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一种防凝露材料及其制备方法

文献发布时间：2023-06-19 13:45:04

技术领域

本发明涉及防凝露技术领域，尤其涉及一种防凝露材料及其制备方法。

背景技术

凝露是指水蒸气在空气中达到饱和度的程度时，在温度相对较低的物体上凝结的一种现象。凝露是在湿度达到一定程度时的一种特殊现象。电气设备在使用过程中会发热与周围环境产生温差，在周围环境湿度较大的情况下容易产生凝露现象，凝露的产生会影响设备的绝缘性，引起电路短路，并且会腐蚀设备内部的零部件，这将严重影响设备的性能，甚至烧坏设备。可见，如何防凝露成为业内亟待解决的难题。

开发具有防凝露功能的材料是解决上述问题的有效途径。传统防凝露材料主要包括聚氨酯泡沫材料和有机硅材料。聚氨酯泡沫材料的防火性能差、对电气设备有腐蚀性，容易开裂，防潮、密封效果和防凝露效果差，对设备内部的零部件之间的细小缝隙很难封堵住，同时其二次施工困难，施工成本高，基本上被封堵部件不能二次使用；有机硅材料手感干硬，摩擦力大，应用于电力设备的绝缘橡胶制品，同样存在可剥离性差的缺点，每次替换时费时费力，而且容易损坏电器设备。市面上的其它种类的防凝露材料还或多或少存在容易氧化变质、强度不高，承重差，防凝露效果不佳，不能满足现代电气化设备的要求的缺陷。

为了解决上述问题，中国发明专利CN111704850A公开了一种防凝露材料，包括以下原料组分，按重量百分比组成：水2～5％；钾盐5～8％；纤维素5～10％；氯化镁10～15％；聚乙烯醇1～3％；聚酯纤维25～35％；聚丙烯酸钠15～25％；纳米二氧化硅6～9％。该发明还提供了一种防凝露材料的制备方法。该发明提供的防凝露材料防凝露效果好，具有湿气释放的速度较慢的特点，能够避免周围环境的突然升温而产生的过度放湿；同时该防凝露材料的制备工艺简单、成本低，能够适用于大批量生产。

可见，如何提供一种防凝露效果显著，阻燃绝缘性能佳，机械强度大，耐老化性能好，工作安全性和稳定性优异的防凝露材料是业内亟待解决的难题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种防凝露效果显著，阻燃绝缘性能佳，机械强度大，耐老化性能好，工作安全性和稳定性优异的防凝露材料。同时，本发明还提供了一种所述防凝露材料的制备方法，该制备方法简单，对设备依赖性小，耗能低，制备效率高，适合连续规模化生产。

为达到以上目的，本发明提供一种防凝露材料，其特征在于，是由如下按重量份计的各原料制成：端烷氧基硅基含氟聚氨酯35-45份、共价有机框架/纳米硼纤维复合物10-15份、含环氧基的聚硅氧硼烷超支化聚合物25-35份、发泡剂8-13份、填料10-15份。

优选的，所述填料为海泡石粉、高岭土、氟化钙、沸石粉中的至少一种。

优选的，所述填料的粒径为800-1200目。

优选的，所述发泡剂为一氟二氯乙烷、三氯氟甲烷、三氯氟乙烷中的至少一种。

优选的，所述含环氧基的聚硅氧硼烷超支化聚合物为按申请号为202010346147.1的中国发明专利实施例3的方法制成。

优选的，所述共价有机框架/纳米硼纤维复合物的制备方法，包括如下步骤：将1 ,3 ,5-苯三甲酰氯和苯代三聚氰胺加入到球磨罐中，再加入纳米硼纤维，在高速转速下球磨13-20分钟，再加入质量分数为5-10%的碱性水溶液，继续球磨8-15分钟，所得产物用水和乙醇交替洗涤三次，最后冷冻干燥，得到所述的共价有机框架/纳米硼纤维复合物。

