具有以下技術特征所述甲組分中的抗老化劑為紫外吸收劑，所述紫外吸收劑為UV-A、UV-B、UV-P、UV292中的一種或幾種；所述甲組分中的分散劑為聚醚改性有機硅氧烷、陰離子型潤濕分散劑、低分子量不飽和多元酸聚合物、含羧基的共聚體中的一種或幾種；如BYK公司的104、104S、ATU;TEG0公司的610、610S、630;AFC0NA公司的4000、4015、4046、4070中的一種或幾種。所述甲組分中的防沉降劑為有機膨潤土，氫化蓖麻油、有機陶土、氣相法白炭黑中的一種或幾種。在本發明的上述技術方案中，還具有以下技術特征所述甲組分中的有機溶劑為芳香類溶劑、酯類溶劑或醚酯類溶劑，所述芳香類溶劑為二甲苯、S100、S150，所述酯類溶劑為醋酸丁酯、醋酸乙酯，所述醚酯類溶劑為乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯。—種高疏水導靜電防冰涂料的制備方法，包括以下步驟，a、按照下述配方提取原料甲組分氟碳樹脂3560%;導電粉1040%;有機硅化合物18%;抗老化劑0.53%;分散劑0.55%;防沉降劑0.53%;有機溶劑1040%;乙組分為脂肪族和/或芳香族固化劑，甲、乙組分按重量比為916:l的比例配制；烘干其中的導電粉，備用；將氟碳樹脂、非片狀導電粉、防沉降劑、抗老化劑、溶劑、分散劑、有機硅化合物混合，將混合物加入到籃式砂磨中研磨，研磨細度520iim出料，將片狀導電粉加入研磨后的物料中，采用高速攪拌機在20002500rmp轉速下攪拌3040min，用120150目濾網過濾，測試涂料粘度(涂_4杯)，計量包裝；涂-4杯是一種測量涂料粘度的儀器；b、甲、乙組分按重量比916:1的配比混合均勻，涂敷使用。進一步地，所述涂敷使用的方法為噴涂或刷涂。進一步地，涂敷后的涂層厚度控制在30120iim。本發明的涂料與蒸餾水的接觸角大于120°，接觸角是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線與固-液交界線之間的夾角e，是潤濕程度的量度。若e<90°，則固體是親液的，即液體可潤濕固體，其角越小，潤濕性越好；若9>90°，則固體是憎液的，即液體不潤濕固體。所以一般認為當水接觸角>90°即具有一定的憎水效果，接觸角越大說明憎水效果越好，就目前研究趨勢來講，當水接觸角在ioo。<e<180°范圍內都可以說具有良好的憎水性。與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是本發明的涂料是一種具有導靜電性質的低表面能憎水防冰涂料，涂層與蒸餾水的接觸角大于120°，將該涂料涂覆于電線表面，能延緩覆冰的形成，降低冰與電線表面的附著力，同時由于涂層具有導靜電性能，能防止雷擊給電線帶來的危害。通過選擇具有優異憎水性的氟碳樹脂，能降低涂層的表面能，減少冰與涂層表面附著力，所以涂層具有高疏水功能，能極大的縮短水珠在電線表面的滯留時間；因為含有導電粉使得涂層具有一定的導電性能，能泄露表面的靜電荷，減輕雷電產生的過電壓，而且還具有一定的電熱性能，當表面有泄露電流通過時，能產生一定的熱量，提高涂層表面的溫度，延緩覆冰的形成。本發明的涂料噴涂在馬口鐵板上，涂層的性能特點如下1)附著力GB1720-79(劃圈法)，不低于1級。2)柔韌性GB1781-79，不高于lmm。3)沖擊強度GB1732-1993，不低于50kgcm。4)涂層與蒸餾水的接觸角大于120°。5)涂層的電阻率104Qcm109Qcm。具體實施例方式下面結合具體實施例子對本發明作進一步詳細的說明。實施例1甲乙組分重量比為15:l，甲組分的配方如下氟化丙烯酸樹脂38g，導電云母llg、鐵紅3g、甲基硅氧烷共聚物5g、UV-Alg、104Slg、有機膨潤土lg、醋酸丁酯20g、S10010g。乙組分為拜耳公司的N75。按照下述步驟制備甲組分將甲組分配方中的導電云母、鐵紅烘干，備用。稱取氟化丙烯酸樹脂，加入鐵紅、有機膨潤土、甲基硅氧烷共聚物、UV-A、104S、醋酸丁酯、S100，將上述混合物加入到籃式砂磨機中研磨，研磨到細度520iim后出料。