[發明專利]一種用于高壓輸電線路防覆冰的納米涂料及其用途

有效

• 申請號: 201210574257.9
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103059650A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 崔玉新;謝士雷;張榮澤
• 申請（專利權）人: 山東山大世紀科技有限公司
• 主分類號: C09D123/06
• 分類號: C09D123/06;C09D123/12;C09D127/06;C09D125/06;C09D127/18;C09D169/00;C09D7/12;C09K3/18
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 鄭自群

技術領域

本發明涉及一類防覆冰納米復合涂料及用途，具體涉及一種用于高壓輸電線路防覆冰的納米涂料及其用途，屬于化學化工、材料技術領域。

背景技術

最近幾年，由于受全球氣候變化的影響，氣候條件不確定因素增多，極端氣候事件出現的頻次、強度均呈增加趨勢，電網在災害性天氣條件下發生故障明顯增加，尤其近年來輸電線路發生跳閘故障明顯增加，嚴重威脅著線路的安全運行。覆冰和積雪是一種自然現象，然而對于電力系統覆冰則是自然災害，線路覆冰嚴重威脅著電力系統的安全運行。輸電線路覆冰對電力系統造成的危害包括引起導線舞動、斷線、桿塔倒塌以及引發閃絡等機械及電氣事故。輸電線路覆冰積雪嚴重威脅著電力及通信網絡的安全可靠運行。

一般來說，導線的覆冰現象是由于各種氣象原因而形成的，其中主要包括溫度、濕度、冷暖空氣對流、環流和風速等因素。冬季雨中含有過冷的水滴，這種水滴極不穩定，因沒有結晶核的存在而以液態形式存在，一旦下落到導線上，導線將作為結晶核的作用而使過冷水滴迅速結冰并且覆蓋在導線上，形成所謂的覆冰。從形成機理來看，覆冰可以分為如下幾種：（1）大氣中的水汽在過飽和時附著和升華凝結，形成的放射狀的結晶稱為霧凇。一般來說，霧凇形成時水滴比相互緊密結合所需要的時間提前凍結，形成了包含許多空隙或者氣泡的干燥的冰。因此，這樣的冰密度較小，也比較松散。（2）大氣中的過冷水滴在導線的迎風面形成清澈光滑透明的覆冰稱為雨凇。這類水滴凍結的時間比碰撞的時間要長。因此，形成的覆冰光滑而緊密，密度較大，并且與導線的附著力強。（3）過冷水滴在迎風面形成透明與不透明交替重疊或類似毛玻璃的冰層。這類覆冰的附著力也比較大，一般難以除去。

覆冰的危害是人們有目共睹的，人們也努力尋找經濟適用、環保、可操作性強的防治覆冰的方法。目前，防覆冰涂料研制是防覆冰的主要方向之一。主要包括光熱型防覆冰涂料、電熱型防覆冰涂料和憎水型涂料三類。光熱型防覆冰涂料通過吸收太陽光而提高導線的溫度，從而使導線溫度在水的冰點以上，從而達到防覆冰的要求。這類涂料由于受天氣原因限制，在冰雪的天氣，一般光線都不強，很難起到應有的作用，故而研究較少，應用前景較小。電熱型防覆冰涂料通過導線上的電熱而保持導線的溫度，從而使導線在水的冰點以上。這類涂料一般是在涂料中摻入少量導電物質，從而使涂層形成一半導體層，導線形成微小的漏泄電流從而產生電熱。此類涂料由于對電能的損耗較大，應用前景有一定的限制。因此，光熱型和電熱型防覆冰涂料的實用性較差。然而，憎水型涂料通過降低水或冰與導線之間的結合力，從而防止結冰。該類型涂料通過在基材表面涂防覆冰的涂料，減少冰對基材表面的附著力和表面的覆冰量，再利用風和自然力的作用使冰容易脫離基材表面。此類方法簡單易行、成本低，在很多地方可以起到減少冰災的作用。即便在極端條件下需采用人工除冰時，也因為冰對基材表面附著力小，工作難度可大為減少。

納米涂料一般由納米材料與有機涂料復合而成，更嚴格地講應稱作納米復合涂料。納米復合涂料必須滿足兩個條件：一是至少有一種材料的尺度在1～100nm之間，二是納米相使涂料性能得到顯著提高或增加了新功能，二者缺一不可。廣義上講，納米涂層材料包括兩種：金屬納米涂層材料和無機納米涂層材料。金屬納米涂層材料主要是指材料中含有納米晶相，無機納米涂層材料則是由納米粒子之間的熔融、燒結復合而得。通常所說的納米涂料均為有機納米復合涂料。

現有涂料技術主要分為兩大方向：超疏水表面及超親水表面。所謂的超疏水表面可以透過表面的納米微結構，再涂上一層氟碳或氟硅樹脂來達成。超疏水表面雖具有抗污易潔作用，但油漬或雨水仍會在疏水性表面形成小滴的污漬或水垢，不容易從表面掉落，干燥后就很難清除。超親水表面可透過改變基材之表面物理結構，或是涂布親水材料來完成。一般常見之親水性材料包含界面活性劑、沸石、或光觸媒等材料。但界面活性劑壽命短，何能真正作到讓包括為金屬、玻璃、玻璃陶瓷、電力纜線等具有防污、防覆冰及高耐磨損，將是本領域相關人員所極力企求的。

發明內容

本發明提供了一種用于高壓輸電線路防覆冰的納米涂料及其用途，它解決了現有的防覆冰涂料在防污、防覆冰及耐磨損等方面的不足。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：

一種用于高壓輸電線路防覆冰的納米涂料，按照重量百分比計，它包括高分子樹脂10%~15%、二氧化鈦20%~25%，二氧化硅30%~35%，類鉆碳為3%~5%；溶劑為19%~32%。

本發明的用于高壓輸電線路防覆冰的納米涂料還包括氟化物，氟化物的加入量為3%~5%。