CN105368238A - 一种超高压输电线路用防覆冰涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高压输电线路用防覆冰涂料，包括以下重量份的原料：氟硅树脂50～60份，类钻碳6～10份，碳纳米管2～3份，纳米TiO₂？5～8份、纳米SiO₂？8～12份，分散剂0.3～1份，消泡剂0.5～1份，流平剂0.3～份1，防腐杀菌剂1～3份，溶剂20～30份。本发明的超高压输电线路用防覆冰涂料与水的接触角达到135°～165°；还具有良好的电热效果，平均温升为9.5℃～16℃，而且具有很高的硬度、优异的附着性能、耐酸耐碱性能以及耐磨性能。

Description

一种超高压输电线路用防覆冰涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防覆冰涂料，尤其是涉及一种超高压输电线路用防覆冰涂料及其制备方法。

背景技术

我国频繁遭受冰灾事故，每年的冰灾给电力系统带来巨大的直接和间接经济损失，随着我国经济的发展和超高压工程的建设，超高压线路的直径较大，六分裂以上的多分裂导线相继出现，在某些地形复杂地区及大跨越线段，超高压输电线路的导线直径、离地高度也有很大的提高，因此，开发超高压用的防覆冰材料，减轻冰雪给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CN102140288A公开了一种含电解质防覆冰涂料，由有机硅改性聚电解质、氟硅改性丙烯酸酯、纳米材料、溶剂、颜料、流平剂、阻燃剂和防腐杀菌剂组成，各物质按质量百分比计，有机硅改性聚电解质5-90%，氟硅改性丙烯酸酯0-80%，纳米材料0.1-20%，溶剂0-60%，颜料0-30%，流平剂0-5%，阻燃剂0-10%，防腐杀菌剂0-3%。由于原材料中添加了电解质，在一些超高压输电线路上的使用会受到限制。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种具有超疏水结构，而且具有电热效应的超高压输电线路用防覆冰涂料，并提供该超高压输电线路用防覆冰涂料的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种超高压输电线路用防覆冰涂料，包括以下重量份的原料：氟硅树脂50～60份，类钻碳6～10份，碳纳米管2～3份，纳米TiO₂5～8份、纳米SiO₂8～12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20～30份。

优选的，所述氟硅树脂为含氟单体、含硅单体、与丙烯酸酯单体聚合制备而成的；

所述含氟单体为三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基甲基二氯硅烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷和三氟甲基三甲基硅烷中的一种；

所述含硅单体为乙烯基三乙氧基硅烷、甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅氧烷、丙基三甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷和苯基三氯硅烷中的一种；

所述丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二烷基酯和甲基丙烯酸羟乙酯中的一种。

本发明的氟硅树脂是由含氟单体、含硅单体与丙烯酸酯单体在引发剂的作用下在有机溶剂中进行聚合反应得到的，其中引发剂为本领域常用的自由基引发剂，比如偶氮二异丁腈，过氧化二苯甲酰或过氧化二异丙苯，优选使用偶氮二异丁腈，有机溶剂为异丙醇、丙酮以及乙醇等，优选为异丙醇。其中含氟单体、含硅单体、丙烯酸酯单体、有机溶剂以及引发剂的重量比为50～90：1～20：1～20：0.5～2：0.5～2。

优选的，所述类钻碳，包括按重量百分比计的碳50%～60%，硅25～35%，钛5%～25%。

优选的，所述分散剂为改性聚丙烯酸酯分散剂。本发明中使用的改性丙烯酸酯分散剂为EFKA-4550、EFKA-4540和EFKA-4530中的一种，与树脂具有很好的相容性，能够提高涂料的光泽，抗絮凝。

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和EFKA-3777中的一种，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。本发明中使用的流平剂为德国毕克BYK-333，BYK-344和BYK-371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。

本发明还提供了一种超高压输电线路用防覆冰涂料的制备方法，包括以下步骤：将硅氟树脂、类钻碳、碳纳米管、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，超声分散20～30min，即制备得到超高压输电线路用防覆冰涂料。

