CN109021922A - 一种输电线路除冰用融冰剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种输电线路除冰用融冰剂及其制备方法,属于输电线路除冰技术领域,由以下重量份数的成分制备:改性多壁碳纳米管15‑20份、环氧树脂24‑28份、碳酰胺30‑35份、醋酸钠10‑16份、1,2‑丙二醇20‑25份、丙三醇12‑18份、月桂酸单甘油酯5‑8份、缓蚀剂6‑10份、水41‑45份。本发明对多壁碳纳米管进行改性,然后与环氧树脂复合,并添加碳酰胺、醋酸钠和缓蚀剂等物质,各组分协同作用,制得的固体颗粒状融冰剂综合性能优异,低温环境下仍然具有较高的融冰速率,冰点在‑35℃以下,对道路、电杆、植物等伤害很小,能够在材料的表面形成一层疏水膜,对材料进行保护,减少伤害。本发明的融冰剂对输电线路的除冰工作具有重要的作用,尤其适合室外低温环境的除冰,值得推广。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路除冰技术领域,具体涉及一种输电线路除冰用融冰剂及其制备方法。
背景技术
随着国家电力事业的发展,供电电网的覆盖面积以及密度都在不断增加,线路的安全已经与我们的日常生活和工作密不可分。进入冬季后,我国大部分地区出现雨雪、冰冻天气,输变电设施受到不同程度损害,部分地区出现了设备跳闸、断线和倒塔事故,造成局部地区停电。我国输电线路遭受不同程度的覆冰灾害多达上千次。输电线路覆冰将导致电线舞动、断线、杆塔倒塌、绝缘子闪络等事故,对电网的正常运转和人民生活带来了极大不便。为减少覆冰引起各种事故的发生,目前国内外除冰方法繁多,但究其除冰机理可归纳为热力融冰法、机械除冰、自然除冰和机器人除冰法等方法。但是这些方法存在投资成本大,需要大量人力、除冰效率慢,容易对电气设备造成缺陷等不足。现有的融冰剂融冰速度慢,而且室外低温融冰效果差,不适用于输电线路的除冰,因此,研制一种适用于输电线路除冰的融冰剂至关重要。
公开号为CN106479439A的专利文献公开了一种用于变电站的融冰剂的制备方法,包含如下步骤:1)、按重量百分比计,在搅拌的状态下,依次将丙二醇:26%~34%、二乙二醇:46%~52%加入容器中,继续搅拌,充分溶解;2)、按重量百分比计,在搅拌的状态下,继续依次加入三乙醇胺:1%~3%、无水碳酸钠:2%~4%,搅拌并充分溶解;3)、按重量百分比计,在搅拌的状态下,将去离子水:13%~18%加入步骤2)已完全溶解的溶液中,使溶液的pH值为6.5~7.2;4)搅拌30分钟后,静置4小时;5)最后,用1微米的过滤器过滤分装;该发明变电站的融冰剂采用纳米技术,其PH值接近7,对电力设备均无腐蚀性,对环境无任何毒害作用。但是,经测试,该发明制得的融冰剂在低温下融冰速率慢,融冰效果差,不适用于输电线路的融冰除冰,融冰剂为液体,不易存放和携带,没有添加缓蚀作用的物质,不能对设备等材料的表面进行保护,致使材料的使用寿命缩短。
公开号为CN107760265A的专利文献公开了一种针对输电线路除冰的融冰剂,所述融冰剂为粉末状固体,按质量百分数计,所述融冰剂主要由以下组分组成:55-65%的氯化钠、18-20%的氧化钾和15-17%的三氯乙酸。该发明的一种针对输电线路除冰的融冰剂,在融冰效果上明显优于现有的融冰剂,其可达到快速融冰的技术效果,在温度5℃下,其融冰初期的融冰速率可达到60.3mL/min,远远大于氯化钙型融冰剂融冰初期的24.5mL/min的融冰速率,解决了现有融冰剂存在的不足,同时,由于胶状物的存在,其不仅可以对输电线路进行保护,还可以防止输电线路的二次结冰,具有优异的除冰融雪的技术效果。但是,该发明含有较多的氯离子,对植物和环境的伤害较大,经测试,该融冰剂的冰点较高,在低温下融冰速率较慢,输电线路低温的融冰除冰效果差。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种输电线路除冰用融冰剂及其制备方法,具有低的冰点,高的融冰速率,尤其适合输电线路低温的除冰工作使用。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种输电线路除冰用融冰剂,由以下重量份数的成分制备:改性多壁碳纳米管15-20份、环氧树脂24-28份、碳酰胺30-35份、醋酸钠10-16份、1,2-丙二醇20-25份、丙三醇12-18份、月桂酸单甘油酯5-8份、缓蚀剂6-10份、水41-45份。
