一種用于絕緣子的硅橡膠疏水涂層及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于絕緣子的硅橡膠疏水涂層及其制備方法，屬于涂料技術領 域。
【背景技術】
[0002] 運行在戶外的絕緣子，會受到灰塵、煙塵和工業排放物等的污染，在表面上形成污 穢層。被污染的絕緣子在電壓作用下發生沿面閃絡，簡稱污閃，其閃絡電壓簡稱污閃電壓。 在干燥狀態下，絕緣子的閃絡電壓受表面污染的影響并不大，但是在霧、露、雪、雨等氣候條 件下，絕緣子表面的污穢層受潮，其閃絡電壓大大降低，導致污閃事故的發生，甚至在工作 電壓下就會發生污閃事故。污閃的發生對供電系統的影響給國民經濟造成了巨大的損失。
[0003] 在絕緣子表面涂覆疏水性材料，如有機硅質、地蠟等，使絕緣子表面在潮濕天氣下 不易形成連續水膜，減小泄漏電流值，可以提高污閃電壓;室溫硫化硅橡膠耐污閃涂料是目 前最常用的絕緣子表面疏水性材料。涂層的疏水性和疏水的迀移性是顯著提高污閃電壓等 級的關鍵。絕緣子表面的涂層在潔凈條件下有優良的疏水性，當膠膜表層被污穢覆蓋后，膠 膜內的小分子疏水基團能很快地竄過污穢層，迀移到污穢層表面，使污層表面也具有優異 的疏水性。這樣，在潮濕氣候條件下，污層表面很難濕潤;污層長時間處于濕潤狀態時，其表 面也不會形成水流和水膜，而是以眾多不連續的小水珠形式獨立存在，從而大大地扼制了 泄露電流的產生，顯著地提高了絕緣子的污閃電壓。但是目前耐污閃涂料普遍存在著疏水 性差、疏水性恢復慢的問題，此外還存在著疏水涂層在絕緣子表面的附著力差的問題。為保 障復合絕緣子運行過程的穩定性，制備用于絕緣子的高性能硅橡膠疏水涂層對防治大面積 污閃事故、提高電網運行可靠性具有重要意義。
【發明內容】
[0004] 為克服現有疏水涂層的不足，本發明提供了一種用于絕緣子的硅橡膠疏水涂層及 其制備方法，具體技術方案如下：
[0005] -種用于絕緣子的硅橡膠疏水涂層，所述疏水涂層中，各組分及相應的重量份數 配比為:端羥基聚二甲基硅氧烷100份、氟硅烷改性的埃洛石納米管150~300份、正硅酸乙 酯6~10份、二丁基二月桂酸錫0.2~0.8份、環己烷50~100份。
[0006] 所述端羥基聚二甲基硅氧烷的分子量為1000~20000。
[0007]所述埃洛石納米管的純度大于95%，長徑比為20~50。
[0008] 埃洛石納米管本身是一種較好的阻燃材料，燃燒時可失去結晶水，失水過程中能 有效地吸收大部分熱量，阻礙燃燒過程的進一步進行，因此賦予材料優異的阻燃性能；此 外，埃洛石納米管還是一種優良的電絕緣材料，作為涂層的主要填料對涂覆基底的電氣性 能影響較小。
[0009] 所述的氟硅烷為全氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟三甲氧基乙氧基硅烷、十七氟癸 基三甲氧基硅烷、五氟苯基二甲基氯硅烷和十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷中的任意一種。
[0010]氟原子具有電負性大、范德華原子半徑小、原子極化率低的特點，因此氟原子與其 它元素形成的單鍵鍵能比碳原子與其它元素形成的單鍵鍵能大、且鍵長小；同時，含氟化合 物的碳碳鍵由于受氟原子空間屏障效應的保護，其它原子不易侵入，所以更穩定；因此含氟 的硅氧烷具有耐熱性高、化學穩定性好、表面自由能低等優點，作為埃洛石納米管的表面改 性劑可賦予其優異的疏水性能。經過氟硅烷改性的埃洛石納米管與端羥基聚二甲基硅氧烷 的相容性好，在聚合物基體中能夠形成良好的納米分散結構。
