一种耐沾污隔热涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐沾污电力专用隔热涂料，以重量份计，由15～50份的成膜乳液、5～30份的纳米氧化物粉体、10～20份的热反射颜料、5～25份的空心陶瓷微珠、8～15份的填料、5～15份的助剂以及适量的去离子水组成，通过在隔热涂料中引入纳米氧化物粉体等成分，达到耐沾污性和隔热的目的。本发明专利技术还公开了一种耐沾污隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：将去离子水、部分助剂、纳米氧化物粉体、空心陶瓷微珠、热反射颜料和填料添加至研磨机中研磨，得到浆料；将得到的浆料转移至分散机中，将成膜乳液以及余下助剂加至该浆料中，搅拌分散后，经筛网过滤，得到耐沾污隔热涂料，制备工艺简单、易于实施、操作简便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐沾污隔热涂料及其制备方法，属于电力设备专用涂料

技术介绍
电力设备中的箱变与开闭所是智能电网和配电网最为重要的供电设施组成部分，其功能是保障电力安全有效输送、控制以及汇集配送等，其可靠性和稳定性是电网稳定运行的关键。而箱变与开闭所常年经受风吹日晒，尤其是高温天气，箱变与开闭所通常因环境温度升高导致更多的故障，使用寿命大为缩减，从而影响供电系统的稳定性与可靠性。以国内常用的油浸式变压器为例，其内部绝缘耐热等级一般为A级，绕组热点温度的正常基准值为98℃，对应的预期寿命为20-30年。根据热老化定律，绕组温度每增加6℃，预期寿命缩短一半。此外，研究表明低压成套设备在夏季的故障率远高于其他季节。在智能电网建设的背景下，电力设备的稳定性与可靠性显得尤其关键。由于夏季气温可达40℃，极端高温甚至高达44.1℃（2013年8月11日，浙江新昌）；考虑太阳热辐射的影响（《GB/T 4797.4-2006 电工电子产品环境自然环境条件 太阳辐射与温度》），则环境实际温度可达70℃左右；加上设备因负载损耗、空载损耗和附加损耗产生大量的热能，往往使得电力部件的温度显著上升，引起绝缘材料的老化，缩短电力部件的使用寿命并引发故障。同时，箱变与开闭所使用的灵敏元器件和传感器在高温环境下已丧失灵敏性、失效直至提前更换，更为严重的是可因环境温度过高而产生一些起火、触电等更为恶性的事故，造成重大的经济损失和人员伤亡。尽管箱变与开闭所采用散热、强制通风等措施能取得一定的效果，但其中的电力部件温度往往接近国家标准（GB/T 1094.2-1996 电力变压器 第2部分 温升）的上限值，在高温天气甚至超过上限值。利用空调也能达到降温效果，但是需要消耗一定的电能，且安装成本较高。而反射隔热涂料作为一种新型节能产品，可主动反射太阳光中的近红外线，从而有效改善箱变与开闭所因环境高温带来的危害，即便在炎热的夏天也能大大降低户外电力设备内部的温度。反射隔热涂料已在建筑领域得到积极应用，可降低工业厂房的室内温度5-8℃；并在工业、交通等领域取得良好的示范应用。而部分电力设备如变电站尤其是预装式变电站通常为高度低、密封性高的封闭结构，其积蓄的太阳辐射能和电能不易散发，变电站内的实际空气温度将达到60℃，远高于标准所述的常规要求（不高于40℃）。采用反射隔热涂料能够反射80%以上的太阳辐射热能，并持续辐射远红外线进一步降低温度，可使变电站温度降至40℃以下，满足变电站的运行要求，延长使用寿命并降低故障率。随着技术的日益进步，反射隔热涂料的太阳光反射比已达到0.85，但由于其耐沾污性稍大，长期使用时将出现反射比的劣化，不利于反射隔热涂料在电力设备的长期服役。目前隔热涂料的耐沾污技术主要利用亲水化试剂在涂料表面制造一层亲水层，使得污染物容易被雨水冲刷走。然而该技术主要用于溶剂型隔热涂料，以大金的ZEFFLE隔热涂料为代表。而文献与市场中极少有耐沾污水性隔热涂料的报道。公开号为CN 101481583 A的中国专利技术专利申请公开了一种水性耐沾污热反射隔热涂料，包括25~50重量份的成膜乳液、10~25重量份的热反射颜料、2~15重量份的红外反射填料、0~3重量份的空心玻璃微珠、0~5重量份的其他颜填料、适量的助剂和适量的去离子水。此外，还公开了一种与水性耐玷污热反射隔热涂料配合使用的隔热底层涂料，包括30~50重量份的成膜物、20~30重量份的中空填料、0~5重量份的石蜡相变微胶囊、1~10重量份的其他颜填料、1~4重量份的助剂和余量的去离子水。该技术方案利用水性耐玷污热反射隔热涂料的亲水性表面，使得污染物容易被雨水冲刷走，耐沾污性（%）为10，但是需要隔热底层涂料和水性耐玷污热反射隔热涂料配合使用才能够达到耐玷污和隔热的目的。公开号为CN 102676014A的中国专利技术专利申请公开了一种水性耐沾污热隔热涂料，包括15~40份的成膜乳液、10~40份的氟树脂乳液、10~30份的热反射颜料、5~15份的空心陶瓷微珠、8~16份的填料、1.5~5份的助剂以及适量的去离子水组成，通过在成膜乳液中引入水性氟树脂乳液等成分使其具有低表面能特性，使污染物小颗粒和小液滴不易吸附达到耐沾污性和隔热的目的，耐沾污性（%）达到8或8以下，但其加入大量的水性氟树脂乳液大大提高了涂料产品的成本，且加入的水性氟树脂乳液运输和储存温度在5℃-35℃，冬季需要注意保温，容易出现破乳现象，我国北方地区冬天大多低于0℃，对涂料产品的储存、施工都带来不便。同时，公开号为CN 103525206A的中国专利技术专利申请公开了一种水性耐沾污热隔热涂料，包括60~70份聚四氟乙烯乳液、1~2份2,2,4-三甲基-1,3戊二醇单异丁酸酯、1~2份丙三醇、3~4份氧化铝、4~6份空心陶瓷微珠、10~15份滑石粉、2~4份碳纳米管、1~2份二乙撑三胺、0.1~0.3份异噻唑酮、0.2~0.5份三聚磷酸钠、0.8~1份二甲基硅油、20~30份粘结助剂、15~30份去离子水，通过加入粘结助剂使得成膜物具有地表面能的特性使其具有优异的耐沾污性能，其耐沾污性（%）为10，其成本相对较高，隔热涂料生产工序多且复杂，使用也不方便。
