專利名稱：一種瓷絕緣子表面超疏水性涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超疏水性界面的制備方法，特別涉及一種用于高壓瓷絕 緣子表面防水，防污穢，防閃絡(luò)涂層的制備方法，該超疏水性涂層也可適用 于玻璃表面。
背景技術(shù)：
超疏水性(表面靜態(tài)接觸角大于150度)涂層具有防水、防污染、防氧 化、自清潔等性能，因而備受人們的關(guān)注，近年來人們對材料表面的疏水性 能研究越來越重視，已經(jīng)制備出了許多超疏水性涂層。但是，這些涂層有的 制備方法工藝復雜，有的成本昂貴。而且需要使用苛刻的化學條件和工藝， 或者不能進行大范圍的制備。對于基體材料也有限制，如在高壓瓷絕緣子表 面進行超疏水性涂層的研究目前并未見有公開報道。瓷絕緣子結(jié)構(gòu)形式是多 樣復雜的，而目前存在的主要問題是控制其污層問題，使瓷絕緣子表面由親 水性變?yōu)槌杷浴?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種高壓瓷絕緣子表面超疏水涂層的制備方法。 該方法工藝簡單，易于大規(guī)模生產(chǎn)，涂層透明度好，還可以用于玻璃表面， 解決玻璃表面的超疏水性問題。
為達到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的 一種瓷絕緣子表面超疏水性涂層的制備方法，包括下述步驟 (l)以正硅酸乙酯為前軀體，無水乙醇為熔劑，在堿性催化的條件下，按
照正硅酸乙酯無水乙醇氨水=1: 20: 1的質(zhì)量比混合后，在30-65。C溫度
下攪拌，制備出二氧化硅溶膠；
3(2) 將步驟(1)的二氧化硅溶膠進行改性處理，加入5-10wty。的硅烷偶聯(lián)劑， 在室溫下攪拌，然后進行真空除泡處理；
(3) 對瓷絕緣子表面進行清潔處理，在含有3wt呢硅烷偶聯(lián)劑的甲醇溶液中 浸漬5-10分鐘，取出后自然晾干；
(4) 將瓷絕緣子在步驟(2)改性的二氧化硅溶膠中進行提拉法鍍膜，在瓷絕 緣子表面形成一次涂層，自然晾干后放入烘箱中100-120攝氏度熱處理；
(5) 將加成型室溫硫化液體硅橡膠按10: 1的質(zhì)量比加入固化劑，并進行 真空除泡處理；
(6) 把步驟(4)制備好一次涂層的瓷絕緣子浸入到步驟(5)已加入固化劑的加 成型液體硅橡膠溶膠中提拉法再次鍍膜，然后放入烘箱中100-120攝氏度熱 處理，得到表面平整透明的超疏水性涂層。
上述方法中，所述步驟(2)中的硅烷偶聯(lián)劑可采用-氨乙基-Y-氨丙 基甲基二甲氧基硅垸、N-e-氨乙基-Y-氨丙基三甲氧基硅烷或 Coatosill770GE。所述步驟(3沖的硅烷偶聯(lián)劑采用N_ P -氨乙基-Y -氨丙基 甲基二甲氧基硅烷。所述步驟(5)中的固化劑為1， 2， 二氮基環(huán)己垸。
本發(fā)明根據(jù)疏水性原理，利用溶膠凝膠技術(shù)，采用簡單的提拉法鍍膜， 仿照自然界的具有超疏水性的生物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，自行配制了硅溶膠，并且 加入偶聯(lián)劑使其改性，并在瓷絕緣子表面成膜，構(gòu)建出與自然界芋頭葉子相 似的微納米級粗糙結(jié)構(gòu)，然后再利用具有低表面能的硫化液體硅橡膠進行二 次涂膜修飾，并通過簡單熱處理得到了平整透明的超疏水性涂層。


