CN111100770A - 一种硅橡胶清洁修复剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅橡胶清洁修复剂及其制备方法，硅橡胶清洁修复剂，包括以下组分：硅烷偶联剂、八甲基环四硅氧烷、Na₂SiO₃、MgCl₂、纳米活性碳酸钙、还聚二甲基硅氧烷、丙烯酸、硝酸铈、乙烯基硅氧烷、F‑107和溶剂。它能够快速彻底的清除污染物，预防因污染物受潮湿时造成的闪络现象。

Description

一种硅橡胶清洁修复剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及电力设备清洗技术领域，尤其涉及一种硅橡胶清洁修复剂及其制备方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

长期运行的电力设备，特别是在线运行的绝缘子，在大气环境中受到工业排放物，空气中的潮气、氧化、腐蚀性气体及自然扬尘等环境因素的影响，表面逐渐沉积了一层综合污秽物。在天气干燥的情况下，这些表面带有污秽物的绝缘子仍能保持着较高的绝缘水平。然而，当遇到雾、露、毛毛雨、霜及融冰、融雪等潮湿天气时，在绝缘子表面会由于污层中的溶盐，酸碱类溶于水中而形成导电水膜，这样就会使泄漏电流沿绝缘子的表面流过。由于绝缘子的形状，结构尺寸等因素影响，其表面各部位的电流密度不同，会在电流比较大的部位首先形成干燥带，干燥带承载较高的电压，当电场强度足够大时，电流将在跨越干燥区的沿面放电，产生局部电弧。当脏污和潮湿状态较严重时，局部电弧达到或超过临界状态，电弧就会贯穿两极，发生闪络，即污闪，不可避免地酿成电网瓦解的严重后果，大面积外绝缘污秽闪络就是造成这种灾难性事故的原因，给我国电力系统造成严重经济损失。

随着国民经济的迅猛发展，电网容量及额定输电压等级大幅度提高，同时伴随着工农业的发展，部分地区的环境污染也日趋严重，电力系统输变电设备外绝缘子的污闪事故所造成的危害及经济损失也日益严重。

目前市面上使用的绝缘清洗剂耐压较低，一般最高只能清洗220KV带电设备。而且这种清洗剂对某些塑料元器件、硅橡胶元器件有一定的腐蚀性。另外市面上这种清洗剂挥发较慢，而清洗剂喷洒在被清洗设备上或元器件上如果挥发性不强，势必对被清洗设备的元器件特别是塑料和硅橡胶元器件有一些腐蚀，而且被清洗设备的元器件上的带电离子、酸、碱、盐份等清除不彻底，影响清洗质量。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种硅橡胶清洁修复剂及其制备方法，它能够快速彻底的清除污染物，预防因污染物受潮湿时造成的闪络现象。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种硅橡胶清洁修复剂，包括以下组分：硅烷偶联剂、八甲基环四硅氧烷、Na₂SiO₃、MgCl₂、纳米活性碳酸钙、还聚二甲基硅氧烷、丙烯酸、硝酸铈、乙烯基硅氧烷、F-107和溶剂。

进一步的，所述硅橡胶清洁修复剂，包括以下重量份的组分：硅烷偶联剂2～15份、八甲基环四硅氧烷1～10份、Na₂SiO₃1～12份、MgCl₂ 5～18份、纳米活性碳酸钙0.1～1.5份、还聚二甲基硅氧烷1～5份、丙烯酸0.1～1份、硝酸铈0.01～0.1份、乙烯基硅氧烷0.3～1.8份、F-107 0.1～1.2份和溶剂450份。

更进一步的，所述硅橡胶清洁修复剂，包括以下重量份的组分：硅烷偶联剂5～10份、八甲基环四硅氧烷2～8份、Na₂SiO₃3～9份、MgCl₂ 8～15份、纳米活性碳酸钙0.25～1份、还聚二甲基硅氧烷1.5～3.6份、丙烯酸0.15～0.5份、硝酸铈0.02～0.08份、乙烯基硅氧烷0.8～1.5份、F-107 0.2～0.8份和溶剂450份。

再进一步的，所述硅橡胶清洁修复剂，包括以下重量份的组分：硅烷偶联剂7份、八甲基环四硅氧烷5份、Na₂SiO₃6份、MgCl₂ 10份、纳米活性碳酸钙0.75份、还聚二甲基硅氧烷2.75份、丙烯酸0.375份、硝酸铈0.05份、乙烯基硅氧烷1.25份、F-107 0.55份和溶剂450份。

