一种可剥离防凝露材料及其制备方法和用途与流程

本发明属于电力设备领域，具体涉及一种用于电力设备的可剥离防凝露材料及其制备方法和用途。
背景技术：
：电力设备尤其是变电站端子箱在运行过程中，容易被擦伤、磨损、污染，也容易受到盐雾、潮气、酸雨等的侵蚀而发生腐蚀，既影响器材的外观形貌，又使安全性能下降，甚至发生故障。尤其是电缆从各电力设备和墙体中穿过时，在各设备和电缆之间会存在微小的空隙，很难实现封堵，一旦水汽进入形成凝露，会导致锈蚀、短路、卡阻等现象，影响设备正常运转，严重时会引发安全事故。因此需要对此类设备进行防凝露的措施。常见防凝露措施是安装加热或者除湿装置，或者用膨胀材料对电力设备的空隙进行封堵。但是随着外界温度降低，箱内产生冷凝现象，箱顶部产生凝露，滴落在设备上，可能出现故障。近几年来，国内外研究机构或者企业主要集中在防凝露设备改进上，但是设备改造成本较高，有些特定场合改造装置比较难实现。防凝露材料方面近几年研究较少，目前主要采用双组份聚氨酯密封胶，比如中国专利cn107903368a和cn107603200a中采用聚氨酯固体发泡密封。这种密封材料优点是引入乙烯基降低体系黏度，发泡封堵材料本身具有很好的隔热、防凝露性质、耐水性的优点，但是在某些需要材料具有可剥离性的部件，如：端子排、插头插座、继电器，上述材料无法方便地从电气设备上剥离，导致不方便维修，而且材料本身绝缘性和阻燃性未报道，在特殊部位电力运行中不能保证安全性。目前采取的有机硅涂层，大多采用乙烯基有机硅作为树脂，含氢硅油作为交联剂，由于固化温度较高，得到的涂层手感干硬，摩擦力大，应用于电力设备的绝缘橡胶制品，同样存在可剥离性差的缺点，每次替换涂层或密封胶时费时费力，而且容易损坏电器设备。专利cn106046799a所公开的电力设备用阻燃导热绝缘用硅橡胶制品，其为了改善有机硅橡胶可剥离性差，将硅橡胶制为分层结构，在粘接层设有离型膜使橡胶制品可剥离，但这分层结构的橡胶制品力学性能一般，容易分层或者开裂，长时间作为电气设备防护材料，存在较大的安全隐患。现有技术中有对有机硅密封材料加入一些疏水材料，增强了材料的可剥离性，比如专利cn105131833a是在有机硅组合物中加入了石蜡，石蜡分子渗透出涂层表面可以降低表面粘附力，改善了有机硅涂层的可剥离性。但是加入石蜡后，材料阻燃性变差，不符合电器设备防凝露材料的安全性。而且材料容易氧化变质、颜色变深，甚至发出臭味。因此，基于现实的需求，传统防凝露材料已经不能满足现代电气化设备的要求，亟需研发一类兼具优异防凝露性能、同时实现可剥离、阻燃、绝缘、室温快固化，综合性能优异的新型防凝露材料。技术实现要素：为克服现有技术中防凝露材料可剥离性差、阻燃绝缘性不好，无法快速固化等缺陷，本发明的目的是提供了一种可剥离、快速固化、且阻燃绝缘得综合性能优异的电力设备密封材料，所述材料便于施工，实现保障电力设备防凝露、方便维修、材料本身具有极高安全性(绝缘、阻燃，和耐高低温、酸碱性)。本发明的目的通过以下技术方案得以实现：一种可剥离防凝露材料，包括包括以下重量份的原料：30-65份乙烯基硅油、6-15份含氢硅油、1-5份乙烯基硅树脂、1-5份含氢硅树脂、4-10份含氟硅烷、3-8份有机硅改性含氟丙烯酸酯共聚物、8-20份补强填料、10-30份阻燃填料、1-3份催化剂和0.5-2份抑制剂。优选地，所述可剥离防凝露材料为双组份，包括a组分和b组分，其中a组分包括以下重量份的原料：乙烯基硅油30-65乙烯基硅树脂1-5；b组分包括以下重量份的原料：含氢硅油6-15份含氢硅树脂1-5；所述可剥离防凝露材料的制备原料还包括如下所述的其它组分：4-10份含氟硅烷、3-8份有机硅改性含氟丙烯酸酯共聚物、8-20份补强填料、10-30份阻燃填料、1-3份催化剂、0.5-2份抑制剂，上述组分可以单独加入a或b的任一组分，也可以在a和b组分中都添加，只要保证总的质量份符合要求即可。