由于大氣污染的加重，絕緣子表面嚴(yán)重積污，外絕緣強(qiáng)度下降，使得輸變電設(shè)備大面積污閃事故頻發(fā)，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。且近年來(lái)越來(lái)越頻繁發(fā)生的霧霾，不僅會(huì)導(dǎo)致輸變電設(shè)備絕緣子表面污穢物增加，同時(shí)，霧霾引起的濕沉降也會(huì)對(duì)絕緣子污閃電壓產(chǎn)生極為不利的影響，造成污閃事故的發(fā)生。

    “爬、掃、涂”是目前國(guó)內(nèi)外防污閃的主要措施：“爬”是指按污區(qū)分布圖配置和調(diào)整設(shè)備爬電比距；“掃”是指定期清掃設(shè)備表面污穢； “涂”是指在設(shè)備表面涂覆防污閃涂料，加裝增爬裙等，其中在絕緣表面涂覆防污閃涂料是最有效的措施。

    室溫硫化硅橡膠是20 世紀(jì)60 年代問(wèn)世的一種新型的有機(jī)硅彈性體，這種橡膠的最顯著特點(diǎn)是在室溫下無(wú)須加熱、加壓即可就地固化，使用極其方便。使用室溫硫化硅橡膠作基體材料制成的防污閃涂料具有良好的憎水性和憎水遷移性，涂覆在絕緣子表面，可抑制泄漏電流及局部電弧的產(chǎn)生和發(fā)展，顯著提高耐污閃水平，降低污閃事故的發(fā)生概率。但室溫硫化硅橡膠防污閃涂料存在機(jī)械性能差、老化快、壽命低、憎水性喪失后恢復(fù)慢等問(wèn)題，且與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)的防污閃涂料的綜合性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，使得對(duì)于一種性能長(zhǎng)效優(yōu)良的新型涂料或通過(guò)改善現(xiàn)有涂料提高其性能的需求更加急切。

    1 污閃機(jī)理

    污閃是指大氣中的塵埃微粒沉積到長(zhǎng)期運(yùn)行的絕緣子表面形成污穢層，在霧、露、小雨、雪等氣象條件下，污穢層濕潤(rùn)后，其可溶物質(zhì)逐漸溶于水，在絕緣表面形成一層導(dǎo)電膜，使表面電導(dǎo)率增加，絕緣性能下降，造成絕緣子濕潤(rùn)表面的閃絡(luò)放電（ 簡(jiǎn)稱污閃） 。污閃一般是由絕緣子表面積污、污穢層濕潤(rùn)和電壓作用三大因素引發(fā)的，污閃過(guò)程主要包括積污、積污表面潮化、干區(qū)與局部電弧形成和閃絡(luò)4 個(gè)階段。

    2 室溫硫化硅橡膠防污閃涂料

    早在20 世紀(jì)80 年代，匈牙利、美國(guó)有用有機(jī)硅材料制成防污閃涂料，此后美國(guó)Dow Corning 公司、Wacker Silicone 公司、聯(lián)邦德國(guó)Wacker G.m. b.H 公司、Asahi 化學(xué)工業(yè)有限公司等為解決多組分涂料在使用中的問(wèn)題，研制并生產(chǎn)出單組分室溫硫化硅橡膠，有效提高絕緣表面的憎水性能。

    20 世紀(jì)80 年代末，清華大學(xué)研制出多組分室溫硫化硅橡膠，并開(kāi)始在天津市、河南省部分地區(qū)電網(wǎng)的絕緣子上使用； 20 世紀(jì)90 年代，國(guó)內(nèi)也開(kāi)始研制單組分室溫硫化硅橡膠，因其操作使用簡(jiǎn)單，性能優(yōu)良，很快得到了推廣應(yīng)用。

    室溫硫化硅橡膠防污閃涂料一般由室溫硫化硅橡膠（ 基體材料） 、填料（ 填充劑） 、助劑組成，通過(guò)其中各成分、官能團(tuán)的相互作用，經(jīng)物理化學(xué)過(guò)程改性制成； 其本身具有良好的耐高低溫、耐候性、電絕緣性能、優(yōu)異憎水性和憎水遷移性，但其機(jī)械性能如拉伸強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度較差，耐油、耐酸堿性不夠。