將上述混合物加到攪拌罐中，開動攪拌，將計量的片狀導電云母加入，采用高速攪拌機在2000rmp轉速下攪拌30min，用120目濾網過濾，計量包裝，測試涂料粘度86s(涂-4杯)。按15:1的比例，取計量的甲、乙組分，混合均勻，靜置15min后，采用噴涂工藝，在打磨過的馬口鐵板上得到表面光滑的紅色涂層，其性能見下表1。實施例2甲乙組分重量比為12:l，甲組分的配方如下氟化丙烯酸樹脂45g，納米氮化硅12g、導電鈦白8g、二甲基硅氧烷共聚物6g、UV-Blg、104lg、有機陶土lg、二甲苯20g、醋酸乙酯6g。乙組分為拜耳公司的N75。按照下述步驟制備甲組分將甲組分配方中的導電鈦白、納米氮化硅烘干，備用。稱取氟化丙烯酸樹脂，加入納米氮化硅、導電鈦白粉、有機陶土、UV-B、二甲苯、醋酸乙酯、104、二甲基硅氧烷共聚物，將混合物加入到籃式砂磨中研磨，研磨細度520iim出料。用130目濾網過濾，計量包裝，備用，測試粘度105s(涂-4杯)。按12:1的比例，取計量的甲、乙組分，混合均勻，靜置15min后，采用噴涂工藝，在打磨過的馬口鐵板上得到表面光滑的灰色涂層，其性能見下表1。實施例3甲乙組分重量比為ll:l，甲組分的配方如下氟化丙烯酸樹脂50g，導電云母17g，導電硫酸鋇6g，丙烯酸改性有機硅氧烷3g、UV-P2g、610Slg、氣相法白炭黑lg、二甲苯10g，乙二醇丁醚醋酸酯10g。乙組分為拜耳公司的N75。按照下述步驟制備甲組分將甲組分配方中的導電云母、導電硫酸鋇烘干，備用。稱取氟化丙烯酸樹脂，加入導電硫酸鋇、氣相法白炭黑，UV-P、二甲苯、乙二醇丁醚醋酸酯、610S、丙烯酸改性有機硅氧烷，將混合物加入到籃式砂磨中研磨，研磨細度520iim出料。將計量的片狀導電云母加入上述物料中，采用高速攪拌機在2200rmp轉速下攪拌均勻，用140目濾網過濾，計量包裝，測試涂料粘度90s(涂-4杯)。按ll:1的比例，取計量的甲、乙組分，混合均勻，靜置15min后，采用噴涂工藝，在打磨過的馬口鐵板上得到表面光滑的灰色涂層，其性能見下表1。實施例4甲乙組分重量比為IO:l，甲組分的配方如下氟化丙烯酸樹脂55g，導電云母22g，導電炭黑3g，聚醚改性有機硅氧烷6g、UV2922g、4015lg、氫化蓖麻油lg、乙二醇乙醚醋酸酯5g、S1505g。乙組分為拜耳公司的N75。按照下述步驟制備甲組分將甲組分配方中的導電云母、導電炭黑烘干，備用。稱取氟化丙烯酸樹脂，加入氫化蓖麻油、導電炭黑、UV292、乙二醇乙醚醋酸酯、S150、4015、聚醚改性有機硅氧烷，將混合物加入到籃式砂磨中研磨，研磨細度520iim出料。將計量的片狀導電云母加入研磨后的物料中，采用高速攪拌機在2500rmp轉速下攪拌40min，用150目濾網過濾，計量包裝，使用，測試粘度110s(涂-4杯)。按IO:1的比例，取計量的甲、乙組分，混合均勻，靜置15min后，采用噴涂工藝，在打磨過的馬口鐵板上得到表面光滑的黑色涂層，其性能見下表1。實施例1-4的涂層性能見下表1表1涂層的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表1涂層各項性能顯示，本發明所列舉實施例得到的涂層的接觸角均在120°以上，表明其均具有良好的憎水特性；其基本特性附著力、柔韌性、沖擊強度也符合涂料的基本性能；同時各實施例的電阻率從104109Q，cm不等，具有傳導靜電功能，電阻率的不同值分別表征了涂料本身的導靜電能力，數值越小說明導靜電能力越強，導靜電效果越好。因此，本發明的高疏水導靜電防冰涂料兼顧憎水特性和傳導靜電功能，具有很好的應用前景。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非是對本發明作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發明技術方案的保護范圍。