CN105331287A - 一种山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料及其制备方法 - Google Patents

一种山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，包括以下重量份的原料：氟硅树脂35～55份，吸光颜料6～10份，纳米TiO2？2～4份、纳米SiO2？6～12份，分散剂0.3～1份，消泡剂0.5～1份，流平剂0.3～1份，防腐杀菌剂1～3份，溶剂20～40份。本发明制备的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料与水的接触角为129°～168°，具有较高的光吸收率0.92～0.96以及较低的发射率0.16～0.28，而且耐酸耐碱，附着力强。

Description

一种山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种超高压输电线路表面防覆冰涂料，尤其是涉及一种山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料及其制备方法。
背景技术
我国超高压输电线路一般距离比较长，而且多条超高压输电线路经过气候寒冷、海拔较高、人迹罕至的险峻山区，山区的地形复杂，气候多变，山区的超高压线路更容易遭受覆冰灾害，而由于山区特殊复杂的地理条件，山区超高压线路出现覆冰灾害后很难用设备去清除覆冰，山区超高压线路因覆冰出现故障之后修复过程也比较漫长，因此，开发山区超高压线路表面防覆冰材料，减轻覆冰给山区超高压输电线路造成的危害，以确保超高压输电系统具有足够的安全性和可靠度，具有重要的经济和社会价值。现有技术中的防覆冰材料根据防覆冰的原理不同可分为电热型材料、光热型材料以及超疏水型材料，电热型材料是通过在原料中增加一定的导电材料，使防覆冰材料在微小泄漏电流的作用下具有良好的电热性能，从而能在低温环境下有效地阻止冰在绝缘子表面的冻结，但是泄漏电流有可能会给超高压线路带来很大的安全隐患；光热型材料是加入一些吸光传热型的材料，但是在没有阳光的天气，其作用效果不佳；而超疏水材料是利用降低冰和输电线路之间的附着力从而实现防覆冰的作用的，对比电热型材料和光热型材料来说，效果好，而且比较安全，但是超疏水材料对于比较严重冰灾来说不能完全解决超高压输电线路的覆冰问题。
中国专利CN104530974A公开了一种防覆冰涂料，由A组分和B组分组成，A组分和B组分的质量比为（4-7）：1，A组分的质量百分比组成包括：固含量为20-70%的氟硅树脂20-80%，消泡剂0.05-2%，流平剂0.05-2%，流变助剂0.05-2%，光稳定剂0.05-5%，消光剂0.05-2%，催干剂0.05-2%，金红石钛白粉10-60%，分散剂0.1-20%，A溶剂20-70%；B组分的质量百分比组成包括：多异氰酸酯固化剂20-80%，B溶剂20-80%。该发明的防覆冰涂料形成的防覆冰涂层表面能低，疏水性好，能够有效降低基材的冰黏附强度；但是对于比较严重冰灾来说，仅仅靠增强材料的疏水性能不能完全解决问题。中国专利CN101928498B公开了一种氟硅改性丙烯酸树脂疏水防腐涂料，所述涂料包括按重量配比计的A组分和B组分；所述A组分包括将疏水树脂45-70、颜填料5-40、溶剂6-30、抗老化剂1-3、分散剂1-5、防沉剂0.5-2经混合、研磨、搅拌制备而成；所述B组分包括固化剂5-8。该涂料具有疏水性好、附着力好等特征，但是不能解决严重冰灾的覆冰问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种兼具超疏水结构和光热效应的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，并提供山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，包括以下重量份的原料：氟硅树脂35～55份，吸光颜料6～10份，纳米TiO22～4份、纳米SiO26～12份，分散剂0.3～1份，消泡剂0.5～1份，流平剂0.3～1份，防腐杀菌剂1～3份，溶剂20～40份。
优选的，所述吸光颜料由以下步骤制备：
步骤1，将Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Cu(NO3)2·3H2O以及EDTA溶于去离子水中，Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O与Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1：1：1，边搅拌边滴加氨水，调节pH值为6.0～7.5，然后置于60～80℃水浴搅拌反应3～5h，制备得到凝胶；
步骤2，将步骤1制备的凝胶在100～130℃下干燥成干凝胶后，在干凝胶上添加无水乙醇，将干凝胶点燃，制备得到黑色粉末；
步骤3，将步骤2中制备的黑色粉末在600℃～900℃温度下煅烧5～6h，即制备得到吸光颜料。
优选的，所述步骤1中EDTA、与金属离子Fe3+、Ni2+、Cu2+总量的摩尔比为1～2：1。
优选的，所述纳米TiO2与所述纳米SiO2的重量比为1：3。
优选的，所述分散剂为EFKA-4050、EFKA-4530以及EFKA-4010中的一种，该分散剂能够降低涂料的黏度，提高涂料的光泽，提高颜料的着色力并且防止浮色。
