一种具有超憎水的裸导线的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有超憎水的裸导线，其包括铝合金线，所述铝合金线上形成有超憎水涂膜，其与水的接触角不低于130°。本发明所述的裸导线具有良好的抗拉强度、优异的抗蠕变性能以及耐弯曲性能，可以应用于中强度和高强度的铝合金绞线线路上。本发明所述的超憎水涂膜，在低温条件下具有优异的憎水性和防覆冰性能，而且其中不含有含氟聚合物成本较低。
【专利说明】
一种具有超憎水的裸导线
技术领域
[0001] 本发明涉及电力传输线的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种具有超憎水的 裸导线。
【背景技术】
[0002] 目前在架空线路中已经广泛采用钢芯铝绞线，但是随着输电线路向超高压、大容 量方向发展，对铝合金线的力学性能、耐热性能都有着越来越高的要求，但是具有此类特性 的铝合金线其导电性能又往往偏低，难以达到电气性能的要求。另一方面，在低温冻雨或长 时间的冰雪天气条件下，常规的铝绞线表面容易形成覆冰现象，而电网大规模的覆冰现象 特别容易导致断线、倒塔等事故，严重影响着电力系统的安全、可靠运行。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种具有超憎水的 裸导线。
[0004] 为了解决上述技术问题并实现发明目的，本发明提供了以下技术方案：
[0005] -种具有超憎水的裸导线，其包括铝合金线，其特征在于所述铝合金线上形成有 超憎水涂膜，其与水的接触角不低于130°。
[0006] 其中，所述铝合金线的组成和质量百分比为：0. 25~0. 30wt%的Si、0. 20~ 0· 25wt % 的 Cu、0. 55 ~0· 60wt % 的 Mg、0. 10 ~0· 15wt % 的 Μη、0· 15 ~0· 20wt % 的 Cr、 0· 08 ~0· 10wt % 的 Zr、0· 02 ~0· 03wt % 的 Te、0· 03 ~0· 05wt % 的 Sr，其余为 A1 和不可避 免的杂质。
[0007] 其中，所述铝合金线的制造方法包括以下步骤：
[0008] ①在760~790°C熔炼铝锭，然后添加在熔铝中添加合金元素，进行精炼、除渣和 吹扫，通过取样分析、调整并控制合金元素的含量，浇铸成铝合金铸锭，浇铸温度为695~ 705 °C ；
[0009] ②将所述铝合金铸锭在210~230°C的温度下固溶化处理3. 5~4. 0小时；
[0010] ③将经过固溶化处理后的铝合金铸锭在乳机上热乳乳制成铝合金杆，进乳温度为 490~495°C，终乳温度为275~280°C;然后进行热均化处理，处理温度为180~200°C，时 间为8~10小时；
[0011] ④在铝合金拉线机上，控制拉线速度为8~10米/秒，拉成铝合金线成品。
[0012] 其中，所述超憎水涂膜通过在所述铝合金线表面涂覆超憎水处理液，并在60~ 80°C固化处理45~50min形成，所述超憎水涂膜的厚度为5~50 μ m。
[0013] 其中，所述超憎水处理液由5· 0~5. 5wt %的甲基丙烯酸酯、3· 5~5. Owt %的甲基 丙烯酸缩水甘油酯、1. 2~1. 5wt%的烷基酚醚磺化琥珀酸酯、2. 0~2. 2wt%的丙烯酰胺、 0· 8~1. Owt%的改性纳米Si02单体、1. 0~1. 2wt%的氢氧化铝和余量的溶剂组成。
[0014] 其中，所述甲基丙烯酸酯选自乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯 酸酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯或甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种。
[0015] 其中，所述溶剂选自二甲苯、异丙醇、正丁醇、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二 醇乙醚、以及N-甲基吡咯烷酮中的至少两种。
