CN105802423A - 一种用于输电电缆的防覆冰涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于输电电缆的防覆冰涂料的制备方法，包括如下步骤：(1)将聚四氟乙烯树脂、聚丙烯酸十三氟辛酯、氟硅树脂、纳米二氧化硅、纳米四氧化三铁、纳米三氧化二钴、纳米氢氧化镁送至球磨机，磨至粒径为20‑40nm，然后与水玻璃混合搅拌，100‑120r/min的速度搅拌40‑50分钟，搅拌均匀得到混合物；(2)然后将剩余的其它组分投入反应釜中，其中反应釜中保持恒定温度100‑120℃，混合搅拌均匀，搅拌速度300‑350r/min，搅拌时间20‑30分钟，随后反应釜常温静置4‑6小时；(3)然后向反应釜中加入步骤(1)制得的混合物，超声分散40‑50分钟，制得防覆冰涂料。

Description

一种用于输电电缆的防覆冰涂料的制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种用于输电电缆的防覆冰涂料的制备方法。
背景技术
随着现代工业的迅猛发展，对电网供电的可靠性要求越来越高。覆冰和积雪是一种自然现象，然而对于输电电缆覆冰则是自然灾害，线路覆冰严重威胁着电力系统的安全运行。一般来说，电缆的覆冰现象是由于各种气象原因而形成的，其中主要包括温度、湿度、冷暖空气对流、环流和风速等因素。按照形成条件以及危害程度分类有雨凇覆冰、混合淞覆冰、冰雾淞覆冰、白霜、积雪等基本类型。其中混合淞是一个复合覆冰过程，首先是雨凇，然后是雾凇，是一种交替冰的形式，生长速度较快，危害特别严重。现有技术中虽然有一些用于输电电缆的防覆冰涂料，但实际应用中发现，大多在稳定性、耐候性、耐腐蚀性差、成本、制作工艺等方面存在某些缺陷，无法满足长期稳定的防覆冰性能，严重影响了其推广和应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于输电电缆的防覆冰涂料的制备方法，该方法制备的涂料不但具有显著的防覆冰效果，而且具有高的稳定性、耐候性、耐腐蚀性等综合性能，制作工艺简单，成本低，适于推广应用。
本发明的上述目的是通过下述技术方案来实现的：
一种用于输电电缆的防覆冰涂料的制备方法，所述防覆冰涂料包括以下重量份数的原料：聚四氟乙烯树脂23-25份，聚丙烯酸十三氟辛酯27-30份，氟硅树脂18-20份，纳米二氧化硅17-20份，纳米四氧化三铁7-12份，纳米三氧化二钴3-4份，纳米氢氧化镁3-5份，水玻璃15-18份，N，N-二甲基甲酰胺13-15份，乙二醇乙醚醋酸酯10-13份，氟烃基硅油8-11份，羟乙基纤维素7-9份，醋酸丁酯3-4份，丙三醇6-8份，聚乙烯醇10-13份，甲苯5-8份，乙醇3-4份；
所述用于输电电缆的防覆冰涂料的制备方法，包括如下步骤：(1)按照所述重量份数将聚四氟乙烯树脂、聚丙烯酸十三氟辛酯、氟硅树脂、纳米二氧化硅、纳米四氧化三铁、纳米三氧化二钴、纳米氢氧化镁送至球磨机，磨至粒径为20-40nm，然后与水玻璃混合搅拌，100-120r/min的速度搅拌40-50分钟，搅拌均匀得到混合物；(2)然后将剩余的其它组分投入反应釜中，其中反应釜中保持恒定温度100-120℃，混合搅拌均匀，搅拌速度300-350r/min，搅拌时间20-30分钟，随后反应釜常温静置4-6小时；(3)然后向反应釜中加入步骤(1)制得的混合物，超声分散40-50分钟，制得防覆冰涂料。
进一步地，所述防覆冰涂料包括以下重量份数的原料：聚四氟乙烯树脂23份，聚丙烯酸十三氟辛酯27份，氟硅树脂18份，纳米二氧化硅17份，纳米四氧化三铁7份，纳米三氧化二钴3份，纳米氢氧化镁3份，水玻璃18份，N，N-二甲基甲酰胺13份，乙二醇乙醚醋酸酯10份，氟烃基硅油8份，羟乙基纤维素7份，醋酸丁酯3份，丙三醇6份，聚乙烯醇10份，甲苯5份，乙醇3份。