圖1為瓷絕緣子表面水滴接觸狀態(tài)對比照片。其中，圖1 (a)為未鍍膜 瓷絕緣子表面水滴的接觸狀態(tài)；圖1 (b)為鍍膜后瓷絕緣子表面水滴的接觸 狀態(tài)。
具體實施例方式
實施例1(1) 以正硅酸乙酯(TE0S)為前軀體，無水乙醇為熔劑，按照正硅酸乙酯 無水乙醇氨水=1: 20: 1的質(zhì)量比混合后，在50。C溫度下攪拌，制備出二 氧化硅溶膠；
(2) 二氧化硅溶膠進行改性處理，加入8wt。/。的N-p-氨乙基卞氨丙基甲基 二甲氧基硅烷，在室溫下攪拌。然后進行真空除泡處理；
(3) 對瓷絕緣子表面進行清洗，在含有3wty。N-P-氨乙基i-氨丙基甲基二甲 氧基硅垸的甲醇溶液中浸漬5分鐘，取出后自然晾干；
(4) 將瓷絕緣子在改性的二氧化硅溶膠中進行提拉法鍍膜，在瓷絕緣子表
面形成一次涂層，自然晾干后放入烘箱中IIO攝氏度熱處理；
(5) 將加成型室溫硫化液體硅橡膠按10:1的質(zhì)量比加入固化劑DACH( 1，2, 二氨基環(huán)己烷)，并進行真空除泡處理；
(6) 把步驟制備好一次涂層的瓷絕緣子浸入到已加入固化劑的加成型液體 硅橡膠溶膠中提拉法再次鍍膜，然后放入烘箱中IOO攝氏度熱處理，得到表 面平整透明的超疏水性涂層。
實施例2
(1) 以正硅酸乙酯(TEOS)為前軀體，無水乙醇為熔劑，按照正硅酸乙酯 無水乙醇氨水=1: 20: 1的質(zhì)量比混合后，在65。C溫度下攪拌，制備出二 氧化硅溶膠；
(2) 二氧化硅溶膠進行改性處理，加入10wt。/。的環(huán)氧基硅垸偶聯(lián)劑 Coatosill770GE，在室溫下攪拌。然后進行真空除泡處理；
(3) 對瓷絕緣子表面進行清洗，在含有3wty。N-p-氨乙基-，氨丙基甲基二甲 氧基硅垸的甲醇溶液中浸漬10分鐘，取出后自然晾干；
(4) 將瓷絕緣子在改性的二氧化硅溶膠中進行提拉法鍍膜，在瓷絕緣子表 面形成一次涂層，自然晾干后放入烘箱中100攝氏度熱處理；
(5) 將加成型室溫硫化液體硅橡膠按10:1的質(zhì)量比加入固化劑DACH(1，2， 二氨基環(huán)己烷)，并進行真空除泡處理；
(6) 把步驟制備好一次涂層的瓷絕緣子浸入到已加入固化劑的加成型液體 硅橡膠溶膠中提拉法再次鍍膜，然后放入烘箱中120攝氏度熱處理，得到表面平整透明的超疏水性涂層。 實施例3
(1) 以正硅酸乙酯(TE0S)為前軀體，無水乙醇為熔劑，按照正硅酸乙酯
無水乙醇氨水=1: 20: 1的質(zhì)量比混合后，在3CTC溫度下攪拌，制備出二 氧化硅溶膠；
(2) 二氧化硅溶膠進行改性處理，加入5wt。/。的N-p-氨乙基個氨丙基三甲 氧基硅烷，在室溫下攪拌。然后進行真空除泡處理；
(3) 對瓷絕緣子表面進行清洗，在含有3wty。N-P-氨乙基-Y-氨丙基甲基二甲 氧基硅烷的甲醇溶液中浸漬5分鐘，取出后自然晾干；
(4) 將瓷絕緣子在改性的二氧化硅溶膠中進行提拉法鍍膜，在瓷絕緣子表 面形成一次涂層，自然晾干后放入烘箱中120攝氏度熱處理；
(5) 將加成型室溫硫化液體硅橡膠按10:1的質(zhì)量比加入固化劑DACH( 1,2, 二氨基環(huán)己烷)，并進行真空除泡處理；
