特高压线路表面防覆冰涂料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种防覆冰涂料，尤其是设及一种特高压线路表面防覆冰涂料。
【背景技术】
[0002] 特高压输电具备超远距离、超大容量低损能耗等优点，建设特高压电网不仅能满 足日益增长的电力需求，而且能推进资源的集约开发和高效利用，缓解环境压力，节约±地 资源。我国特高压输电线路绵延数千公里，途径大量的山地丘陵等，而山地和丘陵地带容易 冰灾事故，而且遭受冰灾事故后修复比较困难，给电力系统带来巨大的直接和间接经济损 失。因此，研究和开发防覆冰和除冰的方法是至关重要的，但是一般的除冰方法比如热力除 冰、机械除冰等方法不适合特高压输电线路，所W防覆冰涂料的研究备受关注。输电线路的 防覆冰涂料主要有两种类型，一种具有超疏水性的防覆冰涂料，运种涂料通过减少过冷却 水滴与物体表面的相互作用达到防覆冰的作用；另一种是热力型防覆冰涂料，包括电热型 和光热型防覆冰涂料，此类涂料是通过提升覆冰物体的溫度达到防覆冰目的。超疏水性的 涂料具有优良的憎水性和低的表面能，且无需附加能量，有助于限制冰灾从而达到防覆冰 作用，但是基于该涂料的自身的表面结构W及化学成分的原因，并不能完全的阻止输电线 路覆冰。而电热型的涂料是在涂料的成膜物质中加入各种导电粒子，将运种电热涂料涂覆 于运行中的绝缘子上时，在绝缘子两端电压差的作用下，涂层中会有一定的泄漏电流流过， 从而在涂层中产生一定量的焦耳热，使绝缘子表面溫度始终高于水滴的冻结溫度，从而起 到防覆冰的目的，但普通电热涂料表面憎水性差，易积污，在雨雪天气容易造成污闪事故。 光热防覆冰涂料主要是在涂料中加入吸光生热物质，使其具备将光能（主要为太阳光）转 换为热量的性能，起到防覆冰的作用，但是在雨雪天气，没有阳光的情况下，不能达到防覆 冰的效果。
【发明内容】
[0003] 为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种具有超疏水结构和电热效应的防 覆冰效果高、绝缘性能好的特高压线路表面防覆冰涂料，并提供特高压线路表面防覆冰涂 料的制备方法。
[0004] 为达到上述目的，本发明采用W下技术方案： 一种特高压线路表面防覆冰涂料，包括W下重量份的原料：氣娃树脂45~60份，功能 性纳米离子5~10份，Ti〇2 5~8份、纳米Si〇2 8~12份，乳化剂0. 5~1份，消泡剂 0. 5~1份，流平剂0. 3~1份，硅烷偶联剂1~2份，溶剂20~30份。
[0005] 优选的，所述功能性纳米离子为Si化包覆碳纳米管复合纳米材料。
[0006] 优选的，所述Si化包覆碳纳米管复合纳米材料的制备包括W下步骤： 步骤1，将碳纳米管添加入混酸中超声分散8~lOh，添加去离子水稀释后，用微孔膜过 滤后，干燥，即制备得到酸化的碳纳米管；所述碳纳米管与混酸的重量比为1 :50~1 :60 ; 步骤2,将酸化的碳纳米管分散在无水乙醇溶液中，利用碱液调节溶液的抑值为8. 0~ 9. O ; 步骤3,将正娃酸乙醋和氨丙基=乙氧基硅烷按重量比I :4混合形成混合液，然后与步 骤2中溶液混合，室溫反应3~地，用去离子水洗涂至中性，使用微孔膜过滤后，在100~ 120°C下干燥24~4她，即制备得到Si〇2包覆碳纳米管复合纳米材料。
[0007] 优选的，所述步骤1中的混酸为浓H2SO4和浓HNO 3按重量比3 :1~4 :1混合而成。 [000引优选的，所述步骤1中的碳纳米管与所述步骤3中混合液的重量比为1 :4~1 :8。
[0009] 优选的，所述乳化剂为壬基酪聚氧乙締酸、烷基酪聚氧乙締酸、脂肪醇聚氧乙締酸 和脂肪酸聚氧乙締醋中的一种。
[0010] 优选的，所述流平剂为有机娃流平剂，本发明中使用的流平剂为德国毕克BYK-306 和BYK-333中的一种，该流平剂能够强烈降低涂料的表面张力，具有良好的底材润湿、良好 的防缩孔性能W及增加表面滑爽的性能。
[0011] 优选的，所述硅烷偶联剂为乙締基二乙氧基硅烷、氨丙基二乙氧基硅烷、丫-氨丙 基=甲氧基硅烷和3-(甲基丙締酷氧）丙基=甲氧基硅烷中的一种。