优选的，所述消泡剂为有机硅消泡剂；本发明中使用的有机硅消泡剂为EFKA-2722、EFKA-2720以及EFKA-3777中的一种，这几种消泡剂不仅能够快速消泡，还具有流平的作用。
优选的，所述流平剂为有机硅流平剂，本发明使用的流平剂为BYK-333、BYK-315和BYK-355中的一种；该流平剂能够强烈降低涂料的表面张力，具有良好的底材润湿、良好的防缩孔性能以及增加表面滑爽的性能。
优选的，所述防腐杀菌剂为异噻唑啉酮。
优选的，所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、尼龙酸甲酯、丁二酸二甲酯和丙二醇甲醚中的一种。
本发明还提供一种山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料的制备方法，包括以下步骤：将氟硅树脂、吸光颜料、纳米TiO2以及纳米SiO2混合后球磨至粒径为20～60nm；然后与分散剂、消泡剂、流平剂、防腐杀菌剂以及溶剂混合，高速分散30～50min，即制备得到山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料。
本发明的有益效果是：
本发明制备的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料使用的主要原料是氟硅树脂，而纳米SiO2与硅氟树脂具有良好的相容性，将纳米SiO2分散在硅氟树脂中，能够在氟硅树脂表面形成纳米粗糙结构，从而形成超疏水结构，减少在潮湿环境下与水的接触面积，从而将降低冰的附着力，实现高的疏水性和优异的防覆冰能力。而纳米TiO2在紫外光的照射下能产生自由基，对有机物具有很强的降解能力，因此在超高压输电线路用防覆冰涂料中添加一定量的TiO2，控制好SiO2与TiO2的质量比为3：1，不仅不会影响涂料的超疏水的性能，还可以赋予该山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料一定的自清洁能力。
本发明在山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料中添加吸光颜料，该吸光颜料是是以EDTA为螯合剂，采用溶胶凝胶的方法采用以Fe(NO3)3·H2O、Ni(NO3)2和Cu(NO3)2为原料，经过燃烧和煅烧工艺制备而成的复合金属氧化物，由于铁、镍以及铜为半导体材料，存在光学带隙Eg，能够吸收能量较高的可见光和近红外范围的辐射从而发生电子跃迁，与晶格的散射作用导致晶格振动，将光能转化成热能，因此本发明的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料具有良好的光热转换效果。
本发明中还使用了流平剂、消泡剂以及乳化剂等助剂，这些助剂相互作用，可以确保本发明的超高压输电线路用防覆冰涂料具有更优异的流平性、稳定性以及爽滑性等。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，包括以下重量份的原料：氟硅树脂55份，吸光颜料6份，纳米TiO22份、纳米SiO26份，分散剂EFKA-4050为0.3份，消泡剂EFKA-2722为1份，流平剂BYK-333为0.3份，防腐杀菌剂异噻唑啉酮为1份，溶剂乙酸乙酯为40份。
其中吸光颜料由以下步骤制备：
步骤1，将Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Cu(NO3)2·3H2O以及EDTA溶于去离子水中，Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O与Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1：1：1，EDTA与金属离子Fe3+、Ni2+、Cu2+总量的摩尔比为1：1，边搅拌边滴加氨水，调节pH值为7.5，然后置于60℃水浴搅拌反应5h，制备得到凝胶；
步骤2，将步骤1制备的凝胶置于烘箱中在100℃干燥成干凝胶后，在干凝胶上添加无水乙醇，将干凝胶点燃，制备得到黑色粉末；
步骤3，将步骤2中制备的黑色粉末置于马弗炉中在600℃温度下煅烧6h，即制备得到吸光颜料。
本发明的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料的制备方法，包括以下步骤：将氟硅树脂、吸光颜料、纳米TiO2以及纳米SiO2混合后用球磨机球磨至粒径为20～60nm；然后与分散剂EFKA-4050、消泡剂EFKA-2722、流平剂BYK-333、防腐杀菌剂异噻唑啉酮以及溶剂乙酸乙酯混合后，使用高速分散机高速分散30min，即制备得到山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料。
将本发明制备的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料涂覆在钢化玻璃板上，待涂料中的溶剂完全挥发后，测量该涂料的疏水性，与水的静态接触角为132°，在体积分数为10%的H2SO4以及体积分数为10%的NaOH中浸泡15天，涂料表面没有变化，没有起泡、开裂或者起皮现象，附着力为0级。