优选的,所述改性多壁碳纳米管由以下重量份数的成分制备:多壁碳纳米管1-1.2份、氢氧化钠溶液22-25份、混酸溶液15-18份、丙酮12-16份、2,4-甲苯二异氰酸酯0.5-0.8份、乙二胺1-1.2份、丙烯酸甲酯5-8份、氯化亚砜6-10份、二甲基甲酰胺4-7份。
优选的,所述氢氧化钠溶液的质量分数为4-5%。
优选的,所述混酸溶液为浓硫酸和浓硝酸的混合液,体积比浓硫酸:浓硝酸为2-3:1。
优选的,所述缓蚀剂为葡萄糖酸钠、硫脲、硫酸铝中的一种或多种。
优选的,所述缓蚀剂为葡萄糖酸钠、硫脲、硫酸铝的混合物,重量比葡萄糖酸钠:硫脲:硫酸铝为1:2-3:0.5-0.8。
优选的,所述的一种输电线路除冰用融冰剂的制备方法,包含以下步骤:
S1:将环氧树脂、月桂酸单甘油酯和水置于磁力搅拌器中,60-65℃,以300-400r/min的转速搅拌10-15min后,加入改性多壁碳纳米管,保持温度不变,调节转速为100-150r/min,搅拌1-1.5h,得到混合液Ⅰ;
S2:将1,2-丙二醇、丙三醇、缓蚀剂、碳酰胺和醋酸钠置于反应釜中,通入氮气,在70-80℃条件下以200-300r/min的转速搅拌30-45min,得到混合液Ⅱ;
S3:将步骤S2得到的混合液Ⅱ中加入1/2重量份数的混合液Ⅰ,室温下以100-150r/min的转速搅拌30-45min后,加入剩余1/2重量份数的混合液Ⅰ,保持转速不变,继续搅拌2-3h,得到目标产物;
S4:将步骤S3得到的目标产物置于超声波中震荡6-8h后,喷雾,造粒,即可。
优选的,所述步骤S2中,反应釜内压强为0.8-1.2MPa。
优选的,所述步骤S4中,超声波频率为40kHz,功率为500W。
本发明的有益效果是:
环氧树脂作为重要的热固性树脂之一,具备优良的粘接强度、电绝缘性、化学稳定性、机械性能等,变形收缩率小,可提高材料的稳定性和柔韧性。多壁碳纳米管具有优异的力学性能和化学性能,具有开放的多孔结构,将其与环氧树脂复合增强融冰剂的疏水性,加快融冰剂固体溶解速度,附着在输电线路中电缆或电杆的表面,防止二次结冰,同时降低对电杆或路面摩擦衰减速率。
本发明将多壁碳纳米管进行改性,多壁碳纳米管优选比表面积为260-280m2/g,管径5-10nm,长度8-12μm,增强在环氧树脂中的分散效果。多壁碳纳米管在氢氧化钠溶液中浸渍后降低多壁碳纳米管的管径,然后用混酸溶液进行纯化后,本发明采用的混酸溶液为浓度为98%的浓硫酸和浓度为68%的浓硝酸混合,用2,4-甲苯二异氰酸酯、乙二胺、丙烯酸甲酯进行改性,经改性后的多壁碳纳米管在有机溶液中的分散性有较大的提高。然后用氯化亚砜和二甲基甲酰胺进行进一步改性,提高多壁碳纳米管表面的平整性,增强反应活性,提高融冰速率。
月桂酸单甘油酯作为表面活性剂,增强多壁碳纳米管的分散效果。1,2-丙二醇提高融冰剂的防冻效果,能有效降低水的冰点,丙三醇为有机溶剂。碳酰胺和醋酸钠具有较好的融冰效果,与环氧树脂和改性多壁碳纳米管协同作用,降低冰点,提高融冰速率。葡萄糖酸钠、硫脲、硫酸铝等缓蚀剂中的分子定向排列在材料表面,形成一层疏水膜,隔绝水分子与材料表面接触,从而起到缓蚀、防腐作用,缓蚀剂对材料的表面进行保护。
本发明对多壁碳纳米管进行改性,然后与环氧树脂复合,并添加碳酰胺、醋酸钠和缓蚀剂等物质,各组分协同作用,制得的固体颗粒状融冰剂综合性能优异,低温环境下仍然具有较高的融冰速率,冰点在-35℃以下,对道路、电杆、植物等伤害很小,能够在材料的表面形成一层疏水膜,对材料进行保护,减少伤害。本发明的融冰剂对输电线路的除冰工作具有重要的作用,尤其适合室外低温环境的除冰,值得推广。
