[發(fā)明專利]新型防覆冰涂層及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110257100.9
• 申請日: 2011-09-01
• 公開（公告）號: CN102443326A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張東博
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學
• 主分類號: C09D127/18
• 分類號: C09D127/18;C09D5/00;C09D7/12;C09K3/18
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于輸電線路保護技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種新型防覆冰涂層及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，對電力的需求和依賴越來越明顯，同時也對輸電線路提出了越來越高的要求，因此輸電線路的安全運行，對于國家的發(fā)展就顯得尤為突出，然而，近年來，尤其在我國的南方地區(qū)，由于氣候的原因，使輸電線路表面形成覆冰現(xiàn)象，從而導(dǎo)致輸電線路被壓斷而形成斷路和塔架被壓塌現(xiàn)象，因此氣候的變化對設(shè)備的影響會非常嚴重，尤其面對特高壓等重要工程的情況，因為一旦輸電線路上結(jié)有覆冰，就有可能造成輸電線路的短路，也許能夠?qū)е麓竺娣e的停電，從而嚴重影響工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和生活，因此，如何能夠防止輸電線路的結(jié)覆冰現(xiàn)象，具有非常重要的經(jīng)濟和社會意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種能夠防止輸電線路結(jié)覆冰現(xiàn)象的防覆冰涂層及其制備方法。

本發(fā)明所述的新型防覆冰涂層，由粒度為10-50μm，成分為玻璃粉末和聚四氟乙烯的復(fù)合材料構(gòu)成，其中，玻璃粉末的質(zhì)量含量為50％-90％，聚四氟乙烯的質(zhì)量含量為10％-50％；噴涂后的涂層厚度為15-25μm，其中的5-10μm為小凸起結(jié)構(gòu)，且小凸起結(jié)構(gòu)的表面為微納米結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明還提供了一種防覆冰涂層的制備方法，具體如下：

采用氣體爆炸噴涂的方法，將配制好的粒度為10-50μm的玻璃粉末和聚四氟乙烯的混和物質(zhì)作為涂層材料送入爆炸槍，其中，玻璃粉末的質(zhì)量含量為50％-90％，聚四氟乙烯的質(zhì)量含量為10％-50％；0.05-0.2MPa的氧氣和0.05-0.15MPa的乙炔混合氣體進入流管，利用火花塞點燃，發(fā)生爆炸，使混合粉末物質(zhì)以500-800m/s速度到達噴距為80-200mm的導(dǎo)線上，使涂層厚度為15-25μm，表面形貌為小凸起結(jié)構(gòu)的微納米結(jié)構(gòu)；其他噴涂工藝參數(shù)為：清洗N₂的壓力為0.35-0.4MPa，送粉N₂的壓力為0.04MPa，噴涂頻率4次/s，送粉量為0.5-0.6Kg/h，沉積速率為4μm/次；

或者采用超音速火焰噴涂的方法，將粒度為10-50μm的玻璃粉末和聚四氟乙烯的混和物質(zhì)作為涂層材料，其中，玻璃粉末的質(zhì)量含量為50％-90％，聚四氟乙烯的質(zhì)量含量為10％-50％；使之在氧氣流量為400L/min，C₃H₈流量為30L/min，噴涂壓力0.4MPa，噴涂距離為100mm的條件下，通過控制噴涂工藝，使涂層厚度為15-25μm，表面形貌為小凸起結(jié)構(gòu)的微納米結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的優(yōu)點為：

根據(jù)仿生學的原理，具有小凸起結(jié)構(gòu)的表面能夠有很好的憎水性(如荷葉的表面)，從而使表面具有防水和自清潔功能，從目前的研究來看，微納米結(jié)構(gòu)具有大多數(shù)材料不可比擬的優(yōu)點，將輸電線導(dǎo)線的表面設(shè)計為具有一定尺寸的小凸起結(jié)構(gòu)的涂層，由于其結(jié)構(gòu)上的特點，使得涂層的表面積很大，當水滴在表面上鋪展時，為了能夠降低表面張力，水滴將會自動收縮成為球狀，另外，小凸起結(jié)構(gòu)也會使得水滴無法在表面聚集和停留，使得雪水不在表面上吸附，能夠有效地降低雪水在導(dǎo)線表面的覆蓋現(xiàn)象，這種結(jié)構(gòu)上的設(shè)計將能夠有效抑制輸電線的覆冰現(xiàn)象，對于輸電線路的穩(wěn)定運行和避免大面積的停電，具有很好的預(yù)防作用，對于社會和經(jīng)濟的發(fā)展具有重要的意義。

涂層材料采用玻璃態(tài)粉末與聚四氟乙烯的混合物質(zhì)材料，具有耐低溫持久性、熱輻射和抗老化性能高等特點，在涂層的制備中可根據(jù)具體需要選擇合適的厚度，利用不同的工藝參數(shù)調(diào)整涂層厚度，以達到工業(yè)使用要求。

由于氣體爆炸噴涂或超音速火焰噴涂方法，在噴涂過程中噴涂的粒子溫度很低，發(fā)生相變的驅(qū)動力較小，固體粒子晶粒不易長大，所制備的涂層表面粗糙度較大，因此，采用此技術(shù)制備的新型防覆冰涂層，具有涂層和基體結(jié)合強度高，工件表面溫度低，表面粗糙度較大，可以有效防止冰水的覆蓋。

附圖說明

圖1為帶有所述涂層的輸電線的斷面形貌；

圖2為帶有所述涂層的表面局部形貌簡圖。

圖中標號：

1-防覆冰涂層；2-輸電線路。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種新型防覆冰涂層及其制備方法，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步說明。

實施案例1：