(6) 把步驟制備好一次涂層的瓷絕緣子浸入到己加入固化劑的加成型液體 硅橡膠溶膠中提拉法再次鍍膜，然后放入烘箱中iio攝氏度熱處理，得到表 面平整透明的超疏水性涂層。
如圖1所示，鍍膜(實施例1)前后的瓷絕緣子表面的靜態(tài)接觸角大大 提高，表面由親水性變成超疏水性。鍍膜前陶瓷的表面靜態(tài)接觸角分別為 2S.4度，鍍膜后靜態(tài)接觸角為154.7° 。且涂層表面平整均勻，透明度好， 使得瓷絕緣子表面的電性能優(yōu)良，滿足高壓絕緣子的要求。
權(quán)利要求
1、一種瓷絕緣子表面超疏水性涂層的制備方法，其特征在于，包括下述步驟(1)以正硅酸乙酯為前軀體，無水乙醇為熔劑，在堿性催化的條件下，按照正硅酸乙酯∶無水乙醇∶氨水＝1∶20∶1的質(zhì)量比混合后，在30-65℃溫度下攪拌，制備出二氧化硅溶膠；(2)將步驟(1)的二氧化硅溶膠進行改性處理，加入5-10wt％的硅烷偶聯(lián)劑，在室溫下攪拌，然后進行真空除泡處理；(3)對瓷絕緣子表面進行清潔處理，在含有3wt％硅烷偶聯(lián)劑的甲醇溶液中浸漬5-10分鐘，取出后自然晾干；(4)將瓷絕緣子在步驟(2)改性的二氧化硅溶膠中進行提拉法鍍膜，在瓷絕緣子表面形成一次涂層，自然晾干后放入烘箱中100-120攝氏度熱處理；(5)將加成型室溫硫化液體硅橡膠按10∶1的質(zhì)量比加入固化劑，并進行真空除泡處理；(6)把步驟(4)制備好一次涂層的瓷絕緣子浸入到步驟(5)已加入固化劑的加成型液體硅橡膠溶膠中提拉法再次鍍膜，然后放入烘箱中100-120攝氏度熱處理，得到表面平整透明的超疏水性涂層。
2、 如權(quán)利要求1所述的瓷絕緣子表面超疏水性涂層的制備方法，其特征 在于，所述步驟(2)中的硅垸偶聯(lián)劑可采用N-P-氨乙基-y-氨丙基甲基二甲 氧基硅垸、N- 3 -氨乙基-y -氨丙基三甲氧基硅烷或Coatosill770GE。
3、 如權(quán)利要求l所述的瓷絕緣子表面超疏水性涂層的制備方法，其特征 在于，所述步驟(3)中的硅烷偶聯(lián)劑采用N- P -氨乙基-y -氨丙基甲基二甲氧 基硅烷。
4、 如權(quán)利要求l所述的瓷絕緣子表面超疏水性涂層的制備方法，其特征 在于，所述步驟(5)中的固化劑為1，2，二氨基環(huán)己垸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種瓷絕緣子表面超疏水性涂層的制備方法，該方法以正硅酸乙酯為前軀體，無水乙醇為熔劑，在堿性催化的條件下，制備出二氧化硅溶膠，并加入硅烷偶聯(lián)劑，對其進行改性處理；瓷絕緣子表面清潔處理后，浸入改性的二氧化硅溶膠中進行提拉法鍍膜，形成一次涂層，得到具有類似于芋頭葉子的微納米級粗糙結(jié)構(gòu)。干燥后再浸入加成型液體硅橡膠溶膠中提拉法二次鍍膜，然后放入烘箱中100-120攝氏度熱處理。一次涂層微納米級粗糙結(jié)構(gòu)經(jīng)過具有低表面能的液體硅橡膠二次鍍膜修飾，得到透明的超疏水性涂層。
文檔編號C04B41/85GK101445396SQ200810232749
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者喬冠軍, 蕊 周, 彭宗仁, 金志浩, 金海云, 高乃奎 申請人:西安交通大學