    例如，我國(guó)超高壓銀東線±660 kV 直流線路自2010 年11月投運(yùn)以來(lái)，由于局部不明原因發(fā)生了5 次污閃，從而降壓運(yùn)行； 在2012 年4 月涂刷室溫硫化硅橡膠涂料后， 2013 年初仍發(fā)生污閃而導(dǎo)致降壓運(yùn)行； 2013 年4 月重新涂刷增強(qiáng)型室溫硫化硅橡膠涂料，但在2014年初仍然發(fā)生局部污閃而導(dǎo)致降壓運(yùn)行。這說(shuō)明，在部分環(huán)境中，室溫硫化硅橡膠防污閃涂料不能起到預(yù)想的防污閃效果。

    2. 1 室溫硫化硅橡膠

    室溫硫化硅橡膠是以聚二甲基硅氧烷（ PDMS）為主鏈（ 即Si—O—Si結(jié)構(gòu)） ，取代基或側(cè)鏈為C—H結(jié)構(gòu)的高分子化合物，如圖1 所示。聚硅氧烷分子中的甲基（ 有機(jī)基） 與主鏈相連，在Si 原子外形成一個(gè)倒立正四面體的傘狀空間構(gòu)型，從而表現(xiàn)出優(yōu)良的憎水性能。但其本身的強(qiáng)度不超過(guò)0. 14 MPa，基本不具有使用價(jià)值。

    2. 2 填料（ 填充劑）

    納米復(fù)合材料是將納米顆粒添加到聚合物基體中制成的，可提高聚合物的熱學(xué)、力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)和化學(xué)性能［12］。填料的種類有很多，如白炭黑（ 納米SiO2） 、Al（ OH）3（ ATH） 、硅藻土、TiO2、CaCO3、石英粉等，它們是可以賦予硅橡膠各項(xiàng)性能的填料

    2. 2. 1 補(bǔ)強(qiáng)填料

    室溫硫化硅橡膠本身的強(qiáng)度非常低，需要通過(guò)添加填料來(lái)提高其強(qiáng)度。按照補(bǔ)強(qiáng)作用的效果又常分為補(bǔ)強(qiáng)填料和半補(bǔ)強(qiáng)填料。室溫硫化硅橡膠最常用的補(bǔ)強(qiáng)填料是白炭黑，按白炭黑制備方法分為氣相法白炭黑和沉淀法白炭黑。氣相法白炭黑純度高、粒徑小、比表面積大、補(bǔ)強(qiáng)效果好，所制得的硅橡膠的耐候性、耐熱性、電氣性能等綜合性能較好。

    氣相法白炭黑是硅橡膠補(bǔ)強(qiáng)填料中研究最多、最成熟、應(yīng)用最廣的填料之一。沉淀法白炭黑雖然含水量較大、粒徑較粗、比表面積相對(duì)較低，對(duì)硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)效果也遠(yuǎn)不及氣相法白炭黑，但是它與氣相法白炭黑相比具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。因此使用沉淀法白炭黑部分代替氣相法白炭黑，降低硅橡膠的價(jià)格、進(jìn)一步擴(kuò)大其使用范圍具有重要的意義。

    使用半補(bǔ)強(qiáng)填料是為了增加硫化硅橡膠的體積或質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高硫化硅橡膠的硬度，改善耐油性、工藝性等，又因?yàn)檫@些填料具有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用，所以稱為半補(bǔ)強(qiáng)填料，常用的半補(bǔ)強(qiáng)填料有硅藻土、ZnO、鈦白粉、石英粉、硅酸鋯、CaCO3和氧化鐵等 。

    在防污閃涂料中，常用白炭黑和半補(bǔ)強(qiáng)填料配合使用，以改善涂料硬度，降低成本，同時(shí)還可提高室溫硫化硅橡膠的耐熱性，降低環(huán)境污染。HiroakiCho 等在室溫硫化硅橡膠中加入白炭黑和碳酸鈣后，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)室溫硫化硅橡膠有更好的耐熱耐濕性和附著強(qiáng)度。

    2. 2. 2 功能性填料

    在室溫硫化硅橡膠中，還必須添加其他類型的填料來(lái)使其具備某些特定的性能，如耐電蝕性、耐老化、耐紫外線、阻燃性、防覆冰等，本研究把此類填料定義為功能性填料。Madidi F 等發(fā)現(xiàn)隨著TiO2量的增加，室溫硫化硅橡膠的相對(duì)介電常數(shù)提高，可提高其介電性能； 王艷芬成功沉積了環(huán)狀的TiO2聚集體薄膜，發(fā)現(xiàn)其經(jīng)表面處理后可具有超疏水性。