将本发明制备山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料喷涂在尺寸为50mm×50mm×0.5mm的钢化玻璃上形成涂层，采用配备有积分球装置的AgilentCary5000紫外可见近红外分光光度和Tensor27型红外光谱仪来评价涂层的吸收率和发射率，分别测量出涂层在0.22～3μm和8～20μm的反射率，然后根据国际标准ISO9845-1(1992)中的计算公式来计算涂层的光吸收率和发射率。经测定该涂料的光吸收率为0.96，发射率为0.22。
将两片涂覆有山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料涂层的钢化玻璃片中间加水后相互叠加（叠加面积为5×5cm），放入冰柜中冰冻；然后在垂直方向对其中一片钢化玻璃施加压力，直到将两片钢化玻璃分离，测定该山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料涂层与覆冰层的垂直粘附力，并与没有涂覆山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料的钢化玻璃表面与覆冰层的垂直粘附力作对比，来测定本发明的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料的防覆冰性能。经测定，涂覆有防覆冰涂料的钢化玻璃表面对覆冰层的垂直粘着力为1.1N，没有涂覆有防覆冰涂料的钢化玻璃表面对覆冰层的垂直粘着力为5.6N，该山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料使材料表面与冰的垂直粘着力降低80%。
实施例2
一种山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，包括以下重量份的原料：氟硅树脂50份，吸光颜料7份，纳米TiO22.5份、纳米SiO27.5份，分散剂EFKA-4530为0.5份，消泡剂EFKA-2720为0.9份，流平剂BYK-315为0.5份，防腐杀菌剂异噻唑啉酮为1.5份，溶剂乙酸丁酯为35份。
其中吸光颜料由以下步骤制备：
步骤1，将Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Cu(NO3)2·3H2O以及EDTA溶于去离子水中，Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O与Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1：1：1，EDTA与金属离子Fe3+、Ni2+、Cu2+总量的摩尔比为2：1，边搅拌边滴加氨水，调节pH值为6.0，然后置于70℃水浴搅拌反应3h，制备得到凝胶；
步骤2，将步骤1制备的凝胶置于烘箱中在105℃干燥成干凝胶后，在干凝胶上添加无水乙醇，将干凝胶点燃，制备得到黑色粉末；
步骤3，将步骤2中制备的黑色粉末置于马弗炉中在700℃温度下煅烧5h，即制备得到吸光颜料。
本发明的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料的制备方法，包括以下步骤：将氟硅树脂、吸光颜料、纳米TiO2份以及纳米SiO2混合后用球磨机球磨至粒径为20～60nm；然后与分散剂EFKA-4530、消泡剂EFKA-2720、流平剂BYK-315、防腐杀菌剂异噻唑啉酮以及溶剂乙酸丁酯混合后，使用高速分散机高速分散35min，即制备得到山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料。
将本发明制备的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料涂覆在钢化玻璃板上形成涂层，待涂料中的溶剂完全挥发后，测量该涂料的疏水性，与水的静态接触角为154°，在体积分数为10%的H2SO4以及体积分数为10%的NaOH中浸泡15天，涂料表面没有变化，没有起泡、开裂或者起皮现象，附着力为0级。
采用与实施例1相同的方法测的该涂料的光吸收率为0.94，发射率为0.18，涂覆有防覆冰涂料的钢化玻璃表面对覆冰层的垂直粘着力为0.67N，没有涂覆有防覆冰涂料的钢化玻璃表面对覆冰层的垂直粘着力为5.6N，该山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料使材料表面与冰的垂直粘着力降低88%。
实施例3
一种山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，包括以下重量份的原料：氟硅树脂45份，吸光颜料8份，纳米TiO23份、纳米SiO29份，分散剂EFKA-4010为0.8份，消泡剂EFKA-3777为0.8份，流平剂BYK-355为0.8份，防腐杀菌剂异噻唑啉酮为2份，溶剂尼龙酸甲酯为30份。
其中吸光颜料由以下步骤制备：
步骤1，将Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Cu(NO3)2·3H2O以及EDTA溶于去离子水中，Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O与Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1：1：1，EDTA与金属离子Fe3+、Ni2+、Cu2+总量的摩尔比为1.5：1，边搅拌边滴加氨水，调节pH值为6.8，然后置于80℃水浴搅拌反应3.5h，制备得到凝胶；