本发明的有益效果是：

本发明制备的超高压输电线路用防覆冰涂料使用的氟硅树脂为含硅单体、含氟单体以及丙烯酸酯单体聚合制备而成的，该硅氟树脂形成的涂层的强度与硬度较高，并且形成的涂层的表面能低，而且具有很好的耐湿热的性能，对基材具有很好的附着性。而纳米SiO₂与硅氟树脂具有良好的相容性，用纳米SiO₂对硅氟树脂进行改性，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。

而在本发明中使用的纳米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，因此该超高压输电线路用防覆冰涂料具有一定的自清洁能力。

本发明在超高压输电线路用防覆冰涂料中使用类钻碳，赋予该防覆冰材料高的硬度，优异的耐磨性能以及防腐蚀性能。

本发明制备超高压输电线路用防覆冰涂料中使用的碳纳米管在低电压下具有良好的升温效果，控制碳纳米管在涂料中的添加量，使碳纳米管均匀的分散在涂料中，不相互连接，即使涂料中的溶剂挥发完之后，涂料中的碳纳米管也不相连接，中间隔着绝缘的高分子层，即可保证超高压输电线路的安全，又能使该涂料具有很好的升温效果，从而达到防覆冰的性能。

本发明还使用了消泡剂、流平剂、分散剂、乳化剂、以及防腐杀菌剂等助剂，这些助剂相互作用，可以确保本发明的特高压输电线路用防覆冰涂料具有更优异的流平性、稳定性、爽滑性以及耐磨耐腐蚀性。

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

一种超高压输电线路用防覆冰涂料，包括以下重量份的原料：

氟硅树脂50份，类钻碳6份，碳纳米管2份，纳米TiO₂8份、纳米SiO₂12份，分散剂EFKA-4550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30份。

其中氟硅树脂的制备方法为：

向500mL的三口瓶中加入含氟单体三氟丙基三甲氧基硅烷、含硅单体乙烯基三乙氧基硅烷以及甲基丙烯酸酯，在异丙醇的溶液中搅拌30min，然后加入偶氮二异丁腈，其中三氟丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酸酯、异丙醇以及偶氮二异丁腈的重量比控制在50：1：1：0.5：0.5，在70℃的温度下反应6.5h，即制备得到氟硅树脂。

其中类钻碳，包括按重量百分比计的碳50%，硅25%，钛25%。

本发明超高压输电线路用防覆冰涂料的制备方法，包括以下步骤：将氟硅树脂、类钻碳、碳纳米管、纳米TiO₂以及纳米SiO₂混合后使用球磨机球磨至粒径为20～60nm；然后与分散剂EFKA-4550、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，超声分散20min，即制备得到超高压输电线路用防覆冰涂料。

将本发明制备的超高压输电线路用防覆冰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141°，硬度为3H，在体积分数为10%的H₂SO₄以及体积分数为10%的NaOH中浸泡7天，涂料表面没有变化，没有起泡、开裂或者起皮现象，耐磨性为28mg（1000g，1000r），附着力为0级。

使用HY-6800红外热像仪测试超高压输电线路用防覆冰涂料的发热性能，在涂料的两端施加5KV的电压，设置红外热像仪与涂料的距离为1m，保持10min，该涂料平均温升为9.5℃。

将两片涂覆有超高压输电线路用防覆冰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，测定该超高压输电线路用防覆冰涂料涂层与覆冰层的垂直粘附力，并与没有涂覆超高压输电线路用防覆冰涂料的钢化玻璃表面与覆冰层的垂直粘附力作对比，来测定本发明的超高压输电线路用防覆冰涂料的防覆冰性能。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，该超高压输电线路用防覆冰涂料使材料与冰的垂直粘着力降低82%。

实施例2

一种超高压输电线路用防覆冰涂料，包括以下重量份的原料：

氟硅树脂51份，类钻碳7份，碳纳米管2.5份，纳米TiO₂7份、纳米SiO₂11份，分散剂EFKA-4540为0.4份，消泡剂EFKA-2720为0.9份，流平剂BYK-344为0.4份，防腐杀菌剂异噻唑啉酮为1.5份，溶剂乙酸丁酯为28份。

其中类钻碳，包括按重量百分比计的碳51%，硅35%，钛14%。

其中氟硅树脂的制备方法为：

向500mL的三口瓶中加入含氟单体三氟丙基甲基二氯硅烷、含硅单体甲基硅氧烷以及甲基丙烯酸十二烷基酯，在异丙醇的溶液中搅拌30min，然后加入偶氮二异丁腈，其中三氟丙基甲基二氯硅烷、甲基硅氧烷、甲基丙烯酸十二烷基酯、异丙醇以及偶氮二异丁腈的重量比控制在45：10：10：1：1，在80℃的温度下反应7.5h，即制备得到氟硅树脂。

