專利名稱：阻燃導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種絕緣涂料，尤其涉及一種阻燃導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂 料。本發(fā)明還涉及該阻燃導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂料的制備方法。
背景技術(shù)：
目前，電力系統(tǒng)的高壓電器及器件的表面通過(guò)涂覆硅橡膠絕緣涂料來(lái) 達(dá)到防潮、防酸、防堿、防鹽、防氣體腐蝕而造成短路故障的目的，而傳統(tǒng)的導(dǎo)熱有機(jī)硅絕 緣材料填充大量的導(dǎo)熱填料，使材料的機(jī)械強(qiáng)度降低，只能用于電子元件的灌封。中國(guó)專 利CN1297232A公開了這樣一種高壓電器外用有機(jī)硅絕緣材料，它是由A、B兩個(gè)組分按照 100 1 100 5的質(zhì)量配比混合均勻而成，其中A組分包含a，ω-二羥基聚二有機(jī)基 硅氧烷、補(bǔ)強(qiáng)填料、結(jié)構(gòu)化控制劑、三有機(jī)硅基封端的聚二有機(jī)基硅氧烷、增量填料和顏料； B組分包含交聯(lián)劑和有機(jī)錫催化劑，由于該絕緣材料由兩個(gè)組分組成的混合物，在使用中較 不方便，又由于在有機(jī)硅絕緣材料中填充了增量填料，其阻燃級(jí)別低，導(dǎo)熱性能也較差。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種使用方便，阻燃級(jí)別高、導(dǎo)熱性能好，的阻燃 導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂料。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明阻燃導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂料，它是由下述重量配比組成的 端羥基聚硅氧烷20 40補(bǔ)強(qiáng)劑3 6納米蒙脫土 0.5 3復(fù)合阻燃劑4 10導(dǎo)熱 填料15 30添加劑1 3顏料1 2交聯(lián)劑1 3催化劑0. 02 1 溶劑25 50。所述端羥基聚硅氧烷粘度為2000 lOOOOcp，可以是端羥基聚二甲基硅氧烷或 端羥基聚甲基乙基硅氧烷中的一種，也可以是它們的混合物，該端羥基聚硅氧烷的分子式 為 式中R為甲基、乙基，m為200 1000。所述納米蒙脫土為雙+八烷基插層改性的蒙脫土。所述復(fù)合阻燃劑是氫氧化鋁與十溴二苯乙烷混合物，氫氧化鋁與十溴二苯乙烷的 質(zhì)量此為5 2。所述導(dǎo)熱填料是粒徑為0. 5 20um的氧化鋁、氮化硅、氮化鋁、碳化硅中的一種或 幾種混合物。所述添加劑為三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷，粘度為500 1000CP。所述交聯(lián)劑為甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基丁酮肟基硅烷、甲基三丙酮基硅烷或它們的混合物或它們的部分水解產(chǎn)物。所述溶劑為120#汽油。阻燃導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂料制備方法，將端羥基聚硅氧烷、補(bǔ)強(qiáng)劑、納米蒙脫土、復(fù) 合阻燃劑、導(dǎo)熱填料、添加劑分別計(jì)量送入配料釜，在攪拌下加熱至100 160°C真空脫低 沸物，經(jīng)三輥研磨后再按量加入無(wú)水溶劑、交聯(lián)劑和催化劑，混合均勻后在惰性氣體保護(hù)下 過(guò)濾包裝在隔絕空氣的容器中。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明在涂料配方中加入一定比例的憎水分子-三甲基硅封端的聚二甲基硅氧 烷，導(dǎo)致涂膜的憎水遷移速度、憎水遷移持續(xù)性大大提高，使含填料較多的硅橡膠絕緣涂 料憎水遷移性HC值達(dá)1級(jí)，并能保持持久良好的防潮憎水性。