八甲基环四硅氧烷有非常好的疏水性，能够起到疏水防潮的作用。它的表面张力低，能增加抛光表面的湿润度，提高抛光表面的易清洗度，并且八甲基环四硅氧烷在上光产品中也能帮助磨料和溶剂之间有更良好的结合。同时改性后的聚硅氧烷还具有良好的耐候性、耐久性和耐水性。

优选的，所述硅烷偶联剂为环氧硅烷偶联剂、羧基硅烷偶联剂、聚醚硅烷偶联剂、有机氟硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂中的一种或多种的混合物。

其中硅烷偶联剂为环氧硅烷偶联剂、羧基硅烷偶联剂、聚醚硅烷偶联剂、有机氟硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂的制备方法均为现有技术，可以为所述领域技术人员所知，本发明在此不再赘述。

改性后的聚硅氧烷表面具有丰富的官能团，能够与材料表面的官能团相互作用，从而牢固的吸附在材料表面，在材料表面形成薄膜。

进一步的，所述Na₂SiO₃的粒径范围为50～200nm，所述MgCl₂的粒径范围为50～300nm。可以有效提高清洁修复剂的疏水性。

进一步的，所述硅橡胶清洁修复剂中还包括活性金属氧化物，活性金属氧化物中含有纳米氧化铝。活性金属氧化物的加入可以显著提高硅橡胶清洁修复剂的耐磨性和耐候性。

更进一步的，所述活性金属氧化物中还含有氧化锌、氧化镁、氧化锆以及二氧化钛中的至少一种。

进一步的，所述溶剂为环氧大豆油。环氧大豆油，是用精炼大豆油采用过氧化物处理而制得的一种化工产品，分子量约为1000。常温下为浅黄色粘稠油状液体，可溶于烃类、酮类、酯类、高级醇等有机溶剂。微溶于乙醇,不溶于水。环氧大豆油由于具有良好的耐热性、耐光性、互渗性、低温柔韧性，且挥发度低，无害无毒，绿色环保，它不仅对聚氯乙烯有增塑作用，而且可使聚氯乙烯链上的活泼氯原子得到稳定,可以迅速吸收因热和光降解出来的HCl,从而阻滞聚氯乙烯的连续分解，起到稳定的作用。

本发明还提供所述硅橡胶清洁修复剂的制备方法，包括以下步骤：

将硅烷偶联剂、八甲基环四硅氧烷、F-107、纳米活性碳酸钙、MgCl₂、乙烯基硅氧烷按比例并加入到混料机中搅拌均匀，得到混合胶料；

将混合胶料在三辊机上研磨；

在混合机中加入研磨好的胶料，设定温度为90～125℃，并抽真空至≥0.09MPa，减压蒸馏4～6h，除去低沸点溶剂，得到脱低沸物；

将上述脱低沸物胶料压料至捏合机中，并分2～5次加入Na₂SiO₃，设定温度为120～180℃，待SiO₂加完后继续捏合2～3h结束，冷却出料，得到胶料；

将胶料加入到分散机中，再加入部分溶剂和还聚二甲基硅氧烷，快速搅拌均匀，再加入丙烯酸和硝酸铈，搅拌均匀，加入剩余溶剂搅拌均匀后，即得。

本发明中，F-107是小分子长链氟硅氧烷，为所述领域技术人员所知。

本发明的有益效果为：

当高压绝缘子表面受到综合污染时，本发明的硅橡胶清洁修复剂能够快速彻底的清除污染物，预防因污染物受潮湿时造成的闪络现象。

且本发明的硅橡胶清洁修复剂具有绝缘性高，能够在220kV以上电力设备使用，在清洗中和清洗后保持绝缘子表面有极高的绝缘值，可在不影响高压设备正常工作的情况下，安全性高；此外，它还具有表面张力小，渗透想抢，挥发性好的特点。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

下面结合实施例对本发明进一步说明：

实施例1

硅橡胶清洁修复剂，由以下重量份的物质制成：羧基硅烷偶联剂7份、八甲基环四硅氧烷5份、Na₂SiO₃6份(粒径为100nm)、MgCl₂ 10份(粒径为100nm)、纳米氧化锌0.5份(粒径为100nm)、纳米氧化镁0.25份(粒径为100nm)、还聚二甲基硅氧烷2.75份、丙烯酸0.375份、硝酸铈0.05份、纳米活性碳酸钙2.25份、乙烯基硅氧烷1.25份、F-107 0.55份、环氧大豆油450份。