本发明超高压输电线路用防覆冰涂料的制备方法，包括以下步骤：将氟硅树脂、类钻碳、碳纳米管、纳米TiO₂以及纳米SiO₂混合后采用球磨机球磨至粒径为20～60nm；然后与分散剂EFKA-4540、消泡剂EFKA-2720、流平剂BYK-344、防腐杀菌剂异噻唑啉酮以及溶剂乙酸丁酯混合，超声分散30min，即制备得到超高压输电线路用防覆冰涂料。

将本发明制备的超高压输电线路用防覆冰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148°，硬度为3H，在体积分数为10%的H₂SO₄以及体积分数为10%的NaOH中浸泡7天，涂料表面没有变化，没有起泡、开裂或者起皮现象，耐磨性为26mg（1000g，1000r），附着力为0级。

采用与实施例1相同的方法测定涂料的发热效果，经测定该涂料平均温升为13.6℃。

采用与实施例1相同的方法测定涂料的防覆冰性能，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0.9N，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，该超高压输电线路用防覆冰涂料使材料与冰的垂直粘着力降低84%。

实施例3

一种超高压输电线路用防覆冰涂料，包括以下重量份的原料：

氟硅树脂52份，类钻碳8份，碳纳米管3份，纳米TiO₂6份、纳米SiO₂10份，分散剂EFKA-4530为0.5份，消泡剂EFKA-3777为0.8份，流平剂BYK-371为0.5份，防腐杀菌剂异噻唑啉酮为2份，溶剂尼龙酸甲酯为26份。

其中类钻碳，包括按重量百分比计的碳52%，硅30%，钛18%。

其中氟硅树脂的制备方法为：

向500mL的三口瓶中加入含氟单体三氟丙基甲基环三硅氧烷、含硅单体乙烯基三甲氧基硅氧烷以及甲基丙烯酸羟乙酯，在异丙醇的溶液中搅拌30min，然后加入偶氮二异丁腈，其中三氟丙基甲基环三硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅氧烷、甲基丙烯酸羟乙酯、异丙醇以及偶氮二异丁腈的重量比控制在60：15：10：0.6：0.6，在90℃的温度下反应6h，即制备得到氟硅树脂。

本发明超高压输电线路用防覆冰涂料的制备方法，包括以下步骤：将氟硅树脂、类钻碳、碳纳米管、纳米TiO₂以及纳米SiO₂混合后采用球磨机球磨至粒径为20～60nm；然后与分散剂EFKA-4530、消泡剂EFKA-3777、流平剂BYK-371、防腐杀菌剂异噻唑啉酮以及溶剂尼龙酸甲酯混合后超声分散25min，即制备得到超高压输电线路用防覆冰涂料。

将本发明制备的超高压输电线路用防覆冰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153°，硬度为3H，在体积分数为10%的H₂SO₄以及体积分数为10%的NaOH中浸泡7天，涂料表面没有变化，没有起泡、开裂或者起皮现象，耐磨性为24mg（1000g，1000r），附着力为0级。

采用以实施例1相同的方法测定涂料的发热效果，经测定该涂料平均温升为16℃。

采用与实施例1相同的方法测定涂料的防覆冰性能，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0.78N，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，该超高压输电线路用防覆冰涂料使材料与冰的垂直粘着力降低86%。

实施例4

一种超高压输电线路用防覆冰涂料，包括以下重量份的原料：

氟硅树脂54份，类钻碳9份，碳纳米管2.6份，纳米TiO₂5份，纳米SiO₂9份，分散剂EFKA-4540为0.6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。

其中类钻碳，包括按重量百分比计的碳54%，硅27%，钛19%。

其中氟硅树脂的制备方法为：

向500mL的三口瓶中加入含氟单体三氟甲基三甲基硅烷、含硅单体丙基三甲氧基硅烷以及甲基丙烯酸酯，在异丙醇的溶液中搅拌30min，然后加入偶氮二异丁腈，其中三氟甲基三甲基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸酯、异丙醇以及偶氮二异丁腈的重量比控制在70：10：15：0.8：0.8，在100℃的温度下反应7h，即制备得到氟硅树脂。