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,下面对本发明实施例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实施例,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所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
表1 实施例1-4的融冰剂中各成分的重量份(份)
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
改性多壁碳纳米管 | 15 | 16 | 18 | 20 |
环氧树脂 | 24 | 25 | 26 | 28 |
碳酰胺 | 30 | 32 | 34 | 35 |
醋酸钠 | 10 | 12 | 14 | 16 |
1,2-丙二醇 | 20 | 22 | 23 | 25 |
丙三醇 | 12 | 14 | 16 | 18 |
月桂酸单甘油酯 | 5 | 6 | 7 | 8 |
缓蚀剂 | 6 | 8 | 9 | 10 |
水 | 41 | 42 | 43 | 45 |
表2 实施例1、3、5、6的改性多壁碳纳米管中各成分的重量份(份)
实施例1 | 实施例3 | 实施例5 | 实施例6 | |
多壁碳纳米管 | 1 | 1.1 | 1.1 | 1.2 |
氢氧化钠溶液 | 22 | 23 | 24 | 25 |
混酸溶液 | 15 | 16 | 17 | 18 |
丙酮 | 12 | 13 | 15 | 16 |
2,4-甲苯二异氰酸酯 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 |
乙二胺 | 1 | 1.1 | 1.1 | 1.2 |
丙烯酸甲酯 | 5 | 6 | 7 | 8 |
氯化亚砜 | 6 | 7 | 8 | 10 |
二甲基甲酰胺 | 4 | 5 | 6 | 7 |
实施例1
一种输电线路除冰用融冰剂,由表1所示的成分制成,所述改性多壁碳纳米管由表2所示的成分制成。
其中,所述氢氧化钠溶液的质量分数为4%。
所述混酸溶液为浓硫酸和浓硝酸的混合液,体积比浓硫酸:浓硝酸为2:1,浓硫酸浓度为98%,浓硝酸浓度为68%。
所述缓蚀剂为葡萄糖酸钠。
所述改性多壁碳纳米管的制备方法,包含以下步骤:
步骤一:将多壁碳纳米管置于氢氧化钠溶液中浸渍8h,孔径为0.6-0.8μm的第一次微孔滤膜过滤后,取固体产物置于烘箱中80℃恒温干燥2h后,置于混酸溶液中,常温下以200r/min的转速搅拌15min后,40KHz超声波震荡3h后,孔径为0.6-0.8μm的第二次微孔滤膜过滤,用去离子水冲洗滤膜上的固体,直到滤液PH=7,100℃恒温干燥2h后,得到混合物一;
步骤二:将步骤一得到的混合物一置于丙酮中,并加入2,4-甲苯二异氰酸酯,乙二胺常温下以200r/min的转速搅拌15min后,加入丙烯酸甲酯,保持转速不变,继续搅拌45min后,得到混合物二;
步骤三:将步骤二得到的混合物二中,加入氯化亚砜和二甲基甲酰胺混合,水浴加热60℃,以150r/min的转速搅拌4h后,于70℃真空干燥8h,研磨,得到改性多壁碳纳米管。
所述的一种输电线路除冰用融冰剂的制备方法,包含以下步骤:
S1:将环氧树脂、月桂酸单甘油酯和水置于磁力搅拌器中,60-65℃,以300r/min的转速搅拌15min后,加入改性多壁碳纳米管,保持温度不变,调节转速为100r/min,搅拌1.5h,得到混合液Ⅰ;
S2:将1,2-丙二醇、丙三醇、缓蚀剂、碳酰胺和醋酸钠置于反应釜中,通入氮气,反应釜内压强为0.8-1.2MPa,在70-80℃条件下以200r/min的转速搅拌45min,得到混合液Ⅱ;
