电力杆塔疏水涂料的性能及应用研究

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来源：互联网
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2014-12-25
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梁永纯１，赵书彦２，钟万里１，刘福春２，林介东１，史洪微２，韩恩厚２
　　
　　（１．广东电网公司电力科学研究院，广东广州５１００８０；２．中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点试验室，辽宁沈阳１１００１６）
　　
　　摘要：以聚氨酯为成膜物质，将聚四氟乙烯（polytetrafluoroethene,PTFE）和聚醚醚酮（polyetheretherketone，PEEK）分别加入涂料中制得具有疏水功能的复合涂料，分别研究不同质量分数的ＰＴＦＥ和ＰＥＥＫ对涂层疏水性能的影响；结果表明当２种物质的质量分数越高，水接触角越大，疏水性能越好；而相同条件下，ＰＥＥＫ涂层的疏水性能比ＰＴＦＥ涂层好。同时，研究紫外老化试验对ＰＥＥＫ涂层性能的影响，结果表明经７００ｈ老化试验后涂层的疏水性能变化不明显，光泽保持率在９４％以上。实践证明该涂层具有良好的疏水功能及长效性。
　　
　　关键词：聚四氟乙烯；聚醚醚酮；疏水功能；水接触角
　　
　　中图分类号：ＴＱ６３０文献标志码：Ａ文章编号：１００７－２９０Ｘ（２０１２）０１－００２７－０３
　　
　　疏水涂料是指涂膜在光滑表面上的静态水接触角大于９０°的一种低表面能涂料［１］。关于疏水涂料，国内外众多学者正在研究［２－６］。用该种涂料制成的涂层如果具有良好的疏水性，则会大大提高其抗离子扩散性和渗透性［７］。将疏水性涂料涂于输电导线、电力杆塔、绝缘子等表面，可降低冰在涂层表面的附着力，虽不能完全防止冰的形成，但可使冻雨和雪等冻结到导线或绝缘子之前就在自然力，如风力或导线及绝缘子的摆动力等的作用下自然滑落，或使...雪在导线和绝缘子上的附着力明显降低，达到防止覆...减小线路因覆冰出现事故的目的。聚四氟乙烯（ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｅｎｅ，ＰＴＦＥ）中氟元素的电负性最强，原子间作用力小，表面能很低，具有良好的疏水性能和润滑作用；而聚醚醚酮（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ，ＰＥＥＫ）具有良好的力学性能和较低的摩擦系数。本文在以聚氨酯树脂为成膜物质的涂料中分别加入ＰＴＦＥ和ＰＥＥＫ，得到具有疏水功能的复合涂料，并通过测试涂层的静态接触角，研究出一种耐候性良好且具有较好疏水性能的疏水涂料。
　　
　　１实验内容
　　
　　１．１主要原料及设备
　　
　　主要原料有丙烯酸树脂、颜料、溶剂、各种助剂（由德国ＢＹＫ公司生产）、ＰＴＦＥ粉末、ＰＥＥＫ粉末和固化剂。涂层基体为Ｑ２３５钢。制备和检测涂料性能的设备有：球磨机、刮板细度计、接触角测定仪、紫外耐候性测试机、光泽计和色差计。
　　
　　１．２涂料制备
　　
　　采用球磨机研磨的方法，按顺序将各种原料加入球磨罐中，加研磨珠。在一定的转速下，研磨至合适的细度，得到涂料。
　　
　　１．３涂层制备
　　
　　基体涂覆之前基材用...除油，用４００号砂纸打磨以清除表面的锈、氧化皮等，再用...除油，用无水乙醇擦洗，干燥，备用。
　　
　　采用空气喷涂方式制备涂层。喷涂时，将得到的疏水涂料配以合适的固化剂，加稀释剂调至适合的粘度。喷涂后，在室温下放置７天，使涂层固化，制得干膜，其厚度为（８５±５）μｍ。
　　
　　１．４涂层测试
　　
　　采用上海中晨公司生产的接触角测定仪进行接触角测试。将去离子水滴于涂层表面５ｓ后开始测试。每种涂层有３个平行试样，每个试样取５个点进行测量，共１５次读数，取算术平均值。
　　
　　采用紫外灯照射老化的方法进行耐候性老化试验。设定好环境温度和光照时间、雨淋时间、冷却温度和时间等各项参数，采用循环的方式，对涂层进行耐候性测试，并记录下一定的时间间隔测试的光泽和色差数据。
　　
　　２结果与分析
　　
　　２．１ＰＴＦＥ涂层和ＰＥＥＫ涂层的疏水性能
　　
　　为了研究涂层的疏水性能与固化温度的关系，测定ＰＴＦＥ质量分数不同时，固化温度分别为２５℃、５０℃、１２０℃和２００℃时涂层的水接触角。测量数据见表１。