[0016] 其中，所述改性纳米Si02单体通过以下方法制备得到：首先，将纳米SiO 2和3-氨 丙基三乙氧基硅烷在50°C的无水甲苯溶液反应得到氨基改性纳米Si02，其中3-氨丙基三 乙氧基硅烷与纳米Si0 2的质量比为1 : 5;然后，在N，N-二甲基甲酰胺溶液中加入顺丁烯 二酸酐，搅拌溶解完全得到混合溶液；在所述氨基改性纳米Si02中加入N，N-二甲基甲酰胺 搅拌均匀得到分散液；将分散液滴加到所述混合溶液中，然后在70°C搅拌反应完全，得到 的反应产物经过洗涤、过滤、干燥后可得所述改性纳米SiOji能单体，其中，所述顺丁烯二 酸酐与纳米Si0 2的质量比为1 : 5。
[0017] 与现有技术相比，本发明所述的具有超憎水的裸导线具有以下有益效果：
[0018] ①本发明所述的裸导线具有良好的抗拉强度、优异的抗蠕变性能以及耐弯曲性 能，可以应用于中强度和高强度的铝合金绞线线路上。
[0019] ②本发明所述的裸导线表面还涂覆有超憎水涂膜，在低温条件下具有优异的憎水 性和防覆冰性能，而且其中不含有含氟聚合物成本较低。
【具体实施方式】
[0020] 以下将通过参考示范性实施例，阐明本发明的目的和功能以及用于实现这些目的 和功能的方法。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来 对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
[0021] 实施例1
[0022] 本实施例涉及的铝合金线的组成和质量百分比为：0. 25~0. 30wt%的Si、0. 20~ 0· 25wt % 的 Cu、0. 55 ~0· 60wt % 的 Mg、0. 10 ~0· 15wt % 的 Μη、0· 15 ~0· 20wt % 的 Cr、 0· 08 ~0· 10wt % 的 Zr、0· 02 ~0· 03wt % 的 Te、0· 03 ~0· 05wt % 的 Sr，其余为 A1 和不可避 免的杂质。其制造方法包括以下步骤：①在790°C熔炼铝锭，然后添加在熔铝中添加合金 元素，进行精炼、除渣和吹扫，通过取样分析、调整并控制合金元素的含量，浇铸成铝合金铸 锭，浇铸温度为700°C;②将所述铝合金铸锭在220°C的温度下固溶化处理4. 0小时；③将经 过固溶化处理后的铝合金铸锭在乳机上热乳乳制成铝合金杆（直径为9. 5mm)，进乳温度为 490°C，终乳温度为275°C ;然后进行热均化处理，处理温度为200°C，时间为8小时；④在铝 合金拉线机上，控制拉线速度为8~10米/秒，拉成错合金线成品（直径为5. 0mm)。
[0023] 表1给出了本实施例1A、1B以及比较例1A、1B铝合金线具体的组成和含量。
[0024] 表1余量为铝和不可避免的杂质
[0025]
[0026] 实施例1A、1B以及比较例1A、1B铝合金线的性能如表2所示。
[0027] 表 2
[0028]
[0029] 所述的蠕变伸长率是指在50N/mm2的拉伸应力条件下，在100°C放置150小时后的 伸长率。
[0030] 实施例2
[0031] 在本实施例中，铝合金线表面通过刷涂、浸涂或旋涂有处理液，所述处理液由 5. 0~5. 5wt%的乙二醇二甲基丙稀酸酯、3. 5~5. Owt%的甲基丙稀酸缩水甘油酯、1. 2~ 1. 5wt%的烷基酸醚磺化琥泊酸酯、2. 0~2. 2wt%的丙稀酰胺、0. 8~1. Owt%的改性纳米 Si02单体、1. 0~1. 2wt%的氢氧化铝和余量的溶剂组成。所述溶剂选自二甲苯、异丙醇、正 丁醇、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇乙醚、以及N-甲基吡咯烷酮中的至少两种。涂 覆后在60~80°C固化处理45~50min形成，所述超憎水涂膜的厚度为5~50 μ m。
[0032] 实施例2A
[0033] 在本实施例中，首先，将纳米SiOjP 3-氨丙基三乙氧基硅烷在50 °C的无水甲苯溶 液反应得到氨基改性纳米Si02，其中3-氨丙基三乙氧基硅烷与纳米Si02的质量比为1 : 5; 然后，在N，N-二甲基甲酰胺溶液中加入顺丁烯二酸酐，搅拌溶解完全得到混合溶液；在所 述氨基改性纳米Si0 2中加入N，N-二甲基甲酰胺搅拌均匀得到分散液；将分散液滴加到所 述混合溶液中，然后在70°C搅拌反应完全，得到的反应产物经过洗涤、过滤、干燥后可得所 述改性纳米Si0 2单体，其中，所述顺丁稀二酸酐与纳米Si02的质量比为1 : 5。
