CN101290820A - 一种防冰电缆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于防冰防冻技术领域，具体涉及一种防冰电缆及其制备方法。目前，电缆在室外、野外应用广泛，多由金属铜或铝制成，对于用电的正常输送起着重要作用，但是，目前的电缆没有防冰的功能，在天气寒冷和下雪时，电缆线容易结冰，冰的外加重量会给电缆施加很大的负荷，从而导致电缆的损坏，影响用电的正常输送。本发明所述的防冰电缆在普通电缆的基础上涂有一层防冰保护膜，防冰保护膜的主要成分是：硅氧烷聚合物。采用本发明所述的电缆，在冬季风雪来临前或风雪天气里使用，可有效防止电缆结冰；还可防止因过多的冰雪堆积而在电缆上造成的负重过大，以减少悬吊设备和连接器因此而承受的压力，有利用用电的正常输送。
Description
技术领域
本发明属于防冰防冻技术领域，具体涉及一种防冰电缆及其制备方法。
背景技术
对于电缆大家非常熟悉，目前多数电缆都是由金属铜或铝制成的，通常用于室外、野外或者高压线缆等处，保持电缆的正常工作对于用电的正常显然是非常重要的。一般情况下，电缆的承受能力比较强，能够承受各种恶劣的天气如刮风、下雨等；但是，在寒冷的冬天，由于天气寒冷和下雪的影响，电缆线上容易结冰，特别是在寒冷的地区如东北等地区，冰的厚度比较厚，这样，冰的外加重量会给电缆施加预料不到的负荷，并且在极端的情况下甚至超过电缆的承受能力，从而导致电缆的损坏，严重影响了用电企业及居民的生产和生活状况。
发明内容
本发明的目的是提供一种防冰电缆，该电缆能够在冬季雨雪的恶劣天气中有效防止电缆的结冰，从而能够让电缆保持正常的工作。
本发明的另一目的是提供防冰电缆的制备方法，通过该方法制备的电缆，能够在冬季雨雪天气中更有效地防止电缆结冰，维护电缆的正常运行。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：
一种防冰电缆，由普通电缆和包裹在普通电缆外表面的防冰保护膜组成；所述的防冰保护膜为硅氧烷聚合物；
进一步，所述的防冰保护膜，其厚度为1-10μm；更进一步，所述的防冰保护膜的厚度为3-8μm。
一种防冰电缆的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、制备防冰保护膜；
将原料硅烷、硅酸酯与溶剂在常温下混合、搅拌，在搅拌过程中加入酸溶液，然后将混合后的溶液持续搅拌24-48小时，然后得到硅氧烷聚合物，即防冰保护膜；
所述溶剂为异丙醇、甲醇或者乙醇等一元醇；所述的酸溶液为HCl或HNO3，所述的HCl为0.1N的标准盐酸溶液，所述的HNO3质量浓度为65％；
步骤二、将步骤一中制备的防冰保护膜采用浸泡、刷涂等方法均匀涂覆在电缆的外表面，然后在80-140℃下固化干燥30-90分钟；
进一步，在将防冰保护膜涂覆在电缆的外表面之前，将电缆的外表面进行预处理，具体方法为：
1)将电缆在常温下浸泡在碱溶液中10-40分钟，然后取出电缆并用去离子水冲洗干净，晾干，这样可以将电缆表面的油渍、灰尘、污垢等污物去除干净，有利于防冰保护膜更好的附着在电缆的外表面；
2)将经过步骤1)处理过的电缆浸泡在酸溶液中5秒钟-30分钟，然后取出电缆并用去离子水冲洗干净，晾干，经过酸溶液处理的电缆表面微结构会发生改变，表面变得粗糙，这样有利于防冰保护膜更好的附着在电缆的外表面；
更进一步，步骤1)中所述的碱溶液为氢氧化钠溶液；其浓度为：0.5％-4％；再进一步，将电缆在常温下浸泡在氢氧化钠溶液中20-30分钟；
更进一步，所述的酸溶液为盐酸溶液和/或氢氟酸溶液，盐酸溶液的浓度为：10-50％；氢氟酸溶液的浓度为：1-5％；
再更进一步，单独用10-20％的盐酸溶液在常温下浸泡电缆时，浸泡时间为5-30分钟；当选用1-5％的氢氟酸溶液在常温下单独浸泡或者用1-5％的氢氟酸溶液与10-50％的盐酸溶液混合液在常温下浸泡时，浸泡时间为5-60秒；
进一步，步骤一中制备防冰保护膜时，各组分的含量，以重量百分比计，具体为：
硅烷 0.5％-10％
硅酸酯 0.1％-10％
酸溶液 0.1％-0.5％
溶剂 80-99.3％；
再进一步，制备防冰保护膜时，各组分的含量，以重量百分比计，具体为：
硅烷 0.5％-5％
硅酸酯 0.5％-5％
酸溶液 0.2％-0.5％
溶剂 89.5％-98.8％；
再更进一步，所述的硅烷为：全氟辛基乙基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷等；