步骤2，将步骤1制备的凝胶置于烘箱中在110℃干燥成干凝胶后，在干凝胶上添加无水乙醇，将干凝胶点燃，制备得到黑色粉末；
步骤3，将步骤2中制备的黑色粉末置于马弗炉中在800℃温度下煅烧6h，即制备得到吸光颜料。
本发明的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料的制备方法，包括以下步骤：将氟硅树脂、吸光颜料、纳米TiO2以及纳米SiO2混合后用球磨机球磨至粒径为20～60nm；然后与分散剂EFKA-4010、消泡剂EFKA-3777、流平剂BYK-355、防腐杀菌剂异噻唑啉酮以及溶剂尼龙酸甲酯混合后，使用高速分散机高速分散40min，即制备得到山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料。
将本发明制备的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料涂覆在钢化玻璃板上形成涂层，待涂料中的溶剂完全挥发后，测量该涂料的疏水性，与水的静态接触角为168°，在体积分数为10%的H2SO4以及体积分数为10%的NaOH中浸泡15天，涂料表面没有变化，没有起泡、开裂或者起皮现象，附着力为0级。
采用与实施例1相同的方法测的该涂料的光吸收率为0.95，发射率为0.17，涂覆有防覆冰涂料的钢化玻璃表面对覆冰层的垂直粘着力为0.5N，没有涂覆有防覆冰涂料的钢化玻璃表面对覆冰层的垂直粘着力为5.6N，该山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料使材料表面与冰的垂直粘着力降低91%。
实施例4
一种山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，包括以下重量份的原料：氟硅树脂40份，吸光颜料9份，纳米TiO23.5份、纳米SiO210.5份，分散剂EFKA-4050为1份，消泡剂EFKA-2722为0.7份，流平剂BYK-333为0.6份，防腐杀菌剂异噻唑啉酮为2.5份，溶剂丁二酸二甲酯为25份。
其中吸光颜料由以下步骤制备：
步骤1，将Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Cu(NO3)2·3H2O以及EDTA溶于去离子水中，Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O与Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1：1：1，EDTA与金属离子Fe3+、Ni2+、Cu2+总量的摩尔比为1：1，边搅拌边滴加氨水，调节pH值为7.2，然后置于65℃水浴搅拌反应4h，制备得到凝胶；
步骤2，将步骤1制备的凝胶置于烘箱中在115℃干燥成干凝胶后，在干凝胶上添加无水乙醇，将干凝胶点燃，制备得到黑色粉末；
步骤3，将步骤2中制备的黑色粉末置于马弗炉中在900℃温度下煅烧5h，即制备得到吸光颜料。
本发明的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料的制备方法，包括以下步骤：将氟硅树脂、吸光颜料、纳米TiO2以及纳米SiO2混合后用球磨机球磨至粒径为20～60nm；然后与分散剂EFKA-4050、消泡剂EFKA-2722、流平剂BYK-333、防腐杀菌剂异噻唑啉酮以及溶剂丁二酸二甲酯混合后，使用高速分散机高速分散45min，即制备得到山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料。
将本发明制备的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料涂覆在钢化玻璃板上形成涂层，待涂料中的溶剂完全挥发后，测量该涂料的疏水性，与水的静态接触角为142°，在体积分数为10%的H2SO4以及体积分数为10%的NaOH中浸泡15天，涂料表面没有变化，没有起泡、开裂或者起皮现象，附着力为0级。
采用与实施例1相同的方法测的该涂料的光吸收率为0.92，发射率为0.28，涂覆有防覆冰涂料的钢化玻璃表面对覆冰层的垂直粘着力为0.82N，没有涂覆有防覆冰涂料的钢化玻璃表面对覆冰层的垂直粘着力为5.6N，该山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料使材料表面与冰的垂直粘着力降低85%。
实施例5
一种山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，包括以下重量份的原料：氟硅树脂35份，吸光颜料10份，纳米TiO24份、纳米SiO212份，分散剂EFKA-4010为0.7份，消泡剂EFKA-2720为0.6份，流平剂BYK-315为0.7份，防腐杀菌剂异噻唑啉酮为3份，溶剂丙二醇甲醚为20份。
其中吸光颜料由以下步骤制备：