硅橡胶清洁修复剂的制备方法，步骤如下：

(1)将羧基硅烷偶联剂7份、八甲基环四硅氧烷5份、F-107 0.55份、纳米氧化锌0.5份(粒径为100nm)、纳米氧化镁0.25份(粒径为100nm)、MgCl₂ 10份(粒径为100nm)、纳米活性碳酸钙2.25份、乙烯基硅氧烷1.25份并加入到混料机中搅拌均匀，得到混合胶料；

(2)将混合胶料在三辊机上研磨5次，直至胶料中无颗粒状物质并且外观光滑细腻为止；

(3)在混合机中加入上述研磨好的胶料，设定温度为120℃，并抽真空至≥0.09MPa，减压蒸馏6h，除去低沸点溶剂，得到脱低沸物；

(4)将上述脱低沸物胶料压料至捏合机中，并分3次加入Na₂SiO₃6份(粒径为100nm)，设定温度为150℃，待SiO₂加完后继续捏合2.5h结束，冷却出料，得到胶料；

(5)将胶料加入到分散机中，再加入50份环氧大豆油、还聚二甲基硅氧烷2.75份，快速搅拌均匀，再加入丙烯酸0.375份、硝酸铈0.05份，搅拌均匀，加入剩余的400份环氧大豆油搅拌均匀后装入密封容器内密封保存，得到硅橡胶清洁修复剂。

实施例2

硅橡胶清洁修复剂，由以下重量份的物质制成：环氧硅烷偶联剂10份、八甲基环四硅氧烷2份、Na₂SiO₃ 3份(粒径为50nm)、MgCl₂ 15份(粒径为100nm)、纳米氧化锆0.7份(粒径为100nm)、纳米二氧化钛0.3份(粒径为150nm)、还聚二甲基硅氧烷3.6份、丙烯酸0.5份、硝酸铈0.02份、纳米活性碳酸钙0.25份、乙烯基硅氧烷1.5份、F-107 0.2份、环氧大豆油450份。

硅橡胶清洁修复剂的制备方法，步骤如下：

(1)将环氧硅烷偶联剂10份、八甲基环四硅氧烷2份、F-107 0.2份、纳米氧化锆0.7份(粒径为100nm)、纳米二氧化钛0.3份(粒径为150nm)、MgCl₂ 15份(粒径为100nm)、纳米活性碳酸钙0.25份、乙烯基硅氧烷1.5份加入到混料机中搅拌均匀，得到混合胶料；

(2)将混合胶料在三辊机上研磨5次，直至胶料中无颗粒状物质并且外观光滑细腻为止；

(3)在混合机中加入上述研磨好的胶料，设定温度为100℃，并抽真空至≥0.09MPa，减压蒸馏4h，除去低沸点溶剂，得到脱低沸物；

(4)将上述脱低沸物胶料压料至捏合机中，并分4次加入Na₂SiO₃ 3份(粒径为50nm)，设定温度为160℃，待SiO₂加完后继续捏合2.5h结束，冷却出料，得到胶料；

(5)将胶料加入到分散机中，再加入50份环氧大豆油、还聚二甲基硅氧烷3.6份，快速搅拌均匀，再加入丙烯酸0.5份、硝酸铈0.02份，搅拌均匀，加入剩余的400份环氧大豆油搅拌均匀后装入密封容器内密封保存，得到硅橡胶清洁修复剂。

实施例3

硅橡胶清洁修复剂，由以下重量份的物质制成：聚醚硅烷偶联剂5份、八甲基环四硅氧烷8份、Na₂SiO₃ 9份(粒径为100nm)、MgCl₂ 8份(粒径为50nm)、纳米氧化镁0.25份(粒径为200nm)、还聚二甲基硅氧烷1.5份、丙烯酸0.15份、硝酸铈0.08份、纳米活性碳酸钙0.75份、乙烯基硅氧烷0.8份、F-1070.8份、环氧大豆油450份。

硅橡胶清洁修复剂的制备方法，步骤如下：

(1)将聚醚硅烷偶联剂5份、八甲基环四硅氧烷8份、F-107 0.8份、纳米氧化镁0.25份(粒径为200nm)、纳米活性碳酸钙0.75份、MgCl₂ 8份(粒径为50nm)、乙烯基硅氧烷0.8份加入到混料机中搅拌均匀，得到混合胶料；