更为优选的，所述可剥离防凝露材料，包括a组分和b组分，其中a组分包括以下重量份的原料：乙烯基硅油40-50乙烯基硅树脂2-4b组分包括以下重量份的原料：含氢硅油8-12含氢硅树脂2-4；所述可剥离防凝露材料的制备原料还包括4-8份含氟硅烷、3-6份有机硅改性含氟丙烯酸酯共聚物、8-15份补强填料、6-12份阻燃填料、1-3份催化剂、0.8-1.5份抑制剂。所述含氟硅烷选自全氟化烷基三氯硅烷、全氟化烷基三烷氧基硅烷，可以举出的例子包括全氟十六烷基三氯硅烷、全氟十四烷基三氯硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十五氟壬基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷。所述有机硅改性含氟丙烯酸酯共聚物为有机硅单体和全氟烷基(甲基)丙烯酸乙酯的共聚物，其中有机硅单体选自包括a-174、a-151、a-171、a-172、kh-560、kh-570、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基二甲氧基乙氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基三氯硅烷中的至少一种；有机硅单体优选包括a-174。全氟烷基丙烯酸乙酯结构式如下式(i)所示：所述全氟烷基甲基丙烯酸乙酯结构式如下式(ii)所示：其中n为3-22的整数，优选6-15的整数。其中有机硅单体和全氟烷基(甲基)丙烯酸乙酯的质量比为1-2:1-2，优选为1:1-1.5。所述有机硅改性含氟丙烯酸酯共聚物通过本领域所熟知的自由基乳液共聚合的方法制备得到。具体而言，可以采用在反应容器中加入有机硅单体、去离子水、异丙醇、乳化剂为op-10和十二烷基硫酸钠按照质量比1:1-2的复配、引发剂为过氧化苯甲酰(bpo)或过硫酸钾，开动搅拌，缓慢滴加全氟烷基(甲基)丙烯酸乙酯的甲苯溶液，在70-100℃下反应4-6小时得到粘稠液体即为所述有机硅改性含氟丙烯酸酯共聚物。所得有机硅改性含氟丙烯酸酯共聚物的分子量在5000-10000范围内，优选在5000-8000范围内，粘度在800-1500mpa·s范围内,优选在1000-1300mpa·s范围内。所述补强填料没有特别限定，本领域常用的补强填料皆可，本发明所用补强填料的例子包括白炭黑、超细重钙粉、碳酸钙、陶土、硫酸钡、滑石粉、白云石、重晶石、石膏、煤粉、硅藻土、石棉、叶蜡石、煤矸石、油页岩、粉煤灰、凹凸棒土、赤泥的至少一种。所述阻燃填料没有特别限定，本领域常用的阻燃填料皆可，本发明所用阻燃填料的例子包括选自氢氧化铝、氢氧化镁、水菱镁矿、水滑石、蒙脱土、硅藻土的至少一种。所述催化剂选自铂金催化剂，所述铂金催化剂为铂黑、氯化铂、氯铂酸及其一元醇或烯烃的络合物。所述抑制剂选自乙炔基环己醇。可选的，根据实际使用中的需求，还可以加入其它添加剂，比如稀释剂、色浆、增稠剂、扩链剂、稳定剂、防霉剂、增亮剂、消泡剂、增稠剂、结构化剂或增塑剂等，所述添加剂可以单独加入a或b的任一组分，也可以在a和b组分中都添加。本发明中，所述乙烯基硅油的乙烯基含量为0.8-2.5wt％，优选为1.2-1.6wt％；所述含氢硅油的活性h的含量为0.4-1.2wt％，优选为0.6-1.0wt％。本发明还提供了一种所述可剥离防凝露材料的制备方法，包括以下步骤：a组分的制备:(a1).