进一步地，所述防覆冰涂料包括以下重量份数的原料：聚四氟乙烯树脂25份，聚丙烯酸十三氟辛酯28份，氟硅树脂19份，纳米二氧化硅20份，纳米四氧化三铁7-12份，纳米三氧化二钴3-4份，纳米氢氧化镁5份，水玻璃15份，N，N-二甲基甲酰胺14份，乙二醇乙醚醋酸酯13份，氟烃基硅油10份，羟乙基纤维素9份，醋酸丁酯4份，丙三醇7份，聚乙烯醇13份，甲苯6份，乙醇4份。
进一步地，所述防覆冰涂料包括以下重量份数的原料：聚四氟乙烯树脂24份，聚丙烯酸十三氟辛酯30份，氟硅树脂20份，纳米二氧化硅18份，纳米四氧化三铁7-12份，纳米三氧化二钴3-4份，纳米氢氧化镁4份，水玻璃15份，N，N-二甲基甲酰胺15份，乙二醇乙醚醋酸酯11份，氟烃基硅油11份，羟乙基纤维素8份，醋酸丁酯4份，丙三醇8份，聚乙烯醇12份，甲苯8份，乙醇4份。
本发明的一种用于输电电缆的防覆冰涂料中纳米SiO2与氟硅树脂、聚四氟乙烯树脂均具有良好的相容性，利用纳米SiO2对氟硅树脂、聚四氟乙烯树脂进行改性，能够使氟硅树脂、聚四氟乙烯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，从而降低冰的附着力，实现高的疏水性和优异的防覆冰能力。本发明中采用的磁性颗粒四氧化三铁、三氧化二钴，能够在外加交变磁场下产热，从而除去在涂层表面上形成的冰，并且保护涂层不致于在结冰之后微纳结构被破坏，致其失去超疏水性能，进一步提高其防覆冰能力。本发明的防覆冰涂料在耐冲击性、耐磨性等综合性能方面由于已有的防覆冰涂料，具有显著优异的综合性能，而且制作方法简单，成本低，可以显著降低其使用成本，利于推广应用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种用于输电电缆的防覆冰涂料，包括以下重量份数的原料：
聚四氟乙烯树脂23份，聚丙烯酸十三氟辛酯27份，氟硅树脂18份，纳米二氧化硅17份，纳米四氧化三铁7份，纳米三氧化二钴3份，纳米氢氧化镁3份，水玻璃18份，N，N-二甲基甲酰胺13份，乙二醇乙醚醋酸酯10份，氟烃基硅油8份，羟乙基纤维素7份，醋酸丁酯3份，丙三醇6份，聚乙烯醇10份，甲苯5份，乙醇3份。
实施例2：
一种用于输电电缆的防覆冰涂料，包括以下重量份数的原料：
聚四氟乙烯树脂25份，聚丙烯酸十三氟辛酯28份，氟硅树脂19份，纳米二氧化硅20份，纳米四氧化三铁7-12份，纳米三氧化二钴3-4份，纳米氢氧化镁5份，水玻璃15份，N，N-二甲基甲酰胺14份，乙二醇乙醚醋酸酯13份，氟烃基硅油10份，羟乙基纤维素9份，醋酸丁酯4份，丙三醇7份，聚乙烯醇13份，甲苯6份，乙醇4份。
实施例3：
一种用于输电电缆的防覆冰涂料，包括以下重量份数的原料：
聚四氟乙烯树脂24份，聚丙烯酸十三氟辛酯30份，氟硅树脂20份，纳米二氧化硅18份，纳米四氧化三铁7-12份，纳米三氧化二钴3-4份，纳米氢氧化镁4份，水玻璃15份，N，N-二甲基甲酰胺15份，乙二醇乙醚醋酸酯11份，氟烃基硅油11份，羟乙基纤维素8份，醋酸丁酯4份，丙三醇8份，聚乙烯醇12份，甲苯8份，乙醇4份。
本发明的用于输电电缆的防覆冰涂料，按照下列方法进行制备：
(1)按照所述重量份数将聚四氟乙烯树脂、聚丙烯酸十三氟辛酯、氟硅树脂、纳米二氧化硅、纳米四氧化三铁、纳米三氧化二钴、纳米氢氧化镁送至球磨机，磨至粒径为20-40nm，然后与水玻璃混合搅拌，100-120r/min的速度搅拌40-50分钟，搅拌均匀得到混合物；
(2)然后将剩余的其它组分投入反应釜中，其中反应釜中保持恒定温度100-120℃，混合搅拌均匀，搅拌速度300-350r/min，搅拌时间20-30分钟，随后反应釜常温静置4-6小时；
(3)然后向反应釜中加入步骤(1)制得的混合物，超声分散40-50分钟，制得防覆冰涂料。
对比例1：
某公司制作的一种用于输电电缆的防覆冰涂料，由以下重量份的原料组成：
甲基丙烯酸十三氟辛酯15份，氟烃基硅油8份，聚全氟乙丙烯20份，二氧化硅15份，甲苯15份，环己酮25份，石蜡5份，氨丙基三乙氧基硅烷2份，甲基纤维素15份，酚醛树脂20份，二甲基硅油2份，二丁基二硫代氨基甲酸镍3份，乙醇15份。