權利要求一種高疏水導靜電防冰涂料，其特征在于由按重量比為9～16∶1的比例組成的甲、乙組分，所述甲組分由下列重量百分比的物質配制而成氟碳樹脂35～60％；導電粉10～40％；有機硅化合物1～8％；抗老化劑0.5～3％；分散劑0.5～5％；防沉降劑0.5～3％；有機溶劑10～40％；所述乙組分為脂肪族和/或芳香族固化劑。2.根據權利要求1所述的高疏水導靜電防冰涂料，其特征在于所述甲組分的優選配方如下氟碳樹脂4055%;導電粉1530%;有機硅化合物26%;抗老化劑0.53%;分散劑0.52%;防沉降劑0.52%;有機溶劑1030%。3.根據權利要求1或2所述的高疏水導靜電防冰涂料，其特征在于所述乙組分為脂肪族異氰酸酯的二聚體和/或三聚體、芳香族異氰酸酯的二聚體和/或三聚體中的一種或幾種。4.根據權利要求1或2所述的高疏水導靜電防冰涂料，其特征在于所述氟碳樹脂為氟化丙烯酸樹脂。5.根據權利要求1所述的高疏水導靜電防冰涂料，其特征在于所述甲組分中的導電粉包括片狀導電粉和非片狀導電粉，所述片狀導電粉為導電云母；所述非片狀導電粉為導電炭黑、導電石墨、導電鈦白、導電硫酸鋇、導電ATO、鐵紅、納米氮化硅中的一種或幾種；所述甲組分中的有機硅化合物為甲基硅氧烷共聚物、二甲基硅氧烷共聚物、羥基改性聚有機硅氧烷、聚醚改性有機硅氧烷、丙烯酸改性有機硅氧烷、聚酯改性有機硅氧烷中的一種或幾種。6.根據權利要求1所述的高疏水導靜電防冰涂料，其特征在于所述甲組分中的抗老化劑為紫外吸收劑，所述紫外吸收劑為UV-A、UV-B、UV-P、UV292中的一種或幾種；所述甲組分中的分散劑為聚醚改性有機硅氧烷、陰離子型潤濕分散劑、低分子量不飽和多元酸聚合物、含羧基的共聚體中的一種或幾種；所述甲組分中的防沉降劑為有機膨潤土，氫化蓖麻油、有機陶土、氣相法白炭黑中的一種或幾種。7.根據權利要求1所述的高疏水導靜電防冰涂料，其特征在于所述甲組分中的有機溶劑為芳香類溶劑、酯類溶劑或醚酯類溶劑，所述芳香類溶劑為二甲苯、SIOO、S150，所述酯類溶劑為醋酸丁酯、醋酸乙酯，所述醚酯類溶劑為乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯。8.—種權利要求1所述的高疏水導靜電防冰涂料的制備方法，其特征在于包括以下步驟a、按照權利要求1所述的配方提取原料，甲組分的制備步驟烘干其中的導電粉，備用；將氟碳樹脂、非片狀導電粉、防沉降劑、抗老化劑、溶劑、分散劑、有機硅化合物混合，將混合物加入到籃式砂磨中研磨，研磨細度520iim出料，將片狀導電粉加入研磨后的物料中，采用高速攪拌機在20002500rmp轉速下攪拌3040min，用120150目濾網過濾，測試涂料粘度(涂_4杯)，計量包裝；b、甲、乙組分按重量比916:1的配比混合均勻，涂敷使用。9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于所述涂敷使用的方法為噴涂或刷涂。10.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于涂敷后的涂層厚度控制在30120iim。全文摘要本發明提供了一種高疏水導靜電防冰涂料及其制備方法，可以解決現有技術存在的普通低表面能涂料不能兼顧憎水特性和傳導靜電功能的問題。技術方案一種高疏水導靜電防冰涂料，由按重量比為9～16∶1的比例組成的甲、乙組分，甲組分的重量百分比配方氟碳樹脂35～60％；導電粉10～40％；有機硅化合物1～8％；抗老化劑0.5～3％；分散劑0.5～5％；防沉降劑0.5～3％；有機溶劑10～40％；乙組分為脂肪族和/或芳香族固化劑。本發明是一種具有導靜電性質的低表面能憎水防冰涂料，將該涂料涂覆于電線表面，能延緩覆冰的形成，降低冰與表面的附著力，同時由于涂層具有導靜電性能，能防止雷擊給電線帶來的危害。文檔編號C09D133/00GK101792631SQ201010137070公開日2010年8月4日申請日期2010年4月1日優先權日2010年4月1日發明者寧亮,張燕,楊凱,王賢明,范高超申請人:國家電網公司;海洋化工研究院