预热密炼机设备到60-80℃，加入乙烯基硅油、硅树脂，(a2).可选地，加入含氟硅烷、有机硅改性含氟丙烯酸酯共聚物、补强填料和阻燃填料中的一种或多种的组合，物料经研磨分散后转移至另一密炼机，(a3).可选地，加入催化剂、抑制剂，搅拌，降温得a组分；b组分的制备：(b1).在密炼机设备预热60-80℃，加入含氢硅油、硅树脂，(b2).可选地，加入含氟硅烷、有机硅改性含氟丙烯酸酯共聚物、补强填料和阻燃填料中的一种或多种的组合，物料经研磨分散后转移至另一密炼机，(b3).可选地，加入催化剂、抑制剂，搅拌，降温得b组分。上述可剥离防凝露材料的制备方法中，“可选地”含义是指，所述添加的组分，即含氟硅烷、有机硅改性含氟丙烯酸酯共聚物、补强填料、阻燃填料、催化剂、抑制剂可以在该步骤加入，也可以不加入，但是要保证所述组分加入总的质量份满足前述定义。此外，任选地，根据可剥离防凝露材料的实际需求，还可以加入其它添加剂组分，比如稀释剂、色浆、增稠剂、扩链剂、稳定剂、防霉剂、增亮剂、消泡剂、增稠剂、结构化剂或增塑剂等。所述添加剂任选在a组分和/或b组分的制备中和其它原料一起加入。本发明还提供了所述可剥离防凝露材料在电力设备领域中的用途，所述电力设备包括端子排、插头插座、继电器。使用时将所述可剥离防凝露材料涂覆在电力设备上即可，涂覆厚度为0.5-3cm，优选为1-2cm。当需要更换防凝露材料或者需要剥离时，可以方便地从设备材料表面将防凝露材料剥离下来，既不会损坏周围的防凝露材料，也不会对设备材质本身有任何影响。本发明所取得的有益效果：一、本发明提供的可剥离防凝露材料，在填料和添加剂较小添加量下具有防凝露、可剥离、快速固化、且阻燃绝缘的优异综合性能，能够满足电力设备在各种情况，包括野外、潮湿、风沙、紫外、高温等环境下的稳定安全使用。二、发明人预料不到地发现，通过选择有机硅改性含氟丙烯酸酯共聚物的用量，以及其中有机硅单体和含氟丙烯酸酯的比例、配合含氟硅烷配合施用，所得到的防凝露材料除了能够满足从材料上的可剥离性，同时还能满足一定的附着力，当需要将防凝露材料从器材上剥离下来时，可以保持周围涂覆层不受影响。三、通过对各组分的选择，赋予了材料具有较高的内聚能和极低的粘结强度情况下还具有很好的伸长率，同时不影响其它性能。四、所述可剥离防凝露材料室温下快速固化，且具有较长的保质期。五、本发明提供的可剥离防凝露材料除了可以用于电气设备的密封材料，还可以用于混凝土、木材、金属制品的临时防护，具有广泛的适用范围。附图说明图1为本发明所述可剥离材料剥离效果图。图2为本发明所述可剥离材料密封效果图。图3为实施例1的防凝露材料的端子排模拟受潮实验数据图。具体实施方式以下结合具体实施例对本发明的可剥离防凝露材料及其制备方法做进一步说明。在这些实施例中，除另有说明外，所有份数与百分比均按质量计算。本发明实施例中所述乙烯基硅油和含氢硅油采购自日本信越，乙烯基硅油的烯基含量在0.8-2.5wt％可调，含氢硅油中活性氢含量在0.4-1.2wt％可调，乙烯基硅树脂采购自湖北嘉韵化工科技有限公司的mq200乙烯基硅树脂，含氢硅树脂采购自山东大易化工有限公司的hmq103。实施例中采用的铂金催化剂采购自升诠电子材料(深圳)有限公司。制备例有机硅改性含氟丙烯酸酯共聚物的制备制备例1在250ml反应容器中加入12.2ga-174、22g去离子水、13g异丙醇、3.5gop-10和3.7g十二烷基硫酸钠，0.5g过硫酸钾，开动搅拌，缓慢滴加13.4g全氟十二烷基甲基丙烯酸乙酯(即上述式(ii)中n＝11的化合物)溶于50ml甲苯的混合溶液，在1小时内滴完，聚合反应在70-100℃下反应4-6小时得到粘稠液体，即为所述有机硅改性含氟丙烯酸酯共聚物，其重均分子量为6500，粘度1100mpa·s，以下称为改性树脂a12。