    Al2O3是最常用的阻燃劑，它可使硅橡膠提高耐電弧性能及耐漏電起痕。未填充導(dǎo)熱填料的硅橡膠的導(dǎo)熱性很差，熱導(dǎo)率一般只有0. 165 W/（ m·K） ，但是加入Al2O3、SiC、ZnO、MgO、Si3N4等導(dǎo)熱填料后，材料的導(dǎo)熱率可提高10 倍以上。在硅橡膠基體中加入耐熱填料也可提高硅橡膠的耐熱老化性能，常用的填料有γ－Fe2O3、Ce（ OH）3、ZnO 和Al2O3等。加入粉狀的碳酸鋅和氧化鋅等填料，還可提高甲基硅橡膠的耐油性能。

    無(wú)機(jī)填料的加入可起到補(bǔ)強(qiáng)、阻燃、提高光電性能等作用，但此類填料的比表面積大、表面能高、極易發(fā)生團(tuán)聚，導(dǎo)致其在基體中分散不均，甚至割裂基體，而影響自身和硅橡膠的基礎(chǔ)性能。

    2. 3 助劑

    防污閃涂料中常用硅烷偶聯(lián)劑來(lái)對(duì)無(wú)機(jī)填料進(jìn)行表面改性，薛茹君等使用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)納米氧化鋁進(jìn)行表面修飾，實(shí)驗(yàn)證明使用硅烷偶聯(lián)劑改性后的納米氧化鋁的分散性和穩(wěn)定性更好，但仍會(huì)有團(tuán)聚現(xiàn)象。

    Dongzhi Chen 等 使用octa ［（ trimethoxysilyl）ethyl］－POSS 作為交聯(lián)劑，可明顯提高室溫硫化硅橡膠的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能。

    由于無(wú)機(jī)納米填料的比表面積大，容易發(fā)生團(tuán)聚，故常需要添加分散劑和表面活性劑，利用其在顆粒表面的吸附、反應(yīng)、包覆或包膜來(lái)實(shí)現(xiàn)顆粒的分散。

    常用的有機(jī)錫類催化劑可促進(jìn)硅橡膠的硫化，縮短硫化時(shí)間，但有機(jī)錫的使用會(huì)造成環(huán)境污染，應(yīng)限制使用，或?qū)ふ移渌煞执妗?/span>

    3 防污閃涂料的性能指標(biāo)

    憎水性、憎水遷移性、憎水性的喪失與恢復(fù)能力和附著力是評(píng)定室溫硫化硅橡膠防污閃涂料性能的幾個(gè)重要指標(biāo)。

    3. 1 憎水性

    評(píng)價(jià)憎水性強(qiáng)弱的方法一般采用噴水分級(jí)法（ HC 法） 和靜態(tài)接觸角法（ CA 法） 。

    噴水分級(jí)法分為HC1－HC7 級(jí)，HC1 級(jí)為最優(yōu)，HC7 級(jí)為最差。其中HC1 ～ HC3 為憎水狀態(tài)，HC4為中間過(guò)渡狀態(tài)，HC5 ～ HC7 為親水狀態(tài)，如圖2 所示。HC 法操作比較方便，適宜于絕緣子傘裙的快速測(cè)量，但結(jié)果受人為主觀判斷影響大，因此該方法要求測(cè)試人員相對(duì)固定。根據(jù)國(guó)家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在到達(dá)HC5 級(jí)前，涂層可以繼續(xù)使用； 到達(dá)HC5 級(jí)后，需1 a 跟蹤檢測(cè)1 次，一旦降到HC6 級(jí)，則需立即停止使用，更換涂層。

    靜態(tài)接觸角以θ 表示，θ ＜90°，材料具有親水性； θ＞90°，材料具有疏水性； θ＞150°，具有超疏水性。CA法即通過(guò)測(cè)量水珠在固體表面平衡水珠的靜態(tài)接觸角θ 來(lái)反映材料表面憎水狀態(tài)，該方法比較精確，更適合于開(kāi)展研究性的工作。目前使用的室溫硫化硅橡膠防污閃涂層的接觸角θ＞90°。