(2)将混合胶料在三辊机上研磨4次，直至胶料中无颗粒状物质并且外观光滑细腻为止；

(3)在混合机中加入上述研磨好的胶料，设定温度为100℃，并抽真空至≥0.09MPa，减压蒸馏5h，除去低沸点溶剂，得到脱低沸物；

(4)将上述脱低沸物胶料压料至捏合机中，并分3次加入Na₂SiO₃ 9份(粒径为100nm)，设定温度为160℃，待SiO₂加完后继续捏合3h结束，冷却出料，得到胶料；

(5)将胶料加入到分散机中，再加入50份环氧大豆油、还聚二甲基硅氧烷1.5份，快速搅拌均匀，再加入丙烯酸0.15份、硝酸铈0.08份，搅拌均匀，加入剩余的400份环氧大豆油搅拌均匀后装入密封容器内密封保存，得到硅橡胶清洁修复剂。

实施例4

硅橡胶清洁修复剂，由以下重量份的物质制成：氨基硅烷偶联剂2份、八甲基环四硅氧烷1份、Na₂SiO₃1份(粒径为150nm)、MgCl₂ 18份(粒径为300nm)、纳米二氧化钛0.1份(粒径为150nm)、还聚二甲基硅氧烷1份、丙烯酸1份、硝酸铈0.01份、纳米活性碳酸钙1.25份、乙烯基硅氧烷0.3份、F-107 1.2份、环氧大豆油450份。

所述一种新型硅橡胶清洁修复剂的制备方法，步骤如下：

(1)将氨基硅烷偶联剂2份、八甲基环四硅氧烷1份、F-1071.2份、纳米二氧化钛0.1份(粒径为150nm)、MgCl₂ 18份(粒径为300nm)、纳米活性碳酸钙1.25份、乙烯基硅氧烷0.3份加入到混料机中搅拌均匀，得到混合胶料；

(2)将混合胶料在三辊机上研磨4次，直至胶料中无颗粒状物质并且外观光滑细腻为止；

(3)在混合机中加入上述研磨好的胶料，设定温度为125℃，并抽真空至≥0.09MPa，减压蒸馏4.5h，除去低沸点溶剂，得到脱低沸物；

(4)将上述脱低沸物胶料压料至捏合机中，并分5次加入Na₂SiO₃ 1份(粒径为150nm)，设定温度为120℃，待SiO₂加完后继续捏合2h结束，冷却出料，得到胶料；

(5)将胶料加入到分散机中，再加入50份环氧大豆油、还聚二甲基硅氧烷1份，快速搅拌均匀，再加入丙烯酸1份、硝酸铈0.01份，搅拌均匀，加入剩余的400份环氧大豆油搅拌均匀后装入密封容器内密封保存，得到硅橡胶清洁修复剂。

实施例5

硅橡胶清洁修复剂，由以下重量份的物质制成：羧基硅烷偶联剂15份、八甲基环四硅氧烷10份、Na₂SiO₃12份(粒径为200nm)、MgCl₂ 5份(粒径为100nm)、纳米氧化锌0.5份(粒径为100nm)、纳米二氧化钛1份(粒径为200nm)、还聚二甲基硅氧烷5份、丙烯酸0.1份、硝酸铈0.1份、纳米活性碳酸钙0.25份、乙烯基硅氧烷1.8份、F-107 0.1份、环氧大豆油450份。

硅橡胶清洁修复剂的制备方法，步骤如下：

(1)将羧基硅烷偶联剂15份、八甲基环四硅氧烷10份、F-107 0.1份、MgCl₂ 5份(粒径为100nm)、纳米氧化锌0.5份(粒径为100nm)、纳米活性碳酸钙0.25份、纳米二氧化钛1份(粒径为200nm)、乙烯基硅氧烷1.8份加入到混料机中搅拌均匀，得到混合胶料；

(2)将混合胶料在三辊机上研磨5次，直至胶料中无颗粒状物质并且外观光滑细腻为止；

(3)在混合机中加入上述研磨好的胶料，设定温度为125℃，并抽真空至≥0.09MPa，减压蒸馏5.5h，除去低沸点溶剂，得到脱低沸物；

(4)将上述脱低沸物胶料压料至捏合机中，并分2次加入Na₂SiO₃12份(粒径为200nm)，设定温度为180℃，待SiO₂加完后继续捏合3h结束，冷却出料，得到胶料；