本发明超高压输电线路用防覆冰涂料的制备方法，包括以下步骤：将氟硅树脂、类钻碳、碳纳米管、纳米TiO₂、纳米SiO₂混合后使用球磨机球磨至粒径为20～60nm；然后与分散剂EFKA-4540、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超声分散20min，即制备得到超高压输电线路用防覆冰涂料。

将本发明制备的超高压输电线路用防覆冰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156°，硬度为3H，在体积分数为10%的H₂SO₄以及体积分数为10%的NaOH中浸泡7天，涂料表面没有变化，没有起泡、开裂或者起皮现象，耐磨性为25mg（1000g，1000r），附着力为0级。

采用以实施例1相同的方法测定涂料的发热效果，经测定该涂料平均温升为14.2℃。

采用与实施例1相同的方法测定涂料的防覆冰性能，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0.73N，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，该超高压输电线路用防覆冰涂料使材料与冰的垂直粘着力降低87%。

实施例5

一种超高压输电线路用防覆冰涂料，包括以下重量份的原料：

氟硅树脂55份，类钻碳10份，碳纳米管2.4份，纳米TiO₂7份，纳米SiO₂8份，分散剂EFKA-4550为0.7份，消泡剂EFKA-2720为0.6份，流平剂BYK-333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24份。

其中类钻碳，包括按重量百分比计的碳56%，硅28%，钛16%。

其中氟硅树脂的制备方法为：

向500mL的三口瓶中加入含氟单体三氟丙基甲基二氯硅烷、含硅单体二苯基二乙氧基硅烷以及甲基丙烯酸羟乙酯，在异丙醇的溶液中搅拌30min，然后加入偶氮二异丁腈，其中三氟丙基甲基二氯硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、甲基丙烯酸羟乙酯、异丙醇以及偶氮二异丁腈的重量比控制在80：5：5：1.2：1.2，在75℃的温度下反应8h，即制备得到氟硅树脂。

本发明超高压输电线路用防覆冰涂料的制备方法，包括以下步骤：将氟硅树脂、类钻碳、碳纳米管、纳米TiO₂、纳米SiO₂混合后使用球磨机球磨至粒径为20～60nm；然后与分散剂EFKA-4550、消泡剂EFKA-2720、流平剂BYK-333、防腐杀菌剂异噻唑啉酮以及溶剂丙二醇甲醚混合后超声分散30min，即制备得到超高压输电线路用防覆冰涂料。

将本发明制备的超高压输电线路用防覆冰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165°，硬度为4H，在体积分数为10%的H₂SO₄以及体积分数为10%的NaOH中浸泡7天，涂料表面没有变化，没有起泡、开裂或者起皮现象，耐磨性为20mg（1000g，1000r），附着力为0级。

采用以实施例1相同的方法测定涂料的发热效果，经测定该涂料平均温升为10.3℃。

采用与实施例1相同的方法测定涂料的防覆冰性能，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0.56N，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，该超高压输电线路用防覆冰涂料使材料与冰的垂直粘着力降低90%。

实施例6

一种超高压输电线路用防覆冰涂料，包括以下重量份的原料：

氟硅树脂56份，类钻碳6份，碳纳米管2.8份，纳米TiO₂5份、纳米SiO₂8.5份，分散剂EFKA-4530为0.8份，消泡剂EFKA-3777为0.5份，流平剂BYK-371为0.8份，防腐杀菌剂异噻唑啉酮为2.8份，溶剂乙酸乙酯为22份。

其中类钻碳，包括按重量百分比计的碳57%，硅25%，钛18%。

其中氟硅树脂的制备方法为：

向500mL的三口瓶中加入含氟单体三氟丙基甲基环三硅氧烷、含硅单体甲基三乙氧基硅烷以及甲基丙烯酸酯，在异丙醇的溶液中搅拌30min，然后加入偶氮二异丁腈，其中三氟丙基甲基环三硅氧烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酸酯、异丙醇以及偶氮二异丁腈的重量比比控制在65：8：18：1.5：1.4，在85℃的温度下反应9h，即制备得到氟硅树脂。