[0034] 实施例2B
[0035] 在本实施例中，铝合金线表面刷涂处理液，所述处理液由5. Owt%的乙二醇二甲基 丙烯酸酯、5. Owt%的甲基丙烯酸缩水甘油酯、1. 2wt%的烷基酚醚磺化琥珀酸酯、2. Owt% 的丙稀酰胺、〇. 8wt%的改性纳米3;102单体（实施例2A)、1. Owt%的氢氧化错、15wt%的醋 酸乙酯，和余量的N-甲基吡咯烷酮。涂覆后，在100°C固化处理45min即可得到超憎水涂 膜，所述超憎水涂膜的厚度控制为10 μ m。
[0036] 实施例2C
[0037] 在本实施例中，铝合金线表面刷涂处理液，所述处理液由5. 5wt%的乙二醇二甲基 丙烯酸酯、3. 5wt%的甲基丙烯酸缩水甘油酯、1. 5wt%的烷基酚醚磺化琥珀酸酯、2. 2wt% 的丙稀酰胺、1. 〇wt%的改性纳米3;102单体（实施例2A)、1. 2wt%的氢氧化错、15wt%的醋 酸乙酯，和余量的N-甲基吡咯烷酮。涂覆后，在100°C固化处理45min即可得到超憎水涂 膜，所述超憎水涂膜的厚度控制为10 μ m。
[0038] 比较例1C
[0039] 在本对比例中，将纳米Si02和硅烷偶联剂KH550在50°C的无水甲苯溶液反应得到 改性纳米Si0 2，其中硅烷偶联剂KH550与纳米Si02的质量比为1 : 5。
[0040] 比较例1D
[0041] 在本对比例中，将纳米SiOjP γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在50°C的 无水甲苯溶液反应得到改性纳米Si02，其中γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与纳米 Si02的质量比为1 : 4。
[0042] 比较例2A
[0043] 在本比较例中，铝合金线表面刷涂处理液，所述处理液由5. Owt%的乙二醇二甲基 丙烯酸酯、5. Owt%的甲基丙烯酸缩水甘油酯、1. 2wt%的烷基酚醚磺化琥珀酸酯、2. Owt% 的丙稀酰胺、〇· 8wt%的改性纳米3;102单体（比较例1C)、L Owt%的氢氧化错、15wt%的醋 酸乙酯，和余量的N-甲基吡咯烷酮。涂覆后，在100°C固化处理45min即可得到涂膜，所述 涂膜的厚度控制为10 μ m。
[0044] 比较例2B
[0045] 在本比较例中，铝合金线表面刷涂处理液，所述处理液由5. Owt%的乙二醇二甲基 丙烯酸酯、5. Owt%的甲基丙烯酸缩水甘油酯、1. 2wt%的烷基酚醚磺化琥珀酸酯、2. Owt% 的丙稀酰胺、〇· 8wt%的改性纳米3;102单体（比较例ID)、L Owt%的氢氧化错、15wt%的醋 酸乙酯，和余量的N-甲基吡咯烷酮。涂覆后，在100°C固化处理45min即可得到涂膜，所述 涂膜的厚度控制为10 μ m。
[0046] 比较例2C
[0047] 在本比较例中，铝合金线表面刷涂处理液，所述处理液由5. Owt%的乙二醇二甲基 丙烯酸酯、5. Owt%的甲基丙烯酸缩水甘油酯、1. 2wt%的烷基酚醚磺化琥珀酸酯、0. 8wt% 的改性纳米Si02单体（实施例2A)、1. Owt %的氢氧化铝、15wt %的醋酸乙酯，和余量的 N-甲基吡咯烷酮。涂覆后，在100°C固化处理45min即可得到涂膜，所述涂膜的厚度控制为 10 μ m〇
[0048] 比较例2D
[0049] 在本比较例中，铝合金线表面刷涂处理液，所述处理液由6. 2wt%的乙二醇二甲 基丙稀酸酯、5. Owt %的甲基丙稀酸缩水甘油酯、2. Owt %的丙稀酰胺、0. 8wt %的改性纳米 Si02单体（实施例2A)、1. Owt%的氢氧化铝、15wt%的醋酸乙酯，和余量的N-甲基吡咯烷 酮。涂覆后，在l〇〇°C固化处理45min即可得到涂膜，所述涂膜的厚度控制为10 μ m。
[0050] 实施例2B-2C，以及比较例2A-2D得到的涂层性能如表3所示。
[0051] 表 3
[0052]
