[發明專利]納米二氧化硅改性硅樹脂超疏水涂層及制備方法和應用

在審

• 申請號: 201911076294.5
• 申請日: 2019-11-06
• 公開（公告）號: CN111154396A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 勞國威;曾志添;鄒祁武;祝炳炎;馬大亮;寧文保;鄧子成;何智遠
• 申請（專利權）人: 清遠市電創電力工程安裝有限公司
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D7/62;B05D5/00;B05D1/02;B05D7/24
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 郭欣欣

本發明提供了一種納米二氧化硅改性硅樹脂超疏水涂層及制備方法和應用，所述納米二氧化硅改性硅樹脂超疏水涂層是通過在納米二氧化硅粒子表面接枝低表面能與高穩定性的疏水官能團分子后與硅樹脂進行交聯而形成的，形成的納米二氧化硅改性硅樹脂超疏水涂層具有低表面能與微納二元粗糙結構的超疏水表面，其靜態接觸角為159.6°~161.8°。本發明提供的超疏水涂層,具備高穩定性和高疏水性的優點；制備方法簡單易行，將該疏水涂層應用在帶電作業工器具中，有利于提升高濕度條件下配網帶電作業的安全性，擴大配網帶電作業的適用范圍，提高配網的運行安全和供電可靠性。

技術領域

本發明涉及疏水材料技術領域，具體而言，涉及一種納米二氧化硅改性硅樹脂超疏水涂層及制備方法和應用。

背景技術

日前大部分進口樹脂防護遮蔽產品沒有達到國際IEC和我國國家及電力行業標準要求。現今進口的樹脂絕緣毯，其存在的致命缺陷就是防潮性能差，一旦作業時天氣潮濕或突遇小雨或作業人員出汗致使絕緣毯絕緣受潮，其絕緣性能將大幅下降甚至擊穿，這將給現場帶電作業留下安全隱患。現有的軟質絕緣工具在正常情況下很容易受潮或在運輸途中及使用過程中受潮，造成中途無法作業，必須進烘箱烘干后才能繼續使用；更有甚者，經常在帶電作業過程中，突然下雨，軟質絕緣工具無法及時安全拆撤，造成閃絡、報廢，直接威脅電力設備操作人員的人身安全。因此，研制一種能夠在空氣濕度很大、甚至受潮或雨淋狀態下，仍然能保持優異電氣性能的帶電作業工器具的任務十分迫切。

發明內容

鑒于此，本發明提出了一種納米二氧化硅改性硅樹脂超疏水涂層及制備方法和應用，旨在解決現有帶電作業器具中由于表面涂層的疏水性較差致使其電氣絕緣性能大幅下降的問題。

本發明第一方面提出了一種納米二氧化硅改性硅樹脂超疏水涂層，所述納米二氧化硅改性硅樹脂超疏水涂層是通過在納米二氧化硅粒子表面接枝低表面能與高穩定性的疏水官能團分子后與硅樹脂進行交聯而形成的，形成的納米二氧化硅改性硅樹脂超疏水涂層具有低表面能與微納二元粗糙結構的超疏水表面，其靜態接觸角為159.6°~161.8°。

本發明實施例通過在納米二氧化硅粒子表面接枝低表面能與高穩定性的疏水官能團分子，實現對納米二氧化硅粒子的改性以降低其表面能，再與涂料成膜基底硅樹脂復合交聯，獲得低表面能納米二氧化硅/硅樹脂復合超疏水涂料分散液后，將該分散液噴涂沉積在基材表面，增加了涂層表面的微納尺度粗糙度，降低了涂層的表面能，經高溫固化后使得涂層具備了超疏水性。

本發明第二方面提出了一種納米二氧化硅改性硅樹脂超疏水涂層的制備方法，包括以下步驟：步驟（1），取適量無水乙醇與正硅酸乙酯進行混合得到第一混合液，在第一預設溫度下向該第一混合液中加入適量氨水溶液后充分攪拌，得到納米二氧化硅分散液，對該分散液進行分離、洗滌和干燥，得到干燥的納米二氧化硅粒子。其中，無水乙醇、正硅酸乙酯與氨水溶液的體積比為（200-500）:（10-40）：（10-25）；需要說明的是，氨水溶液中蒸餾水與氨水的體積比為（1-2）:（4-7）；優選的，氨水溶液中蒸餾水與氨水的體積比為2:（5-7）；進一步優選的，氨水溶液中蒸餾水與氨水的體積比為2: 7。

優選的，無水乙醇、正硅酸乙酯與氨水溶液的體積比為（300-400）：（20-40）：20；進一步優選的，無水乙醇、正硅酸乙酯與氨水溶液的體積比為400：30：20。例如可以稱取400mL無水乙醇與30mL正硅酸乙酯溶液倒入容量為1000mL的電動攪拌三頸瓶中，將20ml的氨水溶液以10 mL/min的速度滴加入第一混合液中，控制第一預設溫度為20-40℃，對整個體系進行攪拌混合大約24h，以獲得納米二氧化硅分散液。

獲得納米二氧化硅分散液后可以采用離心法將納米二氧化硅從溶劑中分離，以除去溶劑和副產物，接著使用乙醇清洗多次后在真空條件下干燥一段時間即可得到干燥的納米二氧化硅粒子。其中，對納米二氧化硅分散液進行干燥的溫度可以為100-140℃，優選為100-120℃；干燥時間為8-14h，優選為10-12 h。