制备例2制备条件和方法和制备例1相同，不同在于，以13.9g全氟十六烷基甲基丙烯酸乙酯(即上述式(ii)中n＝15的化合物)替换13.4g全氟十二烷基基甲基丙烯酸乙酯，得到有机硅改性含氟丙烯酸酯共聚物，其重均分子量为7300，粘度1300mpa·s以下称为改性树脂a16。制备例3制备条件和方法和制备例1相同，不同在于，以12.7g全氟庚基甲基丙烯酸乙酯(即上述式(ii)中n＝6的化合物)替换13.4g全氟十二烷基甲基丙烯酸乙酯,得到有机硅改性含氟丙烯酸酯共聚物，其重均分子量为6300，粘度1100mpa·s以下称为改性树脂a7。制备例4制备条件和方法和制备例1相同，不同在于，全氟十二烷基甲基丙烯酸乙酯的用量从13.4g变为18.3g，得到有机硅改性含氟丙烯酸酯共聚物，其重均分子量为6800，粘度1100mpa·s以下称为改性树脂b12。制备例5制备条件和方法和制备例1相同，不同在于，全氟十二烷基甲基丙烯酸乙酯的用量从13.4g变为23.6g，得到有机硅改性含氟丙烯酸酯共聚物，其重均分子量为7200，粘度1200mpa·s以下称为改性树脂c12。制备例6制备条件和方法和制备例1相同，不同在于，全氟十二烷基甲基丙烯酸乙酯的用量从13.4g变为9.1g，得到有机硅改性含氟丙烯酸酯共聚物，其重均分子量为5400，粘度1100mpa·s以下称为改性树脂d12。实施例双组份可剥离防凝露材料的制备实施例1一种双组份可剥离防凝露材料，即a组分和b组分，其中a组分具有如下质量份的原料：b组分具有如下质量份的原料：制备方法如下，制备a组分：(a1)预热密炼机设备到70℃，加入乙烯基硅油、mq200乙烯基硅树脂、十五氟壬基三乙氧基硅烷和改性树脂a12搅拌至均匀；(a2)依次加入白炭黑、氢氧化铝进行真空搅拌30min；物料经研磨分散后转移至另一密炼机；(a3)然后加入铂金催化剂、乙炔基环己醇搅拌30min，降温，继续真空脱泡罐装得a组分料；制备b组分：(b1)预热密炼机设备到70℃，加入含氢硅油、含氢硅树脂、十五氟壬基三乙氧基硅烷和改性树脂a12搅拌至均匀；(b2)依次加入超细重钙份、改性氢氧化铝进行真空搅拌30min；物料经研磨分散后转移至另一密炼机；(b3)然后加入铂金催化剂、乙炔基环己醇搅拌30min，降温，继续真空脱泡罐装得b组分料。实施例2将实施例1中a组分和b组分中的改性树脂a12替换为改性树脂a16，其它组分和制备方法和实施例1相同。实施例3将实施例1中a组分和b组分中的改性树脂a12替换为改性树脂a7，其它组分和制备方法和实施例1相同。实施例4将实施例1中a组分和b组分中的改性树脂a12用量改为a组分中4份，b组分中不加入改性树脂a12，其它组分和制备方法和实施例1相同。实施例5将实施例1中a组分和b组分中的改性树脂a12用量改为a组分中1份，b组分中1份，其它组分和制备方法和实施例1相同。实施例6将实施例1中a组分和b组分中的改性树脂a12用量改为a组分中5份，b组分中5份，其它组分和制备方法和实施例1相同。实施例7将实施例1中a组分和b组分中的改性树脂a12替换为改性树脂b12，其它组分和制备方法和实施例1相同。实施例8将实施例1中a组分和b组分中的改性树脂a12替换为改性树脂c12，其它组分和制备方法和实施例1相同。实施例9将实施例1中a组分和b组分中的改性树脂a12替换为改性树脂d12，其它组分和制备方法和实施例1相同。对比例1将实施例1中a组分和b组分中，不加入改性树脂a12，即不加入有机硅改性的全氟烷基丙烯酸酯。对比例2将实施例1中a组分和b组分中，不加入十五氟壬基三乙氧基硅烷。