本发明超高压输电线路用防覆冰涂料的制备方法，包括以下步骤：将氟硅树脂、类钻碳、碳纳米管、纳米TiO₂以及纳米SiO₂混合后使用球磨机球磨至粒径为20～60nm；然后与分散剂EFKA-4530、消泡剂EFKA-3777、流平剂BYK-371、防腐杀菌剂异噻唑啉酮以及溶剂乙酸乙酯混合后超声分散25min，即制备得到超高压输电线路用防覆冰涂料。

将本发明制备的超高压输电线路用防覆冰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145°，硬度为3H，在体积分数为10%的H₂SO₄以及体积分数为10%的NaOH中浸泡7天，涂料表面没有变化，没有起泡、开裂或者起皮现象，耐磨性为21mg（1000g，1000r），附着力为0级。

采用以实施例1相同的方法测定涂料的发热效果，经测定该涂料平均温升为15.4℃。

采用与实施例1相同的方法测定涂料的防覆冰性能，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0.95N，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，该超高压输电线路用防覆冰涂料使材料与冰的垂直粘着力降低83%。

实施例7

一种超高压输电线路用防覆冰涂料，包括以下重量份的原料：

氟硅树脂58份，类钻碳7份，碳纳米管2.2份，纳米TiO₂6份、纳米SiO₂10.5份，分散剂EFKA-4540为0.9份，消泡剂EFKA-2722为0.6份，流平剂BYK-333为0.9份，防腐杀菌剂异噻唑啉酮为2份，溶剂丙二醇甲醚为21份。

其中类钻碳，包括按重量百分比计的碳58%，硅33%，钛9%。

其中氟硅树脂的制备方法为：

向500mL的三口瓶中加入含氟单体三氟甲基三甲基硅烷、含硅单体甲基三氯硅烷以及甲基丙烯酸十二烷基酯，在异丙醇的溶液中搅拌30min，然后加入偶氮二异丁腈，其中三氟甲基三甲基硅烷、甲基三氯硅烷、甲基丙烯酸十二烷基酯、异丙醇以及偶氮二异丁腈的质量比控制在85：18：12：1.6：1.6，在95℃的温度下反应10h，即制备得到氟硅树脂。

本发明超高压输电线路用防覆冰涂料的制备方法，包括以下步骤：将氟硅树脂、类钻碳、碳纳米管、纳米TiO₂以及纳米SiO₂混合后使用球磨机球磨至粒径为20～60nm；然后与分散剂EFKA-4540、消泡剂EFKA-2722、流平剂BYK-333、防腐杀菌剂异噻唑啉酮以及溶剂丙二醇甲醚混合后超声分散26min，即制备得到超高压输电线路用防覆冰涂料。

将本发明制备的超高压输电线路用防覆冰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141°，硬度为3H，在体积分数为10%的H₂SO₄以及体积分数为10%的NaOH中浸泡7天，涂料表面没有变化，没有起泡、开裂或者起皮现象，耐磨性为24mg（1000g，1000r），附着力为0级。

采用以实施例1相同的方法测定涂料的发热效果，经测定该涂料平均温升为10.2℃。

采用与实施例1相同的方法测定涂料的防覆冰性能，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1.0N，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，该超高压输电线路用防覆冰涂料使材料与冰的垂直粘着力降低82%。

实施例8

一种超高压输电线路用防覆冰涂料，包括以下重量份的原料：

氟硅树脂60份，类钻碳8份，碳纳米管2份，纳米TiO₂6.5份、纳米SiO₂11.5份，分散剂EFKA-4530为1.0份，消泡剂EFKA-2720为0.8份，流平剂BYK-344为1份，防腐杀菌剂异噻唑啉酮为1.6份，溶剂乙酸乙酯为20份。

其中类钻碳，包括按重量百分比计的碳60%，硅35%，钛5%。

其中氟硅树脂的制备方法为：

向500mL的三口瓶中加入含氟单体三氟丙基甲基二氯硅烷、含硅单体苯基三氯硅烷以及甲基丙烯酸酯，在异丙醇的溶液中搅拌30min，然后加入偶氮二异丁腈，其中三氟丙基甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基丙烯酸酯、异丙醇以及偶氮二异丁腈的质量比控制在90：12：15：1.8：1.8，在70℃的温度下反应8.5h，即制备得到氟硅树脂。