    3. 2 憎水遷移性

    憎水遷移性是指硅橡膠表面臟污后，其基體內(nèi)的憎水性物質(zhì)會(huì)擴(kuò)散到污穢層表面，從而使后者被動(dòng)獲得憎水性的能力。憎水遷移性是室溫硫化硅橡膠具有優(yōu)異防污閃能力、能作為防污閃涂料最主要的性能。目前認(rèn)為室溫硫化硅橡膠具有憎水遷移性的解釋理論有2 種，一是小分子遷移理論，二是硅橡膠分子理論。雖然目前較為認(rèn)同的是小分子遷移理論，但對(duì)于上述2 種理論，目前仍存在較大分歧，未達(dá)成統(tǒng)一認(rèn)知。當(dāng)涂層具有超憎水性和自清潔性后，污穢物很難沾染在涂層表面，或者很快會(huì)隨水滴滴落，因而具有超憎水性和自清潔性的涂層是否還需要憎水遷移性是目前新提出的熱點(diǎn)問(wèn)題，尚無(wú)定論。

    3. 3 憎水性喪失與恢復(fù)、老化

    在一定環(huán)境條件刺激下，硅橡膠的表面由最初的憎水性變?yōu)橛H水性，稱為憎水性的喪失。但放置一段時(shí)間后，硅橡膠的表面又恢復(fù)到憎水性，這種由親水性表面向憎水性表面的轉(zhuǎn)變稱為憎水性的恢復(fù)。輸電線路中使用的室溫硫化硅橡膠防污閃涂料會(huì)受到電暈環(huán)境的影響，國(guó)內(nèi)外均有研究者實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，電暈放電是造成室溫硫化硅橡膠涂層老化和憎水性喪失的主要原因之一，由電暈引起的化學(xué)反應(yīng)和表面物理變化造成了憎水性的喪失，同時(shí)還影響了憎水性的恢復(fù)。

    Chen Jingjing 等 通過(guò)進(jìn)行TSC （ ThermallyStimulated Current） 實(shí)驗(yàn)，從空間電荷方面研究涂層耐老化性能，發(fā)現(xiàn)已使用的室溫硫化硅橡膠涂層的陷阱能級(jí)較低，陷阱電荷的數(shù)量比未使用的要高很多，這說(shuō)明存在很多淺陷阱，而淺陷阱的存在對(duì)高分子材料的耐老化性能有不利影響； 唐婧等通過(guò)對(duì)硅橡膠進(jìn)行直流電暈試驗(yàn)，證明電暈放電中硅橡膠表面電荷的增加和空間電荷的注入導(dǎo)致其憎水性的喪失； 劉瑛巖等通過(guò)電暈試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)硅橡膠絕緣材料表面較易積聚電荷，而這些電荷對(duì)顆粒會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)程吸引力的作用，會(huì)導(dǎo)致表面積污增加，從而影響硅橡膠的使用壽命。梁曦東等通過(guò)對(duì)硅橡膠進(jìn)行電暈試驗(yàn)，也發(fā)現(xiàn)在電暈作用下其憎水性喪失迅速，而恢復(fù)緩慢。

    根據(jù)國(guó)家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，室溫硫化硅橡膠防污閃涂料的使用壽命應(yīng)當(dāng)不低于8 a，但防污閃涂料在使用過(guò)程中不可避免會(huì)受到電場(chǎng)電暈影響而加速老化和喪失憎水性，一般使用壽命僅有3 ～ 5 a，因而如何提高防污閃涂料的耐老化性能、提高憎水性恢復(fù)能力也是業(yè)內(nèi)人士的研究重點(diǎn)。

    3. 4 附著力

    通常采用DL /T 627—2012《絕緣子用常溫固化硅橡膠防污閃涂料》推薦的劃圈法或GB /T 9286—1998《色漆和清漆》采用的劃格法來(lái)測(cè)試涂層附著力，一般規(guī)定，室溫硫化硅橡膠涂層與絕緣子表面的附著力用劃圈法檢測(cè)應(yīng)不小于2 級(jí)。

    綜上所述，接觸角越大，憎水遷移時(shí)間越短，憎水性喪失所用時(shí)間越長(zhǎng)，恢復(fù)時(shí)間越短，則涂料的防污閃效果越好，反之越差。而防污閃涂層與絕緣子的附著力越好，則涂層的使用壽命相對(duì)越長(zhǎng)。但就目前研究狀況來(lái)看，防污閃涂料的成分、性能之間會(huì)相互影響，如表面能越低，憎水性越好，但涂料與基材間的附著力會(huì)降低到1 級(jí)左右，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定室溫硫化硅橡膠涂層的可燃性應(yīng)達(dá)到FV－Ⅰ級(jí)，耐漏電起痕及電蝕損能力應(yīng)不小于TMA 2. 5 級(jí)，因而需添加大量阻燃劑，但阻燃劑的加入會(huì)在一定程度上降低硅橡膠的憎水性，因而如何平衡兩者的影響仍有待研究。

