[发明专利]一种具有防覆冰涂层的铝基输电线路的制备方法

说明书

本发明涉及纳米涂层材料，提供一种具有防覆冰涂层的铝基输电线路的制备方法。本发明通过水解法制备出的防覆冰涂层具有大于150°的静态水接触角，应用在铝片上面不仅能够明显延缓结冰时间，而且能够减少覆冰面积，当10h后普通铝片达到全覆冰时，涂层覆冰面积仅为60%。在进行磨损之后仍具有一定的防覆冰性能。此外，应用到铝线能够还能明显降低脱冰力。

技术领域

一种具有防覆冰涂层的铝基输电线路的制备方法，属于材料领域、能源领域，主要涉及输电线路的覆冰问题，通过镀膜能够有效提升铝线防覆冰的能力。

背景技术

输电线路覆冰和积雪严重威着胁寒冷地区的电力及通信网络的安全运行。线路覆冰常引起输电线路倒杆(塔)、断线和绝缘子闪络等重大事故，对电力系统的安全运行产生严重危害，造成巨大的经济损失。因此，世界各国早已开展了广泛的研究，设计出了防冰除冰的许多方案，到目前为止国内外防冰除冰技术有许多，如可控硅整流融冰装置、基于电磁力的除冰方法、利用电动机械装置的除冰方法、高频高压激励除冰方法和电脉冲除冰方法等。但是以上的方法都是被动除冰，不能达到防覆冰的效果。针对输电线路覆冰，应以防为主，在雪冻恶劣气候条件下，防止输电导线结冰，可以减少除冰作业，节省人力和物力。基于此，在输电导线表面涂覆防覆冰涂层以此来延长结冰、减少覆冰面积，从而达到有效防覆冰的目的。

发明内容

本发明提供一种具有防覆冰涂层的铝基输电线路的制备方法。所述的防覆冰涂层为混有PMMA溶液的二氧化硅溶胶和疏水改性溶液，混有PMMA溶液的二氧化硅溶胶提供了表面粗糙度，而疏水改性溶液降低涂层的表面能，使得其水接触角最高可达154°，滚动角小于10°。具备类“荷叶结构”的自清洁效应。此外，由于膜层的疏水性能，使得水很难浸润涂层内部，不容易产生钉扎效果，减少水滴在表面的附着，进而降低冰在表面的附着，起到延缓结冰和防覆冰的效果。

一种铝基输电线路防覆冰涂层的制备方法，包括以下物质：混有PMMA溶液的二氧化硅溶胶、疏水改性溶液。

一种铝基输电线路防覆冰薄膜的制备方法，通过水热法合成二氧化硅溶胶，将PMMA溶液和二氧化硅混合搅拌均匀，具体包括以下步骤：

（1）PMMA溶液的制备：将聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）加入到丙酮中进行溶解，搅拌直至PMMA完全溶解；所述的聚甲基丙烯酸甲酯与丙酮溶液的质量比为1：20-30。

（2）疏水改性溶液配制：将十六烷基三甲氧基硅烷，水和异丙醇按照一定的体积比进行配制；所述的十六烷基三甲氧基硅烷、异丙醇、水的体积比为3~5:85~87:10。

（3）将正硅酸四乙酯（TEOS），异丙醇（IPA），H₂O加入烧杯中，用氨水将混合溶液调至pH=8-10，然后在30-45℃下立即搅拌8-12 h，之后在室温条件下陈化3-7天；之后将PMMA溶液加入其中，磁力搅拌30min后得到均匀溶胶。所述的正硅酸四乙酯，异丙醇，水按体积比为0.7~1:8-12:1。

（4）防覆冰涂层溶液的制备：将配好的疏水溶液和混有PMMA溶液的二氧化硅溶胶按1:1-2的体积比进行混合制备出防覆冰涂层溶液。

（5）将清洗的铝基材料放入防覆冰涂层溶液中浸泡1-5分钟后自然晾干放入烘箱中，100-120℃下烘干得到具有防覆冰涂层的铝基输电线。

所述的铝基材料包括铝片或铝线，所述的铝片或铝线在使用前需清洗，具体清洗步骤为：将铝线用砂纸打磨，把铝线、铝片依次经洗衣粉清洗、超声清洗、普通水清洗、超声清洗、丙酮清洗、去离子水清洗后烘干待用；

专利的优点：

1.镀膜方式简单，制备成本低廉。

2.此镀膜液能在不同基底上镀膜，镀膜后成膜均匀性良好。