本發(fā)明在涂料中加入納米蒙脫土，導(dǎo)致涂膜的膨脹系數(shù)及水蒸氣、O2的透過(guò)率明 顯下降，提高了涂膜的導(dǎo)熱性和阻燃性。納米蒙脫土具有獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)和超大的比表面 積，對(duì)硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)效果明顯。本發(fā)明添加少量的納米蒙脫土可使涂膜的抗張強(qiáng)度提高了 30-40 %，呈現(xiàn)良好的機(jī)械強(qiáng)度。本發(fā)明加入的復(fù)合阻燃劑十溴二苯乙烷和氫氧化鋁具有阻燃增效作用。盡管復(fù)合 阻燃劑的添加量相對(duì)較少，涂膜的阻燃級(jí)別都達(dá)到FV-O級(jí)，并可持久經(jīng)受住電暈、電火花 的沖擊，涂膜的使用壽命延長(zhǎng)。本發(fā)明添加導(dǎo)熱填料的絕緣性能良好、熱導(dǎo)率高。涂膜的電氣絕緣強(qiáng)度> 20Kv/ mm ；熱導(dǎo)率是普通硅橡膠絕緣涂膜的2 3倍。涂覆本發(fā)明的阻燃導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂料可 以及時(shí)釋放設(shè)備熱量，防止熱能積累和溫度過(guò)高造成設(shè)備的故障及損壞。本發(fā)明的阻燃導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂料為單組分包裝，故施工極為方便，可以刷涂，也 可以噴涂，省工省料。
具體實(shí)施方式
以下所述實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明。在這些實(shí)施例中，除另有說(shuō) 明外，所有份數(shù)和百分比均按重量計(jì)。實(shí)施例一將端羥基聚二甲基硅氧烷(粘度為6000cp) 25份(重量份)，補(bǔ)強(qiáng)劑氣相SiO2 (BET 為200m2/g) 3份，納米蒙脫土 0. 8份，復(fù)合阻燃劑十溴二苯乙烷和氫氧化鋁混合物6份，導(dǎo) 熱填料(氧化鋁60%、氮化硅40% )20份，顏料1份，添加劑三甲基硅封端的聚二甲基硅氧 烷(粘度為500cp)2份，分別加入配料釜，在攪拌下加熱至150°C (不小于600mmHg)脫水2 小時(shí)，冷后經(jīng)三輥研磨，加入稀釋劑120#汽油41份，交聯(lián)劑甲基三丁酮肟基硅烷1份，催化 劑二丁基二月桂酸錫0. 2份，混合均勻后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下過(guò)濾包裝在隔絕空氣的容器中。涂料的阻燃級(jí)別為FV-O級(jí)，水接觸角達(dá)到105°，導(dǎo)熱系數(shù)為0. 45w/k*m，電氣絕 緣強(qiáng)度為21kv/mm。實(shí)施例二將端羥基聚二甲基硅氧烷(粘度為6000cp) 30份(重量份)，補(bǔ)強(qiáng)劑氣相SiO2 (BET 為200m2/g) 4份，納米蒙脫土 2份，復(fù)合阻燃劑十溴二苯乙烷和氫氧化鋁混合物8份，導(dǎo)熱填 料(氧化鋁50%、氮化硅50% ) 16份，顏料1. 3份，添加劑三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷 (粘度為500cp) 1份，分別加入配料釜，在攪拌下加熱至150°C (不小于600mmHg)脫水2小 時(shí)，冷后經(jīng)三輥研磨，加入稀釋劑120#汽油36份，交聯(lián)劑乙烯基三丁酮肟基硅烷1. 5份，催化劑二丁基二月桂酸錫0. 2份，混合均勻后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下過(guò)濾包裝在隔絕空氣的容器中。涂料的阻燃級(jí)別為FV-O級(jí)，水接觸角達(dá)到107°，導(dǎo)熱系數(shù)為0. 5w/k*m，電氣絕緣 強(qiáng)度為 23. 7kv/mm。