    4 防污閃涂料的發(fā)展趨勢(shì)

    目前普遍使用的防污閃涂料性能和壽命已不能滿足電力線路的使用需求，開(kāi)發(fā)一種新型長(zhǎng)效優(yōu)能防污閃涂料是提高防污閃涂料性能的最有效方法。實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效優(yōu)能防污閃涂料可通過(guò)3 種途徑： 一是改善涂料基體材料，； 二是改變涂料成分； 三是構(gòu)筑類“荷葉”超疏水結(jié)構(gòu)。

    4. 1 改善基體材料

    改善基體材料是選用具有更優(yōu)性能的基體材料來(lái)代替硅橡膠或者在硅橡膠中添加其他基體材料來(lái)達(dá)到改善防污閃涂料用基體材料性能的目的。硅橡膠是除以C—F鍵為特征的氟碳化合物外表面張力最小的物質(zhì)，故可考慮采用含氟物質(zhì)為基體，或是在硅橡膠中添加含氟物質(zhì)，如氟硅橡膠、氟碳樹(shù)脂。

    眾多研究者在這方面進(jìn)行了大量研究和嘗試，將F 元素引入到涂料中，取得了一定的效果。黃靜等以FEVE 氟碳樹(shù)脂為基體材料，成功制成了一種新型防污閃氟碳涂料，該涂料擁有高耐候性、高附著力； 優(yōu)良的憎水性能（ 靜態(tài)接觸角超過(guò)120°） 、機(jī)械性能和電氣性能； 王藝峰等通過(guò)將一種新合成的氟化丙烯酸酯樹(shù)脂加入到室溫硫化硅橡膠中共混作為基體材料，制成了防污閃涂料，試驗(yàn)證明其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，且該防污閃涂料在一些力學(xué)性能方面明顯優(yōu)于目前所使用的室溫硫化硅橡膠涂料，其表面性能更加優(yōu)良； 李清坤等將合成的一種新型含氟偶聯(lián)劑應(yīng)用到室溫硫化硅橡膠涂料中，明顯提高了涂層的機(jī)械性能、附著力、憎水性和自潔性； 張超燦等通過(guò)將小分子長(zhǎng)鏈氟硅氧烷（ F－109） 和端羥基氟硅生膠（ HFSR） 加入到室溫硫化硅橡膠涂料中，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)涂層的拉伸和撕裂強(qiáng)度分別達(dá)到4. 41 MPa 和14. 5 kN/m，阻燃等級(jí)達(dá)到FV－0 級(jí)，涂層表面對(duì)水的接觸角為118°，相較提高6. 2%，憎水性、憎水恢復(fù)性和憎水遷移性都得到明顯提高； 劉江等通過(guò)將聚四氟乙烯（ PTFE） 加入到室溫硫化硅橡膠防污閃涂料中，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)加入5%PTFE 時(shí)，能有效提高涂層的耐腐蝕性能，在一定范圍內(nèi)涂層憎水性、耐熱性能均有所提高。

    除此之外，鄭金杯等 通過(guò)將納米硅鋼涂層（ NSHC） 應(yīng)用到絕緣子上，并與室溫硫化硅橡膠防污閃涂料做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)NSHC 涂層具有更好的憎水性、絕緣性、自清潔能力和耐污閃水平。但因含氟物質(zhì)的成本較高，目前使用并不廣泛。且含氟物質(zhì)表面能低，因而會(huì)造成涂層與絕緣子間附著力差，易起殼、剝落，可能會(huì)在一定程度上降低涂層的使用壽命，因而如何適當(dāng)使用依然是后期研究重點(diǎn)。

