技术领域
本发明是关于涂料领域，特别涉及用于玻璃绝缘子防污闪自清洁涂料的制备方法。
背景技术
玻璃绝缘子表面为高能面，具有亲水性，其表面易被水浸润会形成连续水膜，当表 面附着污秽物中的可溶物质逐渐溶于水膜后，会在表面形成一层导电膜，使绝缘子的绝 缘水平大大降低，在电力场的作用下出现强烈放电的污闪现象。污闪在电力系统中已成 为严重威胁设备和电网安全运行的灾难性故障。此外，玻璃材料长时间接触水、污物等 情况下，会导致碱金属的溶出，从而使玻璃表面出现裂纹，引起力学性能下降。目前， 国内电力系统普遍采用的防污闪措施有定期人工清扫、加强绝缘配置、带电机械干清扫、 带电水冲洗、加装辅助伞裙、合理配置外绝缘爬距、采用半导体釉绝缘子、采用防污闪 有机涂料等。在这些措施中，人工清扫费时费力；带电水冲洗和机械干清扫效率低下； 在绝缘子表面涂敷防污闪涂料是解决污闪问题的最经济有效方法。目前，应用最多的是 硫化硅橡胶防污闪涂料。由于防污闪涂料的主体为有机高分子材料，存在机械性能差、 易磨损；且长期暴露于户外，受到紫外线照射、电磁场以及风沙等作用，易产生老化现 象，造成涂料使用寿命降低。而涂料的憎水性能则与涂层的化学成分和微观结构密切相 关，当前主要是利用低表面能的含氟材料使涂层获得良好的憎水性能，而通过增加表面 粗糙度则可进一步提高涂层憎水性，构造该类表面结构已成为研究的热点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于玻璃绝缘子防 污闪自清洁涂料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种用于玻璃绝缘子防污闪自清洁涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤A：将钛酸丁酯、正硅酸乙酯加入乙二醇中，并在室温下密封搅拌10h-20h， 得到乙二醇化的先驱体溶液；然后将其迅速倒入含水量为0.2%～2%的丙酮中，剧烈搅拌 0.5h～1.5h后，陈化2h，过滤获得白色沉淀物；用无水乙醇和去离子水依次洗涤沉淀物5 次后，分散在质量是其100倍的去离子水中；然后在80℃水浴搅拌3h～10h，再将沉淀 物过滤，在50℃下干燥获得具有纳米粗糙表面结构的硅钛复合微球；
所述钛酸丁酯和正硅酸乙酯的摩尔比为10∶1～1∶1，钛酸丁酯与乙二醇的质量比为 1∶10～1∶20，钛酸丁酯与丙酮的质量比为15∶～11∶2；
步骤B：以质量百分比浓度为95%的乙醇水溶液作为分散液，将步骤A中制得的硅 钛复合微球分散到分散液中，形成固含量为5%的硅钛复合微球分散液，再加入质量为 分散液总质量1%～3%的纳米氧化物颗粒；然后按硅烷偶联剂与硅钛复合微球质量比为 1∶1～3∶1加入硅烷偶联剂，用盐酸调节pH值为3，在50℃～80℃水浴条件下反应 2h～10h；最后按有机硅改性氟树脂与硅钛复合微球质量比为50∶1～10∶1加入有机硅改 性氟树脂，继续反应2h～5h，获得用于玻璃绝缘子防污闪自清洁涂料；
其中，所述有机硅改性氟树脂的制备方法为：将含氟丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸甲 酯、二甲基甲酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、2,2-偶氮二异丁腈按质量比为1∶1∶1.2∶ 0.8∶0.02混合，水浴搅拌加热到70℃，反应4h，将该混合物自然冷却至40℃，在搅 拌下加入乙醇与丁酮体积比为3∶1的混合溶剂，获得固含量为10%～30%的有机硅改性 氟树脂。
本发明中，步骤A中乙二醇化的先驱体溶液迅速倒入丙酮后，其搅拌速率为 1200r/min～2000r/min。
本发明中，步骤B中所述纳米氧化物颗粒的粒径为30nm～80nm，是二氧化硅、二 氧化钛、三氧化二铝纳米颗粒中的至少一种。
本发明中，步骤B中所述硅烷偶联剂是乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或丙 烯基三甲氧基硅烷中的至少一种。
本发明的实现原理：本发明合成的有机无机纳米复合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，利用有机硅可增强复合材料成膜特性和涂层柔软性； 利用无机纳米颗粒可充实膜层、吸收紫外线，提高涂层机械性能和耐老化性能，延长其 使用寿命。通过在涂料中引入具有纳米粗糙表面结构的硅钛复合微球，最终可在氟改性 有机硅涂层表面构造出类似荷叶表面的微/纳粗糙结构，即在疏水性涂层表面产生微米级 的凸起，而在凸起的表面则是由纳米颗粒堆积形成的纳米粗糙结构，从而进一步提高涂 层的憎水性能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、有效提高了涂层机械性能和耐老化性能，延长其使用寿命；
2、有效增强了涂层的憎水性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
用于玻璃绝缘子防污闪自清洁涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤A：将钛酸丁酯、正硅酸乙酯加入乙二醇中，并在室温下密封搅拌10h-20h， 得到乙二醇化的先驱体溶液；然后将其迅速倒入含水量为0.2%～2%的丙酮中，剧烈搅拌 0.5h～1.5h后，陈化2h，过滤获得白色沉淀物；用无水乙醇和去离子水依次洗涤沉淀物5 次后，分散在质量是其100倍的去离子水中；然后在80℃水浴搅拌3h～10h，再将沉淀 物过滤，在50℃下干燥获得具有纳米粗糙表面结构的硅钛复合微球；
所述钛酸丁酯和正硅酸乙酯的摩尔比为10∶1～1∶1，钛酸丁酯与乙二醇的质量比为 1∶10～1∶20，钛酸丁酯与丙酮的质量比为15∶～11∶2；
步骤B：以质量百分比浓度为95%的乙醇水溶液作为分散液，将步骤A中制得的硅 钛复合微球分散到分散液中，形成固含量为5%的硅钛复合微球分散液，再加入质量为 分散液总质量1%～3%的纳米氧化物颗粒；然后按硅烷偶联剂与硅钛复合微球质量比为 1∶1～3∶1加入硅烷偶联剂，用盐酸调节pH值为3，在50℃～80℃水浴条件下反应 2h～10h；最后按有机硅改性氟树脂与硅钛复合微球质量比为50∶1～10∶1加入有机硅改 性氟树脂，继续反应2h～5h，获得用于玻璃绝缘子防污闪自清洁涂料；
其中，所述有机硅改性氟树脂的制备方法为：将含氟丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸甲 酯、二甲基甲酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、2,2-偶氮二异丁腈按质量比为1∶1∶1.2∶ 0.8∶0.02混合，水浴搅拌加热到70℃，反应4h，将该混合物自然冷却至40℃，在搅 拌下加入乙醇与丁酮体积比为3∶1的混合溶剂，获得固含量为10%～30%的有机硅改性 氟树脂。
下面的实施例可以使本专业的专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式 限制本发明。分别通过8个实施例成功制得用于玻璃绝缘子防污闪自清洁涂料，各实施 例中的试验数据见下表1。
表1实施例数据表
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于 以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接 导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。