[0011]所述的正硅酸乙酯、二丁基二月桂酸錫分別作為端羥基聚二甲基硅氧烷室溫固化 時的交聯劑和催化劑。
[0012] 所述的環己烷作為疏水涂層的溶劑，可有效降低混合體系的粘度，便于體系混合 均勻，此外還可改善后期的涂覆工藝。
[0013] 如上所述的用于絕緣子的硅橡膠疏水涂層的制備方法，具體步驟如下：
[0014] (1)將埃洛石納米管、氟硅烷加入質量濃度為70%的乙醇水溶液中，油浴攪拌;待 自然冷卻至室溫后，將上述混合物過濾、真空干燥、粉碎，得到氟硅烷改性的埃洛石納米管；
[0015] (2)將端羥基聚二甲基硅氧烷、氟硅烷改性的埃洛石納米管、正硅酸乙酯、二丁基 二月桂酸錫和環己烷按照相應重量份數在室溫下混合攪拌均勻，配置成粘稠溶液；
[0016] (3)將上述粘稠溶液涂覆于絕緣子表面，在室溫下靜置固化，待溶劑自然揮發后， 得到硅橡膠疏水涂層。
[0017] 進一步地，步驟（1)中，埃洛石納米管、氟硅烷、乙醇水溶液的用量之比為（90~ 100g):(18~25g):(0.8~1.3L)。
[0018]進一步地，步驟(1)中，所述乙醇水溶液的質量濃度為70%。
[0019] 進一步地，步驟(1)中，油浴溫度為80~100°C，時間為4~7小時。
[0020] 進一步地，步驟(3)中，靜置固化時間為18~48小時。
[0021 ]本發明所述的硅橡膠疏水涂層中，所有組分均可通過傳統的攪拌設備進行加工混 合，制備工藝簡單，混合后的涂料經過室溫固化溶劑自然揮發后形成的疏水涂層，可很好地 附著于陶瓷、玻璃、硅橡膠表面，因此可以用于陶瓷絕緣子、玻璃絕緣子、硅橡膠復合絕緣子 的外絕緣涂層材料。
[0022] 本發明具有以下優點和有益效果：
[0023] (1)本發明的制備方法工藝簡單、不需要復雜昂貴的設備。
[0024] (2)本發明將氟硅烷改性的埃洛石納米管應用于硅橡膠疏水涂層，利用氟硅烷優 異的疏水特性賦予涂層優異的疏水性，利用埃洛石納米管燃燒過程中釋放水的特性賦予涂 層優異的阻燃性。
[0025] (3)本發明所制備的硅橡膠疏水涂層的適用范圍廣泛，在陶瓷絕緣子、玻璃絕緣 子、硅橡膠復合絕緣子表面均有良好的粘附能力。
[0026] (4)本發明所制備的硅橡膠疏水涂層的水接觸角>130°，在質量濃度為25.3%的硫 酸中浸泡24小時后水接觸角變化〈7°，附著力優于2級，可燃性優于FV-2級，能夠滿足絕緣子 的外絕緣涂層材料的使用要求。
【具體實施方式】
[0027]下面結合各實施例對本發明作進一步的闡述，但不是對本發明的限制。本發明中， 附著力測試參照GB/T 1720-1979漆膜附著力測定法，可燃性測試參照GB/T 10707-2008橡 膠燃燒性能測定法。
[0028] 實施例1
[0029] (1)將90~100g埃洛石納米管、18~25g全氟辛基三乙氧基硅烷加入0.8~1.3L質 量濃度為70%的乙醇水溶液中，在80~100°C下油浴攪拌，冷凝回流，反應4~7小時;待自然 冷卻至室溫后，將上述混合物過濾、真空干燥、粉碎，得到全氟辛基三乙氧基硅烷改性的埃 洛石納米管。
[0030] (2)將100份分子量為20000的端羥基聚二甲基硅氧烷、150份全氟辛基三乙氧基硅 烷改性的埃洛石納米管、6份正硅酸乙酯、0.2份二丁基二月桂酸錫、100份環己烷，