再更进一步，所述的硅酸酯为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯或正硅酸三乙酯或者其混和物，混和比例是任意的。
进一步，步骤二中，防冰保护膜采用浸泡、刷涂等方法均匀涂覆在电缆的外表面，需要浸泡、刷涂30-60分钟，然后在100-130℃下干燥60-80分钟。
本发明的效果在于：本发明所述的防冰电缆，完全能够在冬季寒冷和风雪等恶劣的天气中正常应用，可以有效地防止电缆结冰；还可防止因过多的冰雪堆积而在电缆上造成的负重过大，以减少悬吊设备和连接器因此而承受的压力，防冰效果好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述：
一种防冰电缆，该防冰电缆由普通电缆和包裹在普通电缆外表面的防冰保护膜组成；所述的防冰保护膜由硅氧烷聚合物组成，其中，防冰保护膜的厚度为5μm。
上述防冰电缆的制备方法，具体有如下实施例：
实施例1：
防冰电缆的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备防冰保护膜；
将原料全氟辛基乙基三甲氧基硅烷0.5g、正硅酸三乙酯0.1g、溶剂乙醇99.3g在常温下混合、搅拌，在搅拌过程中加入0.1g浓度为0.1N的HCl，然后将混合后的溶液持续搅拌24小时，然后得到硅氧烷聚合物，即防冰保护膜；
(2)电缆外表面的预处理，具体方法为：
1)将电缆在常温下浸泡在2％的氢氧化钠溶液中20分钟，然后取出电缆并用去离子水冲洗干净，晾干，这样可以将电缆表面的油渍、灰尘、污垢等污物去除干净，有利于防冰保护膜更好的附着在电缆的外表面；
2)将经过步骤1)处理过的电缆在常温下浸泡在20％的盐酸溶液中10分钟，然后取出电缆并用去离子水冲洗干净，晾干，这样，经过酸溶液处理的电缆表面微结构会发生改变，表面变得粗糙，这样有利于防冰保护膜更好的附着在电缆的外表面；
(3)将步骤(1)中制备的防冰保护膜采用浸泡的方法均匀涂覆在电缆的外表面，浸泡时间为30分钟，然后在100℃下干燥60分钟，即可制备防冰电缆。
实施例2：
防冰电缆的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备防冰保护膜；
将原料十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷3g、正硅酸甲酯3g、溶剂甲醇93.6g在常温下混合、搅拌，在搅拌过程中加入0.4g浓度为0.1N的HCl，然后将混合后的溶液持续搅拌24小时，即可得到防冰保护膜；
(2)电缆外表面的预处理，具体方法为：
1)将电缆在常温下浸泡在4％的氢氧化钠溶液中10分钟，然后取出电缆并用去离子水冲洗干净，晾干，这样可以将电缆表面的油渍、灰尘、污垢等污物去除干净，有利于防冰保护膜更好的附着在电缆的外表面；
2)将经过步骤1)处理过的电缆在常温下浸泡在10％的盐酸溶液中20分钟，然后取出电缆并用去离子水冲洗干净，晾干，这样，经过酸溶液处理的电缆表面微结构会发生改变，表面变得粗糙，这样有利于防冰保护膜更好的附着在电缆的外表面；
(3)将步骤(1)中制备的防冰保护膜采用浸泡的方法均匀涂覆在电缆的外表面，浸泡时间为50分钟，然后在130℃下干燥30分钟，即可制备防冰电缆。
实施例3
防冰电缆的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备防冰保护膜；
将原料十三氟辛基三乙氧基硅烷5g、正硅酸乙酯5g、溶剂异丙醇89.5g在常温下混合、搅拌，在搅拌过程中加入0.5g质量浓度为65％的HNO3，然后将混合后的溶液持续搅拌36小时，即可得到防冰保护膜；
(2)电缆外表面的预处理，具体方法为：
1)将电缆在常温下浸泡在0.8％的氢氧化钠溶液中40分钟，然后取出电缆并用去离子水冲洗干净，晾干，这样可以将电缆表面的油渍、灰尘、污垢等污物去除干净，有利于防冰保护膜更好的附着在电缆的外表面；
2)将经过步骤1)处理过的电缆在常温下浸泡在15％的盐酸溶液中30分钟，然后取出电缆并用去离子水冲洗干净，晾干，这样，经过酸溶液处理的电缆表面微结构会发生改变，表面变得粗糙，这样有利于防冰保护膜更好的附着在电缆的外表面；
(3)将步骤(1)中制备的防冰保护膜采用反复涂刷的方法均匀涂覆在电缆的外表面，涂刷时间为45分钟，然后在90℃下干燥90分钟，即可制备防冰电缆。
实施例4
防冰电缆的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备防冰保护膜；
将原料十七氟癸基三甲氧基硅烷5g、正硅酸乙酯3g、正硅酸甲酯5g、溶剂乙醇86.7g在常温下混合、搅拌，在搅拌过程中加入0.3g浓度为0.1N的HCL，然后将混合后的溶液持续搅拌40小时，即可得到防冰保护膜；