优选的，所述1 ,3 ,5-苯三甲酰氯、苯代三聚氰胺、纳米硼纤维、碱性水溶液的量比为1mol:(1.5-2)mol:(120-150)g:(4-8)g。

优选的，所述碱性水溶液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、三乙胺水溶液中的至少一种。

优选的，所述纳米硼纤维的平均直径为300-600nm；长径比为(15-20):1。

优选的，所述端烷氧基硅基含氟聚氨酯为按CN106674473B中实施例1的方法制成。

本发明的另一个目的，在于提供一种所述防凝露材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合均匀后，研磨过200-400目筛，得到混合物料，然后加入溶剂中搅拌均匀后，涂布于载体上，烘干后制成防凝露材料。

优选的，所述溶剂为六氟异丙醇。

由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明公开的防凝露材料，只需将各原料加入溶剂中分散均匀即可，无需专用设备和装置，耗能低，制备效率高，适合连续规模化生产。

（2）本发明公开的防凝露材料，端烷氧基硅基含氟聚氨酯分子链上的烷氧基硅基能通过偶联作用，将填料在整个体系中的均匀分散；进而实现良好的防凝露性能，提高材料的机械力学性能和性能稳定性，有效避免了材料在长期使用过程中填料的逸出。通过在聚氨酯分子链上引入含氟基团，改善了其疏水性进而提高防凝露效果，提高了其耐老化性能和阻燃性。

（3）本发明公开的防凝露材料，添加的共价有机框架/纳米硼纤维复合物，不仅能提高材料的机械力学性能，而且通过共价有机框架引入的苯酰胺基、三嗪基这些疏水性基团，能改善防凝露效果；引入的特定结构和端烷氧基硅基含氟聚氨酯分子链上的聚醚结构又能对空气中的湿气进行吸附，避免凝露的形成，从而能够防止凝露被吹出，进而能够避免湿度增大所带来的细菌滋生等问题，提高用户体验。另外，共价有机框架特定结构有利于吸附的湿气能够快速挥发，达到了重复利用的目的；还能提高阻燃性能。

（4）本发明公开的防凝露材料，通过控制原料的量使得共价有机框架中含有氨基结构，其能与含环氧基的聚硅氧硼烷超支化聚合物上的环氧基发生环氧开环反应，进而使得材料内部形成三维网络结构，有效改善了材料的机械力学性能和防凝露性能。

（5）本发明公开的防凝露材料，各原料相互配合，共同作用，使得材料耐老化性、耐热性和绝缘性优异，在材料分子链上同时引入氮、硼、硅、氟结构，协同作用，能有效提高材料的阻燃性能。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

实施例1

一种防凝露材料，其特征在于，是由如下按重量份计的各原料制成：端烷氧基硅基含氟聚氨酯35份、共价有机框架/纳米硼纤维复合物10份、含环氧基的聚硅氧硼烷超支化聚合物25份、发泡剂8份、填料10份。

所述填料为海泡石粉；所述填料的粒径为800目；所述发泡剂为一氟二氯乙烷；所述含环氧基的聚硅氧硼烷超支化聚合物为按申请号为202010346147.1的中国发明专利实施例3的方法制成。

所述共价有机框架/纳米硼纤维复合物的制备方法，包括如下步骤：将1 ,3 ,5-苯三甲酰氯和苯代三聚氰胺加入到球磨罐中，再加入纳米硼纤维，在高速转速下球磨13分钟，再加入质量分数为5%的碱性水溶液，继续球磨8分钟，所得产物用水和乙醇交替洗涤三次，最后冷冻干燥，得到所述的共价有机框架/纳米硼纤维复合物；所述1 ,3 ,5-苯三甲酰氯、苯代三聚氰胺、纳米硼纤维、碱性水溶液的量比为1mol:1.5mol:120g:4g；所述碱性水溶液为氢氧化钠水溶液；所述纳米硼纤维的平均直径为300nm；长径比为15:1。