實(shí)施例三將端羥基聚甲基乙基硅氧烷(粘度為8000cp) 30份(重量份)，補(bǔ)強(qiáng)劑氣相 SiO2 (BET為200m2/g)4份，納米蒙脫土 1. 8份，復(fù)合阻燃劑十溴二苯乙烷和氫氧化鋁混合 物9份，導(dǎo)熱填料(氧化鋁80%、氮化硅20% )20份，顏料1. 5份，添加劑三甲基硅封端的 聚二甲基硅氧烷(粘度為800cp)2份，分別加入配料釜，在攪拌下加熱至150°C (不小于 600mmHg)脫水2小時(shí)，冷后經(jīng)三輥研磨，加入稀釋劑120#汽油30份，交聯(lián)劑甲基三丙酮基 硅烷硅1. 5份，催化劑二丁基二月桂酸錫0. 2份，混合均勻后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下過(guò)濾包裝在隔絕 空氣的容器中。涂料的阻燃級(jí)別為FV-O級(jí)，水接觸角達(dá)到105°，導(dǎo)熱系數(shù)為0. 57w/k*m，電氣絕 緣強(qiáng)度為22. 9kv/mm。實(shí)施例四將端羥基聚二甲基硅氧烷(粘度為8000cp) 30份(重量份)，補(bǔ)強(qiáng)劑氣相SiO2 (BET 為175m2/g)6份，納米蒙脫土 3份，復(fù)合阻燃劑十溴二苯乙烷和氫氧化鋁混合物10份，導(dǎo)熱 填料(氧化鋁60%、氮化硅40% ) 16份，顏料1. 5份，添加劑三甲基硅封端的聚二甲基硅氧 烷(粘度為500cp)l份，分別加入配料釜，在攪拌下加熱至150°C (不小于600mmHg)脫水2 小時(shí)，冷后經(jīng)三輥研磨，加入稀釋劑120#汽油30份，交聯(lián)劑甲基三丁酮肟基硅烷與乙烯基 三丁酮肟基硅烷2份(甲基三丁酮肟基硅烷與乙烯基三丁酮肟基硅烷的比例為1 1)，催 化劑二丁基二月桂酸錫0. 5份，混合均勻后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下過(guò)濾包裝在隔絕空氣的容器中。涂料的阻燃級(jí)別為FV-O級(jí)，水接觸角達(dá)到110°，導(dǎo)熱系數(shù)為0. 5w/k*m，電氣絕緣 強(qiáng)度為 24. 8kv/mm。實(shí)施例五將端羥基聚二甲基硅氧烷(粘度為6000cp) 40份(重量份)，補(bǔ)強(qiáng)劑氣相SiO2 (BET 為200m2/g) 6份，納米蒙脫土 3份，復(fù)合阻燃劑十溴二苯乙烷和氫氧化鋁混合物7份，導(dǎo)熱 填料(氧化鋁60%、氮化鋁40% ) 10份，顏料2份，添加劑三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷 (粘度為500cp) 3份，分別加入配料釜，在攪拌下加熱至150°C (不小于600mmHg)脫水2小 時(shí)，冷后經(jīng)三輥研磨，加入稀釋劑120#汽油25份，交聯(lián)劑甲基三丁酮肟基硅烷3份，催化劑 二丁基二月桂酸錫1份，混合均勻后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下過(guò)濾包裝在隔絕空氣的容器中。涂料的阻燃級(jí)別為FV-O級(jí)，水接觸角達(dá)到107°，導(dǎo)熱系數(shù)為0. 5w/k*m，電氣絕 緣強(qiáng)度為22. 6kv/mm。實(shí)施例六將端羥基聚二甲基硅氧烷(粘度為6000cp) 20份(重量份)，補(bǔ)強(qiáng)劑氣相SiO2 (BET 為200m2/g) 6份，納米蒙脫土 0. 5份，復(fù)合阻燃劑十溴二苯乙烷和氫氧化鋁混合物10份，導(dǎo) 熱填料(氧化鋁60%、碳化硅40% ) 16份，顏料1份，添加劑三甲基硅封端的聚二甲基硅氧 烷(粘度為500cp)l份，分別加入配料釜，在攪拌下加熱至150°C (不小于600mmHg)脫水2 小時(shí)，冷后經(jīng)三輥研磨，加入稀釋劑120#汽油49份，交聯(lián)劑甲基硅三丁酮肟1份，催化劑二 丁基二月桂酸錫0. 5份，混合均勻后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下過(guò)濾包裝在隔絕空氣的容器中。
