[发明专利]一种高压输电线路防覆冰涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及室温固化型环氧树脂基功能涂料研究领域，特别涉及一种高压输电线路防覆冰涂料及其制备方法。

背景技术

高压电网线路在雨雪、低温等条件下易形成覆冰而导致电网垂直负载过重，继而发生倒塔、断线、直至整体结构垮塌而使电网瘫痪。快速、高效、经济的解决覆冰问题是目前亟待攻克的重大技术之一。采用防覆冰涂料可以通过附着在导线表面的强疏水性涂料减缓或避免覆冰形成。

从覆冰形成机理分析，依靠疏水表面对推迟大滴冻雨结成冰圈有效果，但细滴雨会很快变成细小冰珠层，一但细小冰珠层将疏水表面隔离，即可形成薄层冰圈。一旦形成薄层冰圈，涂料的疏水表面就对延缓结冰失去作用。

可以设想，如果疏水涂料具有优异的疏水性，同时又具有一定的导热功能，将导线输送电过程中的发热量传递至表面，不但可以抑制大滴冻雨结成冰圈，同时可以抑制细滴雨形成冰珠层，达到高效防覆冰目的。研制一种同时具有高疏水性和导热功能的高分子涂料，用于现有钢芯铝绞线的表面涂敷，可以提高防覆冰效果，解决高压输电线路防覆冰问题。

国内已有的防覆冰涂料主要由改性丙烯酸酯类、有机硅类以及含氟聚合物等组成。如以丙烯酸酯乳液为主要成膜物质，聚氨酯、丁苯和有机硅乳液等为改性剂构成的涂料，涂膜干燥后具有良好的憎水性(翟广玉，CN1664032，改性丙烯酸防水涂料)。由聚二甲基硅氧烷，导电填料和硅烷偶联剂等构成的一种防绝缘子覆冰涂料，能大大减少绝缘子上的覆冰量并延缓覆冰的形成(贾志东，廖伟焱，王黎明，关志成，CN1995251，防绝缘子覆冰涂料及其制备方法)。将RTV防污闪涂料应用在电网导线上，同样可取得明显减轻覆冰的良好效果(陈浩，石和平，杨爱民，河南电力，2006，03，p3)。用改性的硅溶胶-苯丙乳液制备具有一定防覆冰性能的疏水、防冰涂料，发现在-20～0℃和较高相对湿度的实验室条件下具有减缓铝线表面结冰的作用(胡小华，魏锡文，陈蓓，材料保护，2006，03，p36-38+76-77)。采用聚合物互穿网络结构，利用氟化物的抗静电吸附性和憎水性以及有机硅的憎水性，制备的涂料可使涂层表面明显减少对水珠的吸附效应，且有良好的自洁性而达到防覆冰目的(罗俊华，梁江东，李建建，周涛，史振嘉，CN1077474，增水防污闪涂料)。

上述涂料无论采用何种聚合物基体，均以改变涂层的憎水性来实现防覆冰的目的。如前所述从覆冰形成的机理分析，单纯依靠疏水表面对推迟大滴冻雨结冰有效，但当细滴雨形成薄层冰圈时，涂料的疏水表面就对延缓结冰失去作用。因此，在改进涂料疏水性的同时赋予涂层一定的导热性，利用导线内部的发热量传输至疏水涂层，有助于抑制细雨滴形成薄冰层，提升涂料的防覆冰效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压输电线路防覆冰涂料。它具有高疏水性，导热性，室温固化性。解决了目前防覆冰涂料涂膜防覆冰性较差，无导热性能，以及低温时涂层易产生龟裂粉化等问题。

本发明的另一目的在于提供一种上述高疏水性导热性防覆冰涂料的生产工艺，适用于工业化生产。

本发明的技术解决如下：将氟碳脂肪长链通过甲苯二异氰酸酯引入到有机硅改性环氧树脂分子链中，实现对环氧树脂基体的改性，并且将膨胀石墨超声处理后得到的纳米石墨作为导热填料加入到改性环氧树脂中。

其配方主要是由以下重量配比的原料制成：(按重量分数比)

甲苯二异氰酸酯5.5-9.5；十三氟辛醇12-18，有机硅改性环氧树脂20-38；

有机溶剂35-65；环氧树脂固化剂1-3.5；纳米石墨0.5-2.5；纳米碳管0.1-0.5。

所述有机溶剂选自以下原料中的一种或多种：

(1)酮类：如甲基异丁酮、丙酮、环己酮等

(2)醇类：如乙醇、丁醇、异丙醇等

(3)酯类：如乙酸乙酯、乙酸丁酯等

所述环氧树脂固化剂选自以下原料中的一种或多种：

(1)聚酰胺类：#500、#651、V115等

(2)脂肪族胺类：H6688、T31等

(3)酸酐类：PA、PMDA、TMA等

具体生产工艺包括以下步骤：

(d)按上述比例称取甲苯二异氰酸酯和十三氟辛醇，将甲苯二异氰酸酯加入到反应釜中，升温至55-80℃，在搅拌下滴加十三氟辛醇，转速为400-560转/分，滴加完毕后，将反应釜升温至65-95℃继续反应1-3小时。