[發明專利]一種有機硅復合納米涂料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202211462831.1
• 申請日: 2022-11-22
• 公開（公告）號: CN115678427A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 王青;盤思偉;趙耀洪;錢藝華;彭磊
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D7/61
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 王偉

本發明屬于涂料技術領域，具體涉及一種有機硅復合納米涂料及其制備方法和應用。所述有機硅復合納米涂料包括以下重量份計的組分：有機硅樹脂90～120份、蒙脫土/TiO₂ 2～10份。本發明制得的有機硅復合納米涂料能夠在一定程度上抑制灰塵在表面的分布范圍和灰塵的吸附量，表現出良好的抗粘黏作用，進而有效降低表面灰塵積累和發展而造成絕緣失效的風險。

技術領域

本發明屬于涂料技術領域，具體涉及一種有機硅復合納米涂料及其制備方法和應用。

背景技術

目前高壓直流輸電已經成為建設我國現代能源體系建設工程中的重要內容，而特高壓通道往往需要跨區跨省輸電，例如“西電東送”工程，途徑的不少地區大氣環境污染嚴重，運行中的直流輸電線路存在較高的污穢閃絡風險。絕緣子的污閃問題不僅大幅增加了運維成本，更嚴重威脅著電網的安全運行。現有的研究表面，絕緣子表面灰塵吸附的動力學過程與其表面電荷分布特性密切相關。目前調控絕緣子表面電荷分布的方法包括表面氟化處理、等離子體處理、絕緣子材料摻雜改性以及表面涂覆等。這些方法在調控電荷等方面已較為成熟，但少有對表面灰塵粒子的吸附效果的關注。

發明內容

本發明旨在提供一種有機硅復合納米涂料及其制備方法和應用。該有機硅復合納米涂料能夠在一定程度上抑制灰塵在表面的分布范圍和灰塵的吸附量，表現出良好的抗粘黏作用，進而有效降低表面灰塵積累和發展而造成絕緣失效的風險。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：一種有機硅復合納米涂料，包括以下重量份計的組分：有機硅樹脂90～120份、蒙脫土/TiO₂ 2～10份。

優選地，所述蒙脫土/TiO₂中的蒙脫土和TiO₂的質量比為(1～3)：1。

優選地，所述蒙脫土/TiO₂通過蒙脫土和TiO₂直接混合制得。

優選地，所述蒙脫土為二維材料。

一種所述有機硅復合納米涂料的制備方法，包括以下步驟：

將有機硅樹脂溶于等量的溶劑中，攪拌溶解完全，得到均一的有機硅樹脂溶液，之后將蒙脫土/TiO₂分散在有機硅樹脂溶液中，超聲混合，制得有機硅復合納米涂料。

優選地，所述溶劑為二甲苯、正丁醇和乙醇的混合溶液。

優選地，所述二甲苯、正丁醇和乙醇的體積比為1：3：6。

優選地，所述超聲混合的時間為1～3h。

一種所述有機硅復合納米涂料在電網輸電線路中的應用。

本發明選用的蒙脫土(MMT)具有高縱橫比和獨特的插層/剝離特性，在改善聚合物電學性能方面具有很高的潛力，當分散良好的MMT與聚合物基體相互作用時，短期擊穿強度顯著提高，介電損耗大幅增加；而TiO₂廣泛應用于多功能復合材料的合成中，作為一種有效的增強劑(或填充劑)改善樹脂的性能，在有機硅樹脂中加入TiO₂納米顆粒后，在涂層表面形成了致密的拋光層，相比于水滴內部的內聚力，它提供了更低的粘附力，從而增加了接觸角，使制得的有機硅復合納米涂料表現出更好的抗粘黏性能。

本發明中通過MMT將新的定位態作為陷阱中心引入到基體樹脂中，它們比聚合物原有的陷阱能級更大。因此，載流子更難從俘獲中心分離，降低了復合材料中的載流子密度，使得表面電荷積聚得到抑制，電導率下降。同時，二維蒙脫土納米單片與零維的納米TiO₂類球體交錯分布，可使TiO₂在樹脂基體中更加均勻地分布，有效減少表面電荷積聚，提升表面抗粘黏特性，從而有效減少絕緣子表面污穢的積累。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：