涂料的阻燃級(jí)別為FV-O級(jí)，水接觸角達(dá)到110°，導(dǎo)熱系數(shù)為0. 57w/k*m，電氣絕 緣強(qiáng)度為23. 3kv/mm。上述實(shí)施例憎水遷移性HC值均達(dá)1級(jí)，電氣絕緣強(qiáng)度彡20Kv/m,阻燃達(dá)FV-O級(jí)， 導(dǎo)熱系數(shù)> 0. 4w/k*m。
權(quán)利要求
一種阻燃導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂料，其特征在于它是由下述重量配比組成的端羥基聚硅氧烷20～40補(bǔ)強(qiáng)劑3～6納米蒙脫土0.5～3復(fù)合阻燃劑4～10導(dǎo)熱填料15～30添加劑1～3顏料1～2交聯(lián)劑1～3催化劑0.02～1溶劑25～50。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂料，其特征在于所述端羥基聚硅氧烷 粘度為2000 lOOOOcp，可以是端羥基聚二甲基硅氧烷或端羥基聚甲基乙基硅氧烷中的一 種，也可以是它們的混合物，該端羥基聚硅氧烷的分子式為 式中R為甲基、乙基，m為200 1000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂料，其特征在于所述納米蒙脫土為雙 十八烷基插層改性的蒙脫土。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂料，其特征在于所述復(fù)合阻燃劑是氫 氧化鋁與十溴二苯乙烷混合物，氫氧化鋁與十溴二苯乙烷的質(zhì)量此為5 2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂料，其特征在于所述導(dǎo)熱填料是粒徑 為0. 5 20um的氧化鋁、氮化硅、氮化鋁、碳化硅中的一種或幾種混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂料，其特征在于所述添加劑為三甲基 硅封端的聚二甲基硅氧烷，粘度為500 lOOOcp。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂料，其特征在于所述交聯(lián)劑為甲基三 丁酮肟基硅烷、乙烯基丁酮肟基硅烷、甲基三丙酮基硅烷或它們的混合物或它們的部分水 解產(chǎn)物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂料，其特征在于所述溶劑為120#汽油。
9.一種阻燃導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂料制備方法，其特征在于將端羥基聚硅氧烷、補(bǔ)強(qiáng)劑、 納米蒙脫土、復(fù)合阻燃劑、導(dǎo)熱填料、添加劑分別計(jì)量送入配料釜，在攪拌下加熱至100 160°C真空脫低沸物，經(jīng)三輥研磨后再按量加入無(wú)水溶劑、交聯(lián)劑和催化劑，混合均勻后在 惰性氣體保護(hù)下過(guò)濾包裝在隔絕空氣的容器中。全文摘要
本發(fā)明公開了這樣一種用于電力系統(tǒng)高壓電器及器件表面的阻燃導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂料及其制備方法。所說(shuō)的阻燃導(dǎo)熱硅橡膠絕緣涂料重量配比組成是端羥基聚硅氧烷20～40、補(bǔ)強(qiáng)劑3～6、納米蒙脫土0.5～3、復(fù)合阻燃劑4～10、導(dǎo)熱填料15～30、添加劑1～3、顏料1～2，上述各成分在攪拌下加熱至100～160℃真空脫低沸物，經(jīng)三輥研磨后再按量加入無(wú)水溶劑25～50、交聯(lián)劑1～3和催化劑0.02～1，混合均勻后在惰性氣體保護(hù)下過(guò)濾包裝在隔絕空氣的容器中。
文檔編號(hào)C09D5/18GK101899263SQ20101013755
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者李春連, 甘立英, 臧杰, 陸建軍, 陸志軍 申請(qǐng)人:福建瑞森化工有限公司