    4. 2 改變涂料成分

    改變涂料成分是指通過(guò)在現(xiàn)有涂料的基礎(chǔ)上改變或加減各成分的種類或用量，從而提高涂料各項(xiàng)性能。各種填料的性能及其可能的替代品一直是涂料研究者的一個(gè)研究重點(diǎn)。白炭黑的加入可以起到補(bǔ)強(qiáng)的效果，但是會(huì)在一定程度上降低其憎水遷移性，故可采用補(bǔ)強(qiáng)填料與半補(bǔ)強(qiáng)填料相互配合使用的方式，前文中已介紹了白炭黑和CaCO3配合使用后，室溫硫化硅橡膠有更好的耐熱耐濕性和附著強(qiáng)度。納米TiO2的粒徑小、活性高、吸收紫外線能力更強(qiáng)，但其表面能較高，極其容易團(tuán)聚，而金紅石型TiO2的折光指數(shù)高于任何一種白色顏料，故其可吸收/散射紫外線，可以提高涂料的抗紫外線能力，且其粒徑相對(duì)較大，不易團(tuán)聚。

    周永言等的專利中采用金紅石型TiO2，制備出耐候性、耐污性、耐老化性更好、壽命更長(zhǎng)的防污閃涂料。除此之外，硅藻土可增加涂料的固化速度和機(jī)械粘合性，且其具有的化學(xué)惰性使其與混合物中的其他組分不會(huì)發(fā)生作用，因此，硅藻土也可能是補(bǔ)強(qiáng)填料的一種，而且可能具有更佳效果，這需要后期的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

    Mg（ OH）2是一類正在崛起的填料，用作阻燃劑，因其與Al（ OH）3的分解溫度不同（ ＞300 ℃） ，更適合分解溫度高的聚合物，且其吸油量遠(yuǎn)超Al（ OH）3，高達(dá)40～50 g /100 g，因而在做阻燃劑的基礎(chǔ)上會(huì)提高涂料的憎水憎油性能，而被認(rèn)為是Al（ OH）3的有力競(jìng)爭(zhēng)者。但目前其在室溫硫化硅橡膠防污閃涂料的應(yīng)用還尚未引起重視，筆者認(rèn)為這應(yīng)是一個(gè)新的研究方向。

    前文已提及目前催化劑大多采用有毒的有機(jī)錫成分，在此基礎(chǔ)上研究者們一直致力于尋找替代品。鈰是一種稀土元素，穩(wěn)定性好，對(duì)材料其他性能影響小； 氧化鈰熔點(diǎn)高達(dá)2 397 ℃，耐熱性能好，不溶于水，因而可提高材料憎水性及耐酸堿腐蝕性，且其催化作用效率高，用量小，是極佳的催化劑選擇。肖建斌將氧化鈰加入到硅橡膠中，試驗(yàn)證明隨氧化鈰用量的增加，硅橡膠的力學(xué)性能變化較小，但耐熱性和高溫下的耐油性明顯提高，憎水性提高，故筆者建議可將一定量的氧化鈰加入到室溫硫化硅橡膠中，這也是一個(gè)研究方面。

    在偶聯(lián)劑方面，鈦酸酯偶聯(lián)劑對(duì)氫氧化鋁進(jìn)行表面改性可以明顯提高其在硅橡膠中的分散程度，改善氫氧化鋁與硅橡膠之間的界面相容性，因而不會(huì)對(duì)硅橡膠的憎水性能產(chǎn)生不利影響，既可保證復(fù)合材料的阻燃性能，還可以保持良好的力學(xué)、電氣性能和憎水性能。

    此外，鋁酸酯偶聯(lián)劑成本較低，對(duì)碳酸鈣有好的改性作用，比鈦酸酯偶聯(lián)劑有更佳的熱穩(wěn)定性能；雙金屬偶聯(lián)劑如鋁－鋯酸酯偶聯(lián)劑、鋁－鈦酸酯偶聯(lián)劑等，具有加工溫度低，在室溫下即可與填料相互作用，偶聯(lián)速度快，分散性好，有較高的拉伸強(qiáng)度和耐沖擊性，且價(jià)格低廉，僅為硅烷偶聯(lián)劑的一半，是一種非常有發(fā)展前景的偶聯(lián)劑，故筆者認(rèn)為，替換用偶聯(lián)劑或復(fù)配也將會(huì)提高涂料的性能，也是重要的發(fā)展方向，這需要后期的實(shí)驗(yàn)證明。但換用偶聯(lián)劑可能會(huì)添加多余元素，如鋁、鋯等，其對(duì)防污閃涂料的性能是否有不利影響目前尚不明確，因而需要大量探索。

    4. 3 構(gòu)筑類荷葉結(jié)構(gòu)