技术实现思路
本专利技术提供了一种耐沾污隔热涂料，通过在涂料体系中引入纳米氧化物粉体等成分，达到耐沾污性和隔热的目的。一种耐沾污隔热涂料，包括以下重量份的原料：成膜乳液                                    15~50份；纳米氧化物粉体                         5~30份；热反射颜料                                 10~20份；空心陶瓷微珠                              5~15份；填料                                           8~15份；助剂                                           5~15份；去离子水                                    15~35份。所述的成膜乳液，其主要作为涂料的基材，对涂料的耐候性、力学性能等具有重要作用。作为优选，所述的成膜乳液为纯丙乳液、苯丙乳液（苯乙烯-丙烯酸酯乳液）、乙丙乳液、硅丙乳液中的一种，纯丙乳液、苯丙乳液、乙丙乳液和硅丙乳液均可采用市售产品。所述的纳米氧化物粉体是涂料的主体填料之一，对涂料的耐沾污性能和耐老化性能具有特别重要的影响。一方面通过加入纳米氧化物粉体可以进行纳米改性，纳米改性高分子材料可以更有效地结合高分子材料的柔韧性和无机材料的刚性，利用纳米材料可提高涂层的玻璃化转变温度，从而增加涂层的刚性，避免吸附更多的灰尘，获得耐沾污隔热涂料，另一方面通过加入纳米氧化物粉体可利用无机纳米颗粒的紫外线吸收特性，提高涂层的耐老化性能，避免涂层的粉化、脱落，延长使用寿命；作为优先，所述的纳米氧化物粉体为纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米二氧化钛中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐沾污隔热涂料，其特征在于包括以下重量份的原料：成膜乳液                                     15~50份；纳米氧化物粉体                            5~30份；热反射颜料                                  10~20份；空心陶瓷微珠                                5~25份；填料                                            8~15份；助剂                                             5~15份；去离子水                                     15~35份。

【技术特征摘要】
1.一种耐沾污隔热涂料，其特征在于包括以下重量份的原料：
成膜乳液                                     15~50份；
纳米氧化物粉体                            5~30份；
热反射颜料                                  10~20份；
空心陶瓷微珠                                5~25份；
填料                                            8~15份；
助剂                                             5~15份；
去离子水                                     15~35份。
2.根据权利要求1所述的耐沾污隔热涂料，其特征在于，所述的纳米氧化物粉体为纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米二氧化钛中的一种或者两种以上。
3.根据权利要求2所述的耐沾污隔热涂料，其特征在于，所述的纳米氧化物粉体为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛。
4.根据权利要求1所述的耐沾污隔热涂料，其特征在于，所述的成膜乳液为纯丙乳液、苯丙乳液、乙丙乳液、硅丙乳液中的一种。
5.根据权利要求1所述的耐沾污隔热涂料，其特征在于，所述的热反射颜料为钛白粉、硫酸钡、硫化锌中的一种或两种以上；所述的填料为碳酸钙、滑石粉、方解石、硅藻土、高岭土、蒙脱土、氧化铝、硅酸铝中的一种或两种以上。
6.根据权利要求1所述的耐沾污隔热涂料，其特征在于，所述空心陶瓷微珠粒径为40μm~100μm。
7.根据权利要求1所述的耐沾污隔热涂料，其特征在于，所述的助剂为成膜助剂、分散剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、抗菌剂、防冻剂、pH调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭晓光，徐意，陈宇昊，陈旭，
申请(专利权)人：国家电网公司，浙江大学，国网浙江义乌市供电公司，国网浙江省电力公司金华供电公司，
类型：发明
国别省市：北京;11