步骤1，将Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Cu(NO3)2·3H2O以及EDTA溶于去离子水中，Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O与Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1：1：1，EDTA、与金属离子Fe3+、Ni2+、Cu2+总量的摩尔比为2：1，边搅拌边滴加氨水，调节pH值为6.5，然后置于75℃水浴搅拌反应4.5h，制备得到凝胶；
步骤2，将步骤1制备的凝胶置于烘箱中在120℃干燥成干凝胶后，在干凝胶上添加无水乙醇，将干凝胶点燃，制备得到黑色粉末；
步骤3，将步骤2中制备的黑色粉末置于马弗炉中在750℃温度下煅烧5.5h，即制备得到吸光颜料。
本发明的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料的制备方法，包括以下步骤：将氟硅树脂、吸光颜料、纳米TiO2以及纳米SiO2混合后用球磨机球磨至粒径为20～60nm；然后与分散剂EFKA-4010、消泡剂EFKA-2720、流平剂BYK-315、防腐杀菌剂异噻唑啉酮以及溶剂丙二醇甲醚混合后，使用高速分散机高速分散50min，即制备得到山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料。
将本发明制备的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料涂覆在钢化玻璃板上形成涂层，待涂料中的溶剂完全挥发后，测量该涂料的疏水性，与水的静态接触角为138°，在体积分数为10%的H2SO4以及体积分数为10%的NaOH中浸泡15天，涂料表面没有变化，没有起泡、开裂或者起皮现象，附着力为0级。
采用与实施例1相同的方法测的该涂料的光吸收率为0.94，发射率为0.16，涂覆有防覆冰涂料的钢化玻璃表面对覆冰层的垂直粘着力为0.96N，没有涂覆有防覆冰涂料的钢化玻璃表面对覆冰层的垂直粘着力为5.6N，该山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料使材料表面与冰的垂直粘着力降低83%。
实施例6
一种山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，包括以下重量份的原料：氟硅树脂40份，吸光颜料8份，纳米TiO23份、纳米SiO29份，分散剂EFKA-4050为0.6份，消泡剂EFKA-3777为0.5份，流平剂BYK-355为1份，防腐杀菌剂异噻唑啉酮为2.5份，溶剂乙酸乙酯为30份。
其中吸光颜料由以下步骤制备：
步骤1，将Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Cu(NO3)2·3H2O以及EDTA溶于去离子水中，Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O与Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1：1：1，EDTA、与金属离子Fe3+、Ni2+、Cu2+总量的摩尔比为1.5：1，边搅拌边滴加氨水，调节pH值为7.0，然后置于70℃水浴搅拌反应4h，制备得到凝胶；
步骤2，将步骤1制备的凝胶置于烘箱中在130℃干燥成干凝胶后，在干凝胶上添加无水乙醇，将干凝胶点燃，制备得到黑色粉末；
步骤3，将步骤2中制备的黑色粉末置于马弗炉中在850℃温度下煅烧5h，即制备得到吸光颜料。
本发明的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料的制备方法，包括以下步骤：将氟硅树脂、吸光颜料、纳米TiO2以及纳米SiO2混合后用球磨机球磨至粒径为20～60nm；然后与分散剂EFKA-4050、消泡剂EFKA-3777、流平剂BYK-355、防腐杀菌剂异噻唑啉酮以及溶剂乙酸乙酯混合后，使用高速分散机高速分散40min，即制备得到山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料。
将本发明制备的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料涂覆在钢化玻璃板上形成涂层，待涂料中的溶剂完全挥发后，测量该涂料的疏水性，与水的静态接触角为129°，在体积分数为10%的H2SO4以及体积分数为10%的NaOH中浸泡15天，涂料表面没有变化，没有起泡、开裂或者起皮现象，附着力为0级。
采用与实施例1相同的方法测的该涂料的光吸收率为0.93，发射率为0.17，涂覆有防覆冰涂料的钢化玻璃表面对覆冰层的垂直粘着力为1.4N，没有涂覆有防覆冰涂料的钢化玻璃表面对覆冰层的垂直粘着力为5.6N，该山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料使材料表面与冰的垂直粘着力降低75%。
实施例7
一种山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，包括以下重量份的原料：氟硅树脂38份，吸光颜料7份，纳米TiO22份、纳米SiO26份，分散剂EFKA-4530为0.4份，消泡剂EFKA-2720为0.6份，流平剂BYK-315为0.4份，防腐杀菌剂异噻唑啉酮为3份，溶剂乙酸丁酯为26份。
其中吸光颜料由以下步骤制备：
