[发明专利]通过降低载流子密度来提高有机涂层材料绝缘性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高有机涂层材料绝缘性能的方法，特别是一种通过降低载流子密度来提高有机涂层材料绝缘性能的方法。

背景技术

金属设施及器件广泛采用有机涂层来达到防腐蚀，提高使用寿命的目的。有机涂层主要由各种树脂、颜料、填料、助剂和分散介质等组成，可以起到防腐蚀、装饰的作用。随着有机涂层经历年限的增加，由于紫外线、盐雾、污染物等因素的作用，涂层本身的物理和化学性质将不断变坏、老化失效，对金属基体的防腐功能不断下降，涂层会发生变色、粉化、龟裂、起泡，进而导致涂层脱落。基体结构也将发生腐蚀，其中最严重的局部腐蚀甚至会引起重大故障或事故发生。

目前高性能绝缘涂层开发主要以无机和有机涂层为主。无机涂层主要有无机晶态玻璃涂层，三元系玻璃釉涂层，以及在此基础上的改性涂层。如EP0620566中提出的晶态玻璃涂层，其主要成分为PbO，添加了ZnO、B₂O₃、SiO₂、MoO₃、WO₃、TiO₂和NiO等粉末，及翟维琴等在上海电器技术2001，(4)40-42中采用的无机玻璃釉涂层。但无机绝缘涂层脆性大，加工困难，难以满足大批量生产需要，且性能上也不能达到高绝缘强度的要求。有机涂层主要以有机硅涂料和环氧涂料为主。如EP0683496采用有机硅橡胶；关志成等采用室温硫化硅橡胶(环境条件与试验1991，(5)5-8)，邵韵壁等采用环氧树脂-恶唑烷酮绝缘漆(浙江化工1993，24(1)15-16)。国外此类涂料经采用高性能绝缘树脂后能满足高绝缘强度、高耐温性的问题，但价格非常昂贵，且实际应用过程中对涂覆均匀性要求很高。特别重要的是由于高绝缘性树脂属于高垄断产品，国外公司在市场只供应阀片产品，而不供应绝缘漆或树脂。而我国高绝缘性树脂的生产水平明显落后于国际先进水平，要在较短时间内赶上国际先进水平十分困难。因而，在传统方法不能达到目的的情况下必须寻求新技术突破。纳米技术是一种通过降低载流子密度来提高有机涂层材料绝缘性能的方法。

纳米科技的发展为提升传统产业技术含量提供了新的机遇。纳米粒子由于具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特殊效应，用于涂料可使涂层的光、磁、电、力学等性能得到提高或赋予其新的功能，可以大大提高应用领域中如建材、汽车、电工材料、包装印刷、船舶和飞机等产品质量，增强产品市场竞争力。国内外在纳米改性涂料的研究开发和产业化方面已进行大量开发工作。如国内开发的光催化净化空气涂料、抗静电涂料、耐变频涂料和防石击汽车底盘涂料等，以及国外开展的具有随角异色效应的汽车金属闪光涂料、军事隐身涂料、耐磨涂料、电磁波屏蔽涂料等产品已开发成功，有些已实现产业化。中国专利1380369和中国专利1385483描述了加有纳米填料的内外墙涂料，中国专利1375534描述了蒙脱土改性的建筑涂料。边蕴静论述了纳米材料对涂料性能的作用，并提出纳米材料在涂料中应用的关键问题，如防止纳米材料的团聚、纳米涂料的研究方法以及新型施工工艺等(化工新型材料2001，29(7)31～32)。贾志谦等采用改性纳米碳酸钙填充聚酯氨基清漆，提高涂层柔韧性、硬度、流平性及光泽等(材料科学与工程2000，18(1)100～102)。王锐魏明等探讨了纳米二氧化硅在不饱和聚酯树脂中的应用。大量研究表明，纳米二氧化硅能使玻璃钢产品耐磨、硬度、强度、耐热等性能大幅度提高，且喷涂施工容易，无异常现象(玻璃钢1998，(4)16～18)。周树学和武利民采用直接共混法制备了聚酯聚氨酯/纳米二氧化硅复合涂料，并用FTIR、TEM、摆杆硬度计、扫描探针显微镜、拉力机及紫外可见光谱仪研究了纳米复合涂层的化学结构及形态、力学性能和光学性能。研究表明，大部分纳米粉体能够以纳米级分散在聚酯聚氨酯涂膜中，探讨了纳米材料添加量对复合涂膜性能的影响。(涂料工业2002，(11)19～20)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过降低载流子密度来提高有机涂层材料绝缘性能的方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种通过降低载流子密度来提高有机涂层材料绝缘性能的方法，其特征在于该方法的具体操作步骤如下：