S3:将步骤S2得到的混合液Ⅱ中加入1/2重量份数的混合液Ⅰ,室温下以100r/min的转速搅拌45min后,加入剩余1/2重量份数的混合液Ⅰ,保持转速不变,继续搅拌3h,得到目标产物;
S4:将步骤S3得到的目标产物置于超声波中震荡6h后,超声波频率为40kHz,功率为500W,喷雾,造粒,即可。
实施例2
一种输电线路除冰用融冰剂,由表1所示的成分制成,所述改性多壁碳纳米管中各成分及其用量同实施例1。
其中,所述氢氧化钠溶液的质量分数为4%。
所述混酸溶液为浓硫酸和浓硝酸的混合液,体积比浓硫酸:浓硝酸为2.2:1,浓硫酸浓度为98%,浓硝酸浓度为68%。
所述缓蚀剂为硫脲。
所述改性多壁碳纳米管的制备方法,同实施例1。
所述的一种输电线路除冰用融冰剂的制备方法,同实施例1。
实施例3
一种输电线路除冰用融冰剂,由表1所示的成分制成,所述改性多壁碳纳米管由表2所示的成分制成。
其中,所述氢氧化钠溶液的质量分数为4.5%。
所述混酸溶液为浓硫酸和浓硝酸的混合液,体积比浓硫酸:浓硝酸为2.5:1,浓硫酸浓度为98%,浓硝酸浓度为68%。
所述缓蚀剂为硫酸铝。
所述改性多壁碳纳米管的制备方法,包含以下步骤:
步骤一:将多壁碳纳米管置于氢氧化钠溶液中浸渍9h,孔径为0.6-0.8μm的第一次微孔滤膜过滤后,取固体产物置于烘箱中80℃恒温干燥2h后,置于混酸溶液中,常温下以250r/min的转速搅拌12min后,40KHz超声波震荡3h后,用孔径为0.6-0.8μm的第二次微孔滤膜过滤,用去离子水冲洗滤膜上的固体,直到滤液PH=7,100℃恒温干燥2h后,得到混合物一;
步骤二:将步骤一得到的混合物一置于丙酮中,并加入2,4-甲苯二异氰酸酯,乙二胺常温下以250r/min的转速搅拌12min后,加入丙烯酸甲酯,保持转速不变,继续搅拌40min后,得到混合物二;
步骤三:将步骤二得到的混合物二中,加入氯化亚砜和二甲基甲酰胺混合,水浴加热60℃,以180r/min的转速搅拌5h后,于75℃真空干燥7h,研磨,得到改性多壁碳纳米管。
所述的一种输电线路除冰用融冰剂的制备方法,包含以下步骤:
S1:将环氧树脂、月桂酸单甘油酯和水置于磁力搅拌器中,60-65℃,以350r/min的转速搅拌12min后,加入改性多壁碳纳米管,保持温度不变,调节转速为100r/min,搅拌1.5h,得到混合液Ⅰ;
S2:将1,2-丙二醇、丙三醇、缓蚀剂、碳酰胺和醋酸钠置于反应釜中,通入氮气,反应釜内压强为0.8-1.2MPa,在70-80℃条件下以250r/min的转速搅拌40min,得到混合液Ⅱ;
S3:将步骤S2得到的混合液Ⅱ中加入1/2重量份数的混合液Ⅰ,室温下以100r/min的转速搅拌45min后,加入剩余1/2重量份数的混合液Ⅰ,保持转速不变,继续搅拌2.5h,得到目标产物;
S4:将步骤S3得到的目标产物置于超声波中震荡7h后,超声波频率为40kHz,功率为500W,喷雾,造粒,即可。
实施例4
一种输电线路除冰用融冰剂,由表1所示的成分制成,所述改性多壁碳纳米管中各成分及其含量同实施例3。
其中,所述氢氧化钠溶液的质量分数为5%。
所述混酸溶液为浓硫酸和浓硝酸的混合液,体积比浓硫酸:浓硝酸为3:1,浓硫酸浓度为98%,浓硝酸浓度为68%。
所述缓蚀剂为葡萄糖酸钠、硫脲、硫酸铝的混合物,重量比葡萄糖酸钠:硫脲:硫酸铝为1:2:0.5。
所述改性多壁碳纳米管的制备方法,同实施例3。
所述的一种输电线路除冰用融冰剂的制备方法,同实施例3。
实施例5
一种输电线路除冰用融冰剂中各成分及其含量同实施例3,所述改性多壁碳纳米管由表2所示的成分制成,。
其中,所述氢氧化钠溶液的质量分数为4.5%。
所述混酸溶液为浓硫酸和浓硝酸的混合液,体积比浓硫酸:浓硝酸为2.5:1,浓硫酸浓度为98%,浓硝酸浓度为68%。
所述缓蚀剂为葡萄糖酸钠、硫脲、硫酸铝的混合物,重量比葡萄糖酸钠:硫脲:