(2)电缆外表面的预处理，具体方法为：
1)将电缆在常温下浸泡在1％的氢氧化钠溶液中20分钟，然后取出电缆并用去离子水冲洗干净，晾干，这样可以将电缆表面的油渍、灰尘、污垢等污物去除干净，有利于防冰保护膜更好的附着在电缆的外表面；
2)将经过步骤1)处理过的电缆在常温下浸泡在由30％的盐酸和4％的氢氟酸组成的混合溶液中30秒，然后取出电缆并用去离子水冲洗干净，晾干，这样，经过酸溶液处理的电缆表面微结构会发生改变，表面变得粗糙，这样有利于防冰保护膜更好的附着在电缆的外表面；
(3)将步骤(1)中制备的防冰保护膜采用反复涂刷的方法均匀涂覆在电缆的外表面，涂刷时间为60分钟，然后在120℃下干燥80分钟，即可制得防冰电缆。
本发明以本文举例说明的实施例加以说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。
Claims (14)
1、一种防冰电缆，由普通电缆和包裹在普通电缆外表面的防冰保护膜组成，所述的防冰保护膜为硅氧烷聚合物。
2、如权利要求1所述的防冰电缆，其特征在于：所述的防冰保护膜的厚度为1-10μm。
3、如权利要求2所述的防冰电缆，其特征在于：所述的防冰保护膜的厚度为3-8μm。
4、一种防冰电缆的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、制备防冰保护膜；
将原料硅烷、硅酸酯与溶剂在常温下混合、搅拌，在搅拌过程中加入酸溶液，然后将混合后的溶液持续搅拌24-48小时，然后得到硅氧烷聚合物，即防冰保护膜；
所述溶剂为异丙醇、甲醇或者乙醇等一元醇；所述的酸溶液为HCl或HNO3；
步骤二、将步骤一中制备的防冰保护膜均匀涂覆在电缆的外表面，然后在80-140℃下固化干燥30-90分钟。
5、如权利要求4所述的一种防冰电缆的制备方法，其特征在于：在将防冰保护膜涂覆在电缆的外表面之前，将电缆的外表面进行预处理，具体方法为：
1)将电缆在常温下浸泡在碱溶液中10-40分钟，然后取出电缆并用去离子水冲洗干净，晾干；
2)将经过步骤1)处理过的电缆浸泡在酸溶液中5秒钟-30分钟，然后取出电缆并用去离子水冲洗干净，晾干。
6、如权利要求5所述的一种防冰电缆的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述的碱溶液为氢氧化钠溶液；其浓度为：0.5％-4％。
7、如权利要求6所述的一种防冰电缆的制备方法，其特征在于：将电缆在常温下浸泡在氢氧化钠溶液中20-30分钟。
8、如权利要求5所述的一种防冰电缆的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述的酸溶液为盐酸溶液和/或氢氟酸溶液，盐酸溶液的浓度为：10-50％；氢氟酸溶液的浓度为：1-5％。
9、如权利要求8所述的一种防冰电缆的制备方法，其特征在于：单独用10-20％的盐酸溶液浸泡电缆时，浸泡时间为5-30分钟；当选用1-5％的氢氟酸溶液单独浸泡或者用1-5％的氢氟酸溶液与10-50％的盐酸溶液混合液浸泡时，浸泡时间为5-60秒。
10、如权利要求4所述的一种防冰电缆的制备方法，其特征在于：步骤一中制备防冰保护膜时，各组分的含量，以重量百分比计，具体为：
硅烷 0.5％-10％
硅酸酯 0.1％-10％
酸溶液 0.1％-0.5％
溶剂 80％-99.3％。
11、如权利要求10所述的一种防冰电缆的制备方法，其特征在于：制备防冰保护膜时，各组分的含量，以重量百分比计，具体为：
硅烷 0.5％-5％
硅酸酯 0.5％-5％
酸溶液 0.2％-0.5％
溶剂 89.5％-98.8％。
12、如权利要求10或11所述的一种防冰电缆的制备方法，其特征在于：所述的硅烷为：全氟辛基乙基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷等。
13、如权利要求10或11所述的一种防冰电缆的制备方法，其特征在于：所述的硅酸酯为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯或正硅酸三乙酯或者其混和物。
14、如权利要求4所述的一种防冰电缆的制备方法，其特征在于：步骤二中，防冰保护膜采用浸涂、刷涂等方法均匀涂覆在电缆的外表面，需要浸涂、刷涂30-60分钟，然后在100-130℃下干燥60-80分钟。
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