步骤1，将Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Cu(NO3)2·3H2O以及EDTA溶于去离子水中，Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O与Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1：1：1，EDTA与金属离子Fe3+、Ni2+、Cu2+总量的摩尔比为2：1，边搅拌边滴加氨水，调节pH值为6.4，然后置于62℃水浴搅拌反应3.5h，制备得到凝胶；
步骤2，将步骤1制备的凝胶置于烘箱中在115℃干燥成干凝胶后，在干凝胶上添加无水乙醇，将干凝胶点燃，制备得到黑色粉末；
步骤3，将步骤2中制备的黑色粉末置于马弗炉中在650℃温度下煅烧5h，即制备得到吸光颜料。
本发明的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料的制备方法，包括以下步骤：将氟硅树脂、吸光颜料、纳米TiO2份以及纳米SiO2混合后用球磨机球磨至粒径为20～60nm；然后与分散剂EFKA-4530、消泡剂EFKA-2720、流平剂BYK-315、防腐杀菌剂异噻唑啉酮以及溶剂乙酸丁酯混合后，使用高速分散机高速分散40min，即制备得到山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料。
将本发明制备的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料涂覆在钢化玻璃板上形成涂层，待涂料中的溶剂完全挥发后，测量该涂料的疏水性，与水的静态接触角为136°，在体积分数为10%的H2SO4以及体积分数为10%的NaOH中浸泡15天，涂料表面没有变化，没有起泡、开裂或者起皮现象，附着力为0级。
采用与实施例1相同的方法测的该涂料的光吸收率为0.94，发射率为0.18，涂覆有防覆冰涂料的钢化玻璃表面对覆冰层的垂直粘着力为1N，没有涂覆有防覆冰涂料的钢化玻璃表面对覆冰层的垂直粘着力为5.6N，该山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料使材料表面与冰的垂直粘着力降低82%。
实施例8
一种山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，包括以下重量份的原料：氟硅树脂52份，吸光颜料8份，纳米TiO23份、纳米SiO29份，分散剂EFKA-4050为0.9份，消泡剂EFKA-2722为0.8份，流平剂BYK-333为0.9份，防腐杀菌剂异噻唑啉酮为2份，溶剂丁二酸二甲酯为38份。
其中吸光颜料由以下步骤制备：
步骤1，将Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Cu(NO3)2·3H2O以及EDTA溶于去离子水中，Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O与Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1：1：1，EDTA与金属离子Fe3+、Ni2+、Cu2+总量的摩尔比为1.5：1，边搅拌边滴加氨水，调节pH值为7.1，然后置于76℃水浴搅拌反应4.5h，制备得到凝胶；
步骤2，将步骤1制备的凝胶置于烘箱中在125℃干燥成干凝胶后，在干凝胶上添加无水乙醇，将干凝胶点燃，制备得到黑色粉末；
步骤3，将步骤2中制备的黑色粉末置于马弗炉中在850℃温度下煅烧5h，即制备得到吸光颜料。
本发明的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料的制备方法，包括以下步骤：将氟硅树脂、吸光颜料、纳米TiO2以及纳米SiO2混合后用球磨机球磨至粒径为20～60nm；然后与分散剂EFKA-4050、消泡剂EFKA-2722、流平剂BYK-333、防腐杀菌剂异噻唑啉酮以及溶剂丁二酸二甲酯混合后，使用高速分散机高速分散45min，即制备得到山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料。
将本发明制备的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料涂覆在钢化玻璃板上形成涂层，待涂料中的溶剂完全挥发后，测量该涂料的疏水性，与水的静态接触角为148°，在体积分数为10%的H2SO4以及体积分数为10%的NaOH中浸泡15天，涂料表面没有变化，没有起泡、开裂或者起皮现象，附着力为0级。
采用与实施例1相同的方法测的该涂料的光吸收率为0.95，发射率为0.21，涂覆有防覆冰涂料的钢化玻璃表面对覆冰层的垂直粘着力为0.76N，没有涂覆有防覆冰涂料的钢化玻璃表面对覆冰层的垂直粘着力为5.6N，该山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料使材料表面与冰的垂直粘着力降低86%。
山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料的性能
