用于风机叶片的防雷金属网表面涂料及制备方法、应用与流程

1.本发明涉及电力材料领域，尤其涉及一种用于风机叶片的防雷金属网表面涂料及制备方法、应用。


背景技术：

2.目前，超疏水涂层广泛应用于电力系统外绝缘中，具有良好的防污、防水性能。可以保证电力设备在暴雨、覆冰等条件下保持良好的绝缘性能。现有的风机叶片防冰技术中，使用超疏水涂层可减少水滴在叶片上的附着，从而达到减少叶片覆冰的目的，是一种可行性很高的方法。
3.然而，尽管风机叶片的转动有利于水滴的滑落，减少覆冰，但是另一方面，旋转的叶片也使得表面的磨损增大，超疏水涂层与表面接触的过程中，与空气不断摩擦，造成涂料磨损加剧，使用年限大大减少。
4.基于此，迫切需要提出一种增加超疏水涂层耐磨性能的方法，有效解决超疏水涂层使用年限过短的难题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种增加超疏水涂层耐受性的用于风机叶片的防雷金属网表面涂料，解决了相关技术中超疏水涂层在风机叶片防冰过程中耐候性差的难题。
6.实现本发明目的的技术方案是：一种用于风机叶片的防雷金属网表面涂料，在超疏水涂层中添加硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂分子式为nh2ch2ch2ch2si(oc2h5)3,其分子式中存在的基团有：氨丙基(-ch2ch2ch2nh2)、乙氧基(-oc2h5)，
7.所述超疏水涂层包括面漆和设于面漆下的底漆，所述面漆为纳米二氧化硅颗粒，所述底漆为树脂涂层，
8.所述硅烷偶联剂中，与硅原子相连的氨丙基(-ch2ch2ch2nh2)用于与超疏水涂层底漆中的树脂发生反应，形成共价键；与硅原子相连的其他三个乙氧基(-oc2h5)用于水解形成硅醇，进而达到相互聚合形成低聚物及与纳米结合的目的。
9.作为优选，超疏水涂层中硅烷偶联剂的添加量为0.35％。
10.本申请还提供一种用于风机叶片的防雷金属网表面涂料的制备方法，
11.第一，乙氧基(-oc2h5)与水反应生成硅醇和乙烷；
12.第二，生成的硅醇相互之间进行脱水缩合，形成低聚物；
13.第三，偶联剂的羟基与纳米粒子表面的羟基之间形成氢键；
14.第四，氢键在干燥固化的条件下脱水形成硅氧键与纳米sio2相结合。
15.本发明还提供一种用于风机叶片的防雷金属网表面涂料的应用，将所述硅烷偶联剂应用于风机叶片上，在风机叶片上的超疏水涂层中添加硅烷偶联剂。
16.采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：(1)本发明在超疏水涂层中加入一定量的硅烷偶联剂，在树脂与纳米sio2之间形成分子桥，利用硅氧键化学能高的特点，
使得超疏水涂层中的底漆和面漆能够有效的结合在一起，大大增加了超疏水材料的耐磨性能。
17.(2)本发明能够使超疏水涂层耐高压水时间提升50-70％，耐污秽液喷淋量提升30-40％。很大的提升了超疏水涂层在恶劣环境下的耐受性，解决了相关技术中超疏水涂层在风机叶片防冰过程中耐候性差的难题，从而延长了超疏水涂层在风机叶片上的使用寿命。
附图说明
18.为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
19.图1为本发明超疏水涂层的结构示意图；
20.图2为本发明硅烷偶联剂中乙氧基(-oc2h5)在结合过程中存在的化学反应方程式。
具体实施方式
21.实施例一
22.见图1至图2，下面对硅烷偶联剂在超疏水涂层中的作用机理进行说明。在超疏水涂层中添加硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂分子式为nh2ch2ch2ch2si(oc2h5)3,其分子式中存在的基团有：氨丙基(-ch2ch2ch2nh2)、乙氧基(-oc2h5)，
23.所述超疏水涂层包括面漆和设于面漆下的底漆，所述面漆为纳米二氧化硅颗粒，所述底漆为树脂涂层，底漆涂于基材上，所述基材为金属网。
24.所述硅烷偶联剂中，与硅原子相连的氨丙基(-ch2ch2ch2nh2)用于与超疏水涂层底漆中的树脂发生反应，形成共价键；与硅原子相连的其他三个乙氧基(-oc2h5)用于水解形成硅醇，进而达到相互聚合形成低聚物及与纳米结合的目的。硅烷偶联剂的分子式为nh2ch2ch2ch2si(oc2h5)3，其通式为：rsix3，其结构式如图1所示，可以看出硅烷偶联剂中反应其化学和物理性质的官能团有两种，其中包括：代表r基团的氨丙基(-ch2ch2ch2nh2)和代表x基团的乙氧基(-oc2h5)。