    荷葉具有超疏水性的原因是其具有表面乳突和蠟質(zhì)晶體使其形成的微米－納米復(fù)合結(jié)構(gòu)。超疏水表面是指靜態(tài)接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10°的固體表面。由于憎水角θ 與材料的表面形貌（ 或表面粗糙度） 和材料的表面化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。

    故認(rèn)為構(gòu)筑超疏水結(jié)構(gòu)有2 種途徑： 一是改變疏水材料表面的粗糙度； 二是在具有一定表面粗糙度的疏水材料表面修飾低表面能的物質(zhì)在荷葉結(jié)構(gòu)的研究基礎(chǔ)上，大量研究者做了相關(guān)的研究工作。

    楊金鑫等發(fā)現(xiàn)了SiO2包覆CaCO3復(fù)合粒子的“草莓”結(jié)構(gòu)，可制備出具有“荷葉效應(yīng)”的涂層，觀察發(fā)現(xiàn)該涂層具有微米－納米二重結(jié)構(gòu)，經(jīng)測(cè)驗(yàn)，靜態(tài)接觸角達(dá)169°，滾動(dòng)角僅為2°，證明該涂層具有超疏水性； 方京男等通過(guò)將CaCO3 /SiO2復(fù)合粒子進(jìn)行化學(xué)修飾，使納米SiO2與微米CaCO3粒子復(fù)合形成了類似荷葉表面的微米－納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，且因化學(xué)修飾在涂料表面可形成疏水性的—CH3包覆層，使CaCO3 /SiO2復(fù)合粒子表面疏水性增強(qiáng)； 黃碩等利用機(jī)械共混法添加納米SiO2顆粒對(duì)PRTV 進(jìn)行改性，其涂層的水接觸角可由106°提高到150°，制得了超疏水復(fù)合涂料。

    Pawel Zylka利用電火花加工，在鋁合金板上制作出類荷葉結(jié)構(gòu)的模板，可用在硅橡膠涂料的表面，以構(gòu)造涂層表面的粗糙度。類荷葉結(jié)構(gòu)的存在可大量提高涂層的自清潔性，即憎水性和憎水遷移性，因而憎水性喪失難度增大，恢復(fù)快，也可提高防污閃涂層的使用壽命。

    雖然此類方法具有可操作性，但其工藝復(fù)雜，成功率低，成本較高，在實(shí)際操作中困難較大，如粒子包覆技術(shù)工藝?yán)щy，化學(xué)修飾用六甲基二硅氮烷揮發(fā)性強(qiáng)，難以保證其對(duì)納米粒子的修飾作用，且其毒性高，不易溶于溶劑中，對(duì)涂料其他性能的影響并沒(méi)有被證明，機(jī)械共混法較理想化，制備荷葉結(jié)構(gòu)的模板成本高且實(shí)現(xiàn)困難，因而仍需要后期研究者的繼續(xù)探索。

    5 結(jié)語(yǔ)

    通過(guò)分析室溫硫化硅橡膠防污閃涂料的成分組成（ 通常包含室溫硫化硅橡膠、填料、助劑） 以及各成分的作用，分別從涂料的憎水性、憎水遷移性、憎水性的喪失與恢復(fù)能力和附著力等主要指標(biāo)方面評(píng)價(jià)了涂料的性能。指出目前普遍使用的防污閃涂料的性能和壽命已不能滿足電力線路的使用需求，開(kāi)發(fā)一種性能優(yōu)良的新型長(zhǎng)效防污閃涂料是提高外絕緣可靠性的最佳手段。

    其主要實(shí)施途徑有3 種： 一是加入含氟物質(zhì)來(lái)改善基體材料，或直接使用納米硅鋼涂層等其他涂料； 二是改善現(xiàn)有涂料配方，改變成分種類和含量； 三是構(gòu)造類“荷葉”微米－納米二重復(fù)合結(jié)構(gòu)，形成超疏水涂層。但在此基礎(chǔ)上，仍會(huì)存在大量不足，如如何保證性能間的相互影響和平衡，需要后期研究者的繼續(xù)研究探索。

更多關(guān)于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等等方面的國(guó)內(nèi)外最新動(dòng)態(tài)，我們網(wǎng)站會(huì)不斷更新。希望大家一直關(guān)注中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)http://www.ecorr.org 

責(zé)任編輯：王元

《中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)電子期刊》征訂啟事
投稿聯(lián)系：編輯部
電話：010-62313558-806
郵箱：ecorr_org@163.com
中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)官方 QQ群：140808414