该超高压输电线路用防覆冰涂料的制备方法，包括以下步骤：将氟硅树脂、类钻碳、碳纳米管、纳米TiO₂以及纳米SiO₂混合后使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-344、防腐杀菌剂异噻唑啉酮以及溶剂乙酸乙酯混合后超声分散28min，即制备得到超高压输电线路用防覆冰涂料。

将本发明制备的超高压输电线路用防覆冰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135°，硬度为3H，在体积分数为10%的H₂SO₄以及体积分数为10%的NaOH中浸泡7天，涂料表面没有变化，没有起泡、开裂或者起皮现象，耐磨性为23mg（1000g，1000r），附着力为0级。

采用以实施例1相同的方法测定涂料的发热效果，经测定该涂料平均温升为9.7℃。

采用与实施例1相同的方法测定涂料的防覆冰性能，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1.12N，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，该超高压输电线路用防覆冰涂料使材料与冰的垂直粘着力降低80%。

超高压输电线路用防覆冰涂料的性能

表1中1～8为本发明实施例1～8制备的超高压输电线路用防覆冰涂料，从水接触角、硬度、耐酸性、耐碱性、耐磨性、附着力以及使用该超高压输电线路用防覆冰涂料后涂层与冰的垂直粘着力的降低率（%）以及温升（℃）这8个方面来评价该超高压输电线路用防覆冰涂料的性能，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，耐碱性采用体积分数为10%的NaOH浸泡，附着力采用GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》来测定，耐磨性采用GB/T1768-2006《色漆和清漆耐磨性的测定》中的方法进行测定。

表1超高压输电线路用防覆冰涂料性能测试

由表1可以看出，本发明制备的超高压输电线路用防覆冰涂料与水的接触角达到135°～165°，说明本发明的防覆冰涂料的表面自由能比较低，疏水性强，通过与没有涂覆本发明的防覆冰涂料相比，涂覆本发明防覆冰涂料后的涂层与覆冰的垂直粘着力降低了80%～90%，而且随着涂层疏水性的增加，涂层与覆冰的垂直粘着力越小，说明本发明制备的超高压输电线路用防覆冰涂料具有优异的防覆冰性能；而且制备的防覆冰材料还具有优异的电热效果，平均温升在9.5℃～16℃，更有助于涂料的防覆冰作用；由于在制备涂料的过程中添加了类钻碳，本发明的涂料还具有很高的硬度；另外涂料还具有很高的附着力以及良好的耐酸耐碱性能。

Claims (9)

1.一种超高压输电线路用防覆冰涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：氟硅树脂50～60份，类钻碳6～10份，碳纳米管2～3份，纳米TiO₂5～8份、纳米SiO₂8～12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份和溶剂20～30份。

2.根据权利要求1所述的一种超高压输电线路用防覆冰涂料，其特征在于，所述氟硅树脂为含氟单体、含硅单体与丙烯酸酯单体聚合制备而成的；

所述含氟单体为三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基甲基二氯硅烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷和三氟甲基三甲基硅烷中的一种；

所述含硅单体为乙烯基三乙氧基硅烷、甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅氧烷、丙基三甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷和苯基三氯硅烷中的一种；

所述丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十二烷基酯和甲基丙烯酸羟乙酯中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种超高压输电线路用防覆冰涂料，其特征在于，所述类钻碳，包括按重量百分比计的碳50%～60%，硅25～35%，钛5%～25%。

4.根据权利要求1所述的一种超高压输电线路用防覆冰涂料，其特征在于，所述分散剂为改性聚丙烯酸酯分散剂。

5.根据权利要求1所述的一种超高压输电线路用防覆冰涂料，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂。

6.根据权利要求1所述的一种超高压输电线路用防覆冰涂料，其特征在于，所述流平剂为有机硅流平剂。

7.根据权利要求1所述的一种超高压输电线路用防覆冰涂料，其特征在于，所述防腐杀菌剂为异噻唑啉酮。

8.根据权利要求1所述的一种超高压输电线路用防覆冰涂料，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。

9.一种如权利要求1所述的超高压输电线路用防覆冰涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硅氟树脂、类钻碳、碳纳米管、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，超声分散20～30min，即制备得到超高压输电线路用防覆冰涂料。