[0053] 对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述， 显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案 进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合 的，均在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种具有超憎水的裸导线，其包括铝合金线，其特征在于所述铝合金线上形成有超 憎水涂膜，其与水的接触角不低于130°。2. 根据权利要求1所述的具有超憎水的裸导线，其特征在于：所述铝合金线的组成 和质量百分比为：〇· 25 ~0· 30wt% 的 Si、0. 20 ~0· 25wt% 的 Cu、0. 55 ~0· 60wt% 的 Mg、 0· 10 ~0· 15wt% 的 Μη、0· 15 ~0.20wt% 的 Cr、0.08 ~0· 10wt% 的 Zr、0.02 ~0.03wt% 的 Te、0. 03~0. 05wt%的Sr，其余为A1和不可避免的杂质。3. 根据权利要求2所述的具有超憎水的裸导线，其特征在于：所述铝合金线的制造方 法包括以下步骤： ① 在760~790°C熔炼铝锭，然后添加在熔铝中添加合金元素，进行精炼、除渣和吹扫， 通过取样分析、调整并控制合金元素的含量，浇铸成铝合金铸锭，浇铸温度为695~705 °C ; ② 将所述铝合金铸锭在210~230°C的温度下固溶化处理3. 5~4. 0小时； ③ 将经过固溶化处理后的铝合金铸锭在乳机上热乳乳制成铝合金杆，进乳温度为 490~495°C，终乳温度为275~280°C;然后进行热均化处理，处理温度为180~200°C，时 间为8~10小时； ④ 在铝合金拉线机上，控制拉线速度为8~10米/秒，拉成铝合金线成品。4. 根据权利要求1所述的具有超憎水的裸导线，其特征在于：所述超憎水涂膜通过在 所述铝合金线表面涂覆超憎水处理液，并在60~80°C固化处理45~50min形成。5. 根据权利要求4所述的具有超憎水的裸导线，其特征在于：所述超憎水涂膜的厚度 为5~50 μ m〇6. 根据权利要求4所述的具有超憎水的裸导线，其特征在于：所述超憎水处理液由 5. 0~5. 5wt%的甲基丙稀酸酯、3. 5~5. Owt%的甲基丙稀酸缩水甘油酯、1. 2~1. Swt% 的烷基酸醚磺化琥泊酸酯、2. 0~2. 2wt%的丙稀酰胺、0. 8~1. Owt%的改性纳米3;[〇2单 体、1. 0~1. 2wt%的氢氧化铝和余量的溶剂组成。7. 根据权利要求6所述的具有超憎水的裸导线，其特征在于：所述甲基丙烯酸酯选自 乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯或甲基 丙烯酸羟丙酯中的至少一种。8. 根据权利要求6所述的具有超憎水的裸导线，其特征在于：所述溶剂选自二甲苯、异 丙醇、正丁醇、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇乙醚、以及N-甲基吡咯烷酮中的至少 两种。9. 根据权利要求6所述的具有超憎水的裸导线，其特征在于：所述改性纳米SiO 2单体 通过以下方法制备得到：首先，将纳米SiOjP 3-氨丙基三乙氧基硅烷在50°C的无水甲苯溶 液反应得到氨基改性纳米Si02，其中3-氨丙基三乙氧基硅烷与纳米Si0 2的质量比为1 : 5; 然后，在N，N-Z甲基甲酰胺溶液中加入顺丁烯二酸酐，搅拌溶解完全得到混合溶液；在所述 氨基改性纳米Si0 2中加入N，N-二甲基甲酰胺搅拌均匀得到分散液；将分散液滴加到所述 混合溶液中，然后在70°C搅拌反应完全，得到的反应产物经过洗涤、过滤、干燥后可得所述 改性纳米3;10 2功能单体，其中，所述顺丁稀二酸酐与纳米SiO 2的质量比为1 : 5。
【文档编号】H01B7/28GK105989924SQ201510073061
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月11日
【发明人】白小鹏, 张泽强, 张晟平, 冯艳萍, 曾东, 徐邦斌, 樊雅文, 李艳, 冯卫军, 杨志
【申请人】国家电网公司, 国网新疆电力公司哈密供电公司