表1中1～8为本发明实施例1～8制备的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，从水接触角、耐酸性、耐碱性、附着力、光吸收率、发射率以及使用该山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料后涂层与冰的垂直粘着力的降低率（%）这7个方面来评价该山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料的性能，其中硬度采用GB/T6739-2006《色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》进行测定；耐酸性采用体积分数为10%的H2SO4浸泡15天，耐碱性采用体积分数为10%的NaOH浸泡17天，附着力采用GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》来测定。
表1山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料性能测试
由表1可以看出，本发明制备的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料与水的接触角达到129°～168°，说明本发明的防覆冰涂料具有优异的疏水性能，通过与没有涂覆防覆冰涂料相比，涂覆防覆冰涂料后的涂层与覆冰的垂直粘着力降低了75%～91%，而且随着涂层疏水性的增加，涂层与覆冰的垂直粘着力减小，表明该涂料具有优异的防覆冰性能；本发明制备的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料中添加了纳米吸光颜料，该涂料具有很高的光吸收率0.92～0.96和较低的发射率0.16～0.28，说明该涂料的光热转换率高；另外，该涂料耐酸、耐碱性能好，附着力高。

Claims (10)

1.一种山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：氟硅树脂35～55份，吸光颜料6～10份，纳米TiO22～4份、纳米SiO26～12份，分散剂0.3～1份，消泡剂0.5～1份，流平剂0.3～1份，防腐杀菌剂1～3份，溶剂20～40份。
2.根据权利要求1所述的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，其特征在于，所述吸光颜料由以下步骤制备：
步骤1，将Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Cu(NO3)2·3H2O以及EDTA溶于去离子水中，Fe(NO3)3·9H2O、Ni(NO3)2·6H2O与Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1：1：1，边搅拌边滴加氨水，调节pH值为6.0～7.5，然后置于60～80℃水浴搅拌反应3～5h，制备得到凝胶；
步骤2，将步骤1制备的凝胶在100～130℃下干燥成干凝胶后，在干凝胶上添加无水乙醇，将干凝胶点燃，制备得到黑色粉末；
步骤3，将步骤2中制备的黑色粉末在600℃～900℃温度下煅烧5～6h，即制备得到吸光颜料。
3.根据权利要求2所述的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，其特征在于，所述步骤1中EDTA、与金属离子Fe3+、Ni2+、Cu2+总量的摩尔比为1～2：1。
4.根据权利要求1所述的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，其特征在于，所述纳米TiO2与所述纳米SiO2的重量比为1：3。
5.根据权利要求1所述的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，其特征在于，所述分散剂为EFKA-4050、EFKA-4530和EFKA-4010中的一种。
6.根据权利要求1所述的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
7.根据权利要求1所述的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，其特征在于，所述流平剂为有机硅流平剂。
8.根据权利要求1所述的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，其特征在于，所述防腐杀菌剂为异噻唑啉酮。
9.根据权利要求1所述的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料，其特征在于，所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、尼龙酸甲酯、丁二酸二甲酯和丙二醇甲醚中的一种。
10.一种如权利要求1所述的山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将氟硅树脂、吸光颜料、纳米TiO2以及纳米SiO2混合后球磨至粒径为20～60nm；然后与分散剂、消泡剂、流平剂、防腐杀菌剂以及溶剂混合，高速分散30～50min，即制备得到山区超高压线路表面防覆冰纳米涂料。
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