(5)将胶料加入到分散机中，再加入50份环氧大豆油、还聚二甲基硅氧烷5份，快速搅拌均匀，再加入丙烯酸0.1份、硝酸铈0.1份，搅拌均匀，加入剩余的400份环氧大豆油搅拌均匀后装入密封容器内密封保存，得到硅橡胶清洁修复剂。

表1为实施例1～5中各硅橡胶清洁修复剂的性能参数表。

表1

该硅橡胶清洁修复剂的使用方法：将清洗剂装入储蓄罐，经过导液管与液压泵同喷嘴枪连接，在加压的条件下，对绝缘子表面污秽进行冲洗，污秽被清洗剂冲掉之后，清洗剂可以自动挥发，不会对绝缘子有任何危害。对于难冲洗的污秽，需结合带电清洗刷刷扫。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硅橡胶清洁修复剂，其特征在于：包括以下组分：硅烷偶联剂、八甲基环四硅氧烷、Na₂SiO₃、MgCl₂、纳米活性碳酸钙、还聚二甲基硅氧烷、丙烯酸、硝酸铈、乙烯基硅氧烷、F-107和溶剂。

2.根据权利要求1所述的硅橡胶清洁修复剂，其特征在于：包括以下重量份的组分：硅烷偶联剂2～15份、八甲基环四硅氧烷1～10份、Na₂SiO₃1～12份、MgCl₂ 5～18份、纳米活性碳酸钙0.1～1.5份、还聚二甲基硅氧烷1～5份、丙烯酸0.1～1份、硝酸铈0.01～0.1份、乙烯基硅氧烷0.3～1.8份、F-107 0.1～1.2份和溶剂450份。

3.根据权利要求2所述的硅橡胶清洁修复剂，其特征在于：包括以下重量份的组分：硅烷偶联剂5～10份、八甲基环四硅氧烷2～8份、Na₂SiO₃3～9份、MgCl₂ 8～15份、纳米活性碳酸钙0.25～1份、还聚二甲基硅氧烷1.5～3.6份、丙烯酸0.15～0.5份、硝酸铈0.02～0.08份、乙烯基硅氧烷0.8～1.5份、F-107 0.2～0.8份和溶剂450份。

4.根据权利要求3所述的硅橡胶清洁修复剂，其特征在于：包括以下重量份的组分：硅烷偶联剂7份、八甲基环四硅氧烷5份、Na₂SiO₃6份、MgCl₂ 10份、纳米活性碳酸钙0.75份、还聚二甲基硅氧烷2.75份、丙烯酸0.375份、硝酸铈0.05份、乙烯基硅氧烷1.25份、F-107 0.55份和溶剂450份。

5.根据权利要求1-4任一所述的硅橡胶清洁修复剂，其特征在于：所述硅烷偶联剂为环氧硅烷偶联剂、羧基硅烷偶联剂、聚醚硅烷偶联剂、有机氟硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂中的一种或多种的混合物。

6.根据权利要求1所述的硅橡胶清洁修复剂，其特征在于：Na₂SiO₃的粒径范围为50～200nm，MgCl₂的粒径范围为50～300nm。

7.根据权利要求1所述的硅橡胶清洁修复剂，其特征在于：还包括活性金属氧化物，活性金属氧化物中含有纳米氧化铝。

8.根据权利要求7所述的硅橡胶清洁修复剂，其特征在于：所述活性金属氧化物中还含有氧化锌、氧化镁、氧化锆以及二氧化钛中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的硅橡胶清洁修复剂，其特征在于：所述溶剂为环氧大豆油。

10.权利要求1-9任一所述硅橡胶清洁修复剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

将硅烷偶联剂、八甲基环四硅氧烷、F-107、纳米活性碳酸钙、MgCl₂、乙烯基硅氧烷按比例并加入到混料机中搅拌均匀，得到混合胶料；

将混合胶料在三辊机上研磨；

在混合机中加入研磨好的胶料，设定温度为90～125℃，并抽真空至≥0.09MPa，减压蒸馏4～6h，除去低沸点溶剂，得到脱低沸物；

将上述脱低沸物胶料压料至捏合机中，并分2～5次加入Na₂SiO₃，设定温度为120～180℃，待SiO₂加完后继续捏合2～3h结束，冷却出料，得到胶料；

将胶料加入到分散机中，再加入部分溶剂和还聚二甲基硅氧烷，快速搅拌均匀，再加入丙烯酸和硝酸铈，搅拌均匀，加入剩余溶剂搅拌均匀后，即得。