25.氨丙基(-ch2ch2ch2nh2)属于憎水性(亲有机性)官能团，故易与有机物中的树脂有良好的结合；而乙氧基(-oc2h5)则能够与无机纳米sio2结合，其具体的反应如图2所示：第一，乙氧基(-oc2h5)与水反应生成硅醇和乙烷，其反应化学式为：rsix3+3h2o
→
rsi(oh)3+3hx；第二，生成的硅醇相互之间进行脱水缩合，形成低聚物，其反应化学式为：第三，偶联剂的羟基与纳米sio2粒子表面的羟基之间形成氢键，其反应化学式为：第四，氢键在干燥固化的条件下脱水形成硅氧键与纳米sio2相结合，其反应化学式为：
正是由于硅烷偶联剂分子中间存在亲有机的氨丙基(-ch2ch2ch2nh2)和亲无机的乙氧基(-oc2h5)两种功能团,可以把超疏水涂层中化学结构类型和亲和力相差很大的底漆和面漆在界面连接,增加纳米sio2与树脂基料、填料间的结合。
26.本发明通过有机添加剂硅烷偶联剂充当疏水性纳米sio2和树脂的“分子桥”，增加纳米颗粒和树脂的结合性。进而增强超疏水涂面漆和底漆之间的粘合性，其中：面漆为具有超疏水特性的纳米二氧化硅颗粒，为涂层提供超疏水性能，兼具超疏油性能；底漆为大尺寸粗糙度的树脂涂层，为涂层提供机械性能、吸能性能。本专利应用硅烷偶联剂来提高在提升底漆与面漆结合性，从而达到增加超疏水涂层耐磨能力的作用，解决了风机叶片表面超疏水涂层由于底漆与面漆结合性差而导致运行过程中耐候性差，使用寿命不足的问题
27.通过对不同含量的硅烷偶联剂进行重复验证发现在超疏水涂层的面漆中添加0.35％的硅烷偶联剂kh550对目前最优体系性能提升最明显。优化后的样板与标准样板性能检测见表1。
28.表1底、面漆结合程度测试结果表
[0029][0030][0031]
上述测试中采用高压水(压力水压：约0.3mpa)喷淋和污秽液喷淋模拟涂层耐冲击试验，验证底、面漆结合程度。由试验结果可以看出，超疏水面漆中添加0.35％硅烷偶联剂kh550的效果最佳，能够使涂层耐高压水时间提升50-70％，耐污秽液喷淋量提升30-40％。很大的提升了超疏水涂层在恶劣环境下的耐受性，从而延长了超疏水涂层在风机叶片上的
使用寿命。
[0032]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种用于风机叶片的防雷金属网表面涂料，其特征在于：在超疏水涂层中添加硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂分子式为nh2ch2ch2ch2si(oc2h5)3,其分子式中存在的基团有：氨丙基(-ch2ch2ch2nh2)、乙氧基(-oc2h5)，所述超疏水涂层包括面漆和设于面漆下的底漆，所述面漆为纳米二氧化硅颗粒，所述底漆为树脂涂层，所述硅烷偶联剂中，与硅原子相连的氨丙基(-ch2ch2ch2nh2)用于与超疏水涂层底漆中的树脂发生反应，形成共价键；与硅原子相连的其他三个乙氧基(-oc2h5)用于水解形成硅醇，进而达到相互聚合形成低聚物及与纳米结合的目的。2.根据权利要求1所述的用于风机叶片的防雷金属网表面涂料，其特征在于：超疏水涂层中硅烷偶联剂的添加量为0.35％。3.一种如权利要求1-2任意一所述的用于风机叶片的防雷金属网表面涂料的制备方法，其特征在于：第一，乙氧基(-oc2h5)与水反应生成硅醇和乙烷；第二，生成的硅醇相互之间进行脱水缩合，形成低聚物；第三，偶联剂的羟基与纳米粒子表面的羟基之间形成氢键；第四，氢键在干燥固化的条件下脱水形成硅氧键与纳米sio2相结合。4.一种用于风机叶片的防雷金属网表面涂料的应用，其特征在于：将所述硅烷偶联剂应用于风机叶片上，在风机叶片上的超疏水涂层中添加硅烷偶联剂。

技术总结
本发明公开了一种用于风机叶片的防雷金属网表面涂料，在超疏水涂层中添加硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂分子式为NH2CH2CH2CH2Si(OC2H5)3,其分子式中存在的基团有：氨丙基(-CH2CH2CH2NH2)、乙氧基(-OC2H5)，所述超疏水涂层包括面漆和设于面漆下的底漆，所述面漆为纳米二氧化硅颗粒，所述底漆为树脂涂层，所述硅烷偶联剂中，与硅原子相连的氨丙基(-CH2CH2CH2NH2)用于与超疏水涂层底漆中的树脂发生反应，形成共价键；与硅原子相连的其他三个乙氧基(-OC2H5)用于水解形成硅醇，进而达到相互聚合形成低聚物及与纳米结合的目的。本发明具有优异的耐磨性和耐候性。明具有优异的耐磨性和耐候性。明具有优异的耐磨性和耐候性。


技术研发人员：易晓波 黄俊义 张廷发 张志文
受保护的技术使用者：湖南和鑫新能源技术有限公司
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/8/6