对比例3将实施例1中a组分和b组分中的改性树脂a12替换为聚全氟十二烷基甲基丙烯酸乙酯，即不经过有机硅改性。效果例本发明实施例得到的双组份剥离防凝露材料使用时，将a组分和b组分按照1:1的比例混合，施用到待密封包覆的接线端子上，对其进行可剥离性测试。实施例1得到的双组份可剥离防凝露材料的密封效果和剥离效果分别如图1和图2所示。对实施例制得的可剥离防凝露材料的性能采用以下测试方法：剥离力依据gb/2792-1998标准进行测试，试验样板为尼龙6.6塑料。绝缘性(击穿电压)依据gb/t1408.1标准进行测试。阻燃性(ul94阻燃等级)依据gb/t13488标准进行测试。拉伸强度依据gb/t528-2009标准进行测试。扯断伸长率依据gb/t7753-2012标准进行测试。附着力的测试：采用以下方法：将本发明提供的双组份可剥离防凝露材料a和b组分按照质量比1:1涂覆于试板上，静置24小时干燥成膜后，在试板的三个不同位置进行测试，测试的位置彼此之间间距以及距试板边缘距离要大于5mm，用刻度尺用力均匀地在样板的纵横方向切割间距1mm的切痕，纵横切割相交为100个正方形，切割速度控制在30-60mm/s，如果由于涂层太厚或者硬度太大，而不能穿透到底材的话，该实验数据无效。按照以下公式计算附着力(f)的程度。f＝(100-a)/100×100％，a为100个方块中脱落的方块数量本发明实施例所得的可剥离防凝露材料测试结果如下表1所示:表1从表1数据可以看出，本发明制得的双组份可剥离防凝露材料具有较小的剥离力，可以方便地从各类材料(比如pbt、pet、pc、pom等工程塑料，以及各类金属和混凝土)上剥离下来，同时还能保证对材料一定的附着力，避免了防凝露材料在电气设备长时间使用脱落的现象，增加了电器设备的使用寿命，改善了其工作的安全性、稳定性。按照本申请方法，制备得到的双组份防凝露材料综合性能优异，除了满足可剥离性和对材料的附着力外，还具有在绝缘和阻燃性能好、固化时间段，力学强度高的优点，而且外观上表面光滑、平整，无明显缺陷，适用于各类电器的密封防凝露材料。应用例国家电网北京通州分公司qc小组模拟配电柜中防凝露对比效果，进行端子排模拟受潮实验。实验对象为干燥、表面无锈蚀的端子排。湿度测试采用dft-700-m手持式温湿度测试仪。具体实验方法步骤如下：1.选取同一批次160个端子排，随机各取80个作为实验组和空白对照组，实验组的端子排涂敷本发明实施例1的防凝露材料产品，将a组分和b组分按照1:1的比例混合，涂覆的厚度为1.3cm，置于相同环境下养护24h；2.模拟配电箱体的高湿环境，密闭门窗，控制屋内温度25℃，湿度为80％左右，放置30d；3.剥开实验组可剥离防凝露涂层，在涂层下面端子排的相同位置，逐一测定实验组和空白组各端子排湿度，并进行记录。结果如图3所示。实验组80个端子排中，有5个端子排湿度大于90％，受潮率为6.25％，平均湿度为81.18％；对照组80个端子排中，有9个端子排湿度大于90％，受潮率为11.25％，平均湿度为86.09％。一般电气设备要求相对湿度不能超过90％(25℃及以下)，湿度过高会降低电气设备的绝缘强度，造成金属外壳腐蚀，降低设备性能和使用寿命。说明使用本发明可剥离防凝露涂层的实验组，端子排受潮率低于对照组，整体受潮程度轻于对照组。以同样的测试方法，还测试了实施例2、4和7的防凝露材料的防凝露性能，结果如下表2所示：表2防凝露材料受潮率平均湿度实施例25％80.72％实施例43.75％78.37％实施例75％82.36％上述内容仅为本发明的优选实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。当前第1页12