表1中1～3为本发明实施例1～3制备的防覆冰涂料，从水接触角、耐酸耐碱性能、附着力性能、附着力、接触角、耐冲击性、耐候性、耐磨性以及使用该特防覆冰涂料后涂层与冰的垂直粘着力的减少量(％)以及涂料电阻等方面来评价该防覆冰涂料的性能，其中硬度采用GB/T6739-2006《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7天，耐碱性采用体积分数为10％的NaOH浸泡7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本发明实施例1～3及对比例1的性能测试
本发明实施例1-3的防覆冰涂料与水的接触角达到168°—169°，与冰的垂直粘着力降低量87％-89％，说明本发明的防覆冰涂料与现有技术相比，具有优异的疏水性能，同时，从表1中可以看到，本发明实施例1-3的防覆冰涂料在耐冲击性、耐磨性等综合性能方面由于已有的防覆冰涂料，具有显著优异的综合性能，而且制作方法简单，成本低，可以显著降低其使用成本，利于推广应用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种用于输电电缆的防覆冰涂料的制备方法，其特征在于，所述防覆冰涂料包括以下重量份数的原料：聚四氟乙烯树脂23-25份，聚丙烯酸十三氟辛酯27-30份，氟硅树脂18-20份，纳米二氧化硅17-20份，纳米四氧化三铁7-12份，纳米三氧化二钴3-4份，纳米氢氧化镁3-5份，水玻璃15-18份，N，N-二甲基甲酰胺13-15份，乙二醇乙醚醋酸酯10-13份，氟烃基硅油8-11份，羟乙基纤维素7-9份，醋酸丁酯3-4份，丙三醇6-8份，聚乙烯醇10-13份，甲苯5-8份，乙醇3-4份；
所述用于输电电缆的防覆冰涂料的制备方法，包括如下步骤：(1)按照所述重量份数将聚四氟乙烯树脂、聚丙烯酸十三氟辛酯、氟硅树脂、纳米二氧化硅、纳米四氧化三铁、纳米三氧化二钴、纳米氢氧化镁送至球磨机，磨至粒径为20-40nm，然后与水玻璃混合搅拌，100-120r/min的速度搅拌40-50分钟，搅拌均匀得到混合物；(2)然后将剩余的其它组分投入反应釜中，其中反应釜中保持恒定温度100-120℃，混合搅拌均匀，搅拌速度300-350r/min，搅拌时间20-30分钟，随后反应釜常温静置4-6小时；(3)然后向反应釜中加入步骤(1)制得的混合物，超声分散40-50分钟，制得防覆冰涂料。
2.根据权利要求1所述的用于输电电缆的防覆冰涂料的制备方法，其特征在于，所述防覆冰涂料包括以下重量份数的原料：聚四氟乙烯树脂23份，聚丙烯酸十三氟辛酯27份，氟硅树脂18份，纳米二氧化硅17份，纳米四氧化三铁7份，纳米三氧化二钴3份，纳米氢氧化镁3份，水玻璃18份，N，N-二甲基甲酰胺13份，乙二醇乙醚醋酸酯10份，氟烃基硅油8份，羟乙基纤维素7份，醋酸丁酯3份，丙三醇6份，聚乙烯醇10份，甲苯5份，乙醇3份。
3.根据权利要求1所述的用于输电电缆的防覆冰涂料的制备方法，其特征在于，所述防覆冰涂料包括以下重量份数的原料：聚四氟乙烯树脂25份，聚丙烯酸十三氟辛酯28份，氟硅树脂19份，纳米二氧化硅20份，纳米四氧化三铁7-12份，纳米三氧化二钴3-4份，纳米氢氧化镁5份，水玻璃15份，N，N-二甲基甲酰胺14份，乙二醇乙醚醋酸酯13份，氟烃基硅油10份，羟乙基纤维素9份，醋酸丁酯4份，丙三醇7份，聚乙烯醇13份，甲苯6份，乙醇4份。
4.根据权利要求1所述的用于输电电缆的防覆冰涂料的制备方法，其特征在于，所述防覆冰涂料包括以下重量份数的原料：聚四氟乙烯树脂24份，聚丙烯酸十三氟辛酯30份，氟硅树脂20份，纳米二氧化硅18份，纳米四氧化三铁7-12份，纳米三氧化二钴3-4份，纳米氢氧化镁4份，水玻璃15份，N，N-二甲基甲酰胺15份，乙二醇乙醚醋酸酯11份，氟烃基硅油11份，羟乙基纤维素8份，醋酸丁酯4份，丙三醇8份，聚乙烯醇12份，甲苯8份，乙醇4份。
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