[0012] 优选的，所述溶剂为乙酸乙醋、乙酸下醋、尼龙酸甲醋、下二酸二甲醋和丙二醇甲 酸中的一种。
[0013] 本发明还提供一种特高压线路表面防覆冰涂料的制备方法，包括W下步骤：将氣 娃树脂、功能性纳米离子、纳米Ti化、纳米Si化混合后球磨至粒径为20~50nm ;然后与乳化 剂、消泡剂、流平剂、硅烷偶联剂W及溶剂混合后超声分散30~50min，即制备得到特高压 线路表面防覆冰涂料。
[0014] 本发明的有益效果是： 本发明制备的特高压线路表面防覆冰涂料使用的主要原料是氣娃树脂，而纳米Si化与 娃氣树脂具有良好的相容性，利用纳米Si化对娃氣树脂进行改性，能够使氣娃树脂表面形 成纳米粗糖结构，从而形成超疏水结构，减少在潮湿环境下与水的接触面积，从而降低冰的 附着力，实现高的疏水性和优异的防覆冰能力。而纳米Ti化在紫外光的照射下能产生自 由基，对有机物具有很强的降解能力，因此在特高压线路表面防覆冰涂料中添加一定量的 Ti化，可W赋予该特高压线路表面防覆冰涂料一定的自清洁能力。
[0015] 碳纳米管在一定的电压下具有优良的升溫效果，而且还具有良好的传热性能，将 碳纳米管添加在特高压线路表面防覆冰涂料中，可W赋予涂料良好的电热效果和传热效 果，但是为保证特高压输电线路的安全性，本发明在碳纳米管外面包覆一层纳米Si化，既不 影响碳纳米管的电热效果和传热效果，而且还保证了碳纳米管的电绝缘性能。
[0016] 本发明中使用的消泡剂为有机娃消泡剂EFKA-2722、EFKA-2720 W及EFKA-3777， 运几种消泡剂不仅能够快速消泡，还具有流平的作用。本发明中还使用了流平剂、乳化剂W 及硅烷偶联剂等助剂，运些助剂相互作用，可W确保本发明的特高压线路表面防覆冰涂料 具有更优异的流平性、稳定性W及爽滑性等。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合实施例对本发明作进一步描述。 阳〇1引 实施例1 一种特高压线路表面防覆冰涂料，包括W下重量份的原料： 氣娃树脂45份，功能性纳米离子10份，纳米Ti〇2 8份、纳米Si〇2 12份，乳化剂壬基酪 聚氧乙締酸为0. 5份，消泡剂EFKA-2722为1份，流平剂BYK-306为0. 3份，硅烷偶联剂乙 締基=乙氧基硅烷为1份，溶剂乙酸乙醋为30份。 阳019] 其中功能性纳米离子为Si化包覆碳纳米管复合纳米材料，SiO2包覆碳纳米管复合 纳米材料的制备包括W下步骤： 步骤1，将碳纳米管添加入混酸中超声分散化，其中混酸为浓H2SO4和浓HNO 3按重量比 3 :1混合而成，碳纳米管与混酸的重量比为1 :50,超声分散后添加去离子水进行稀释，用聚 四氣乙締微孔滤膜讶L径为0. 2 ym)过滤后，在100°C烘箱中干燥4她，即制备得到酸化的碳 纳米管； 步骤2,将步骤1中酸化的碳纳米管分散在无水乙醇溶液中，利用0.1mol/L的KOH调 节溶液的抑值为8. 0 ; 步骤3,将正娃酸乙醋和氨丙基=乙氧基硅烷按重量比1 :4混合形成混合液，然后与步 骤2中制备的溶液混合，其中碳纳米管与混合液的重量比为1 :4,室溫反应化，用去离子水 洗涂至中性，使用聚四氣乙締微孔滤膜巧L径为0. 2 ym)过滤后，在100°C下干燥4她，即制 备得到Si〇2包覆碳纳米管复合纳米材料。
[0020] 本发明的特高压线路表面防覆冰涂料的制备方法，包括W下步骤：将氣娃树脂、功 能性纳米离子、纳米Ti化W及纳米SiO 2混合后使用球磨机球磨至粒径为20~50nm ;然后 与乳化剂壬基酪聚氧乙締酸、消泡剂EFKA-2722、流平剂BYK-306、硅烷偶联剂乙締基S乙 氧基硅烷W及溶剂乙酸乙醋混合后，超声分散30min，即制备得到特高压线路表面防覆冰涂 料。
[0021] 将本发明制备的特高压线路表面防覆冰涂料涂覆在钢化玻璃板上，待涂料中的 溶剂完全挥发后，测量该涂料的疏水性，与水的静态接触角为140°，在体积分数为10%的 H2SO4W及体积分数为10%的化OH中浸泡7天，涂料表面没有变化，没有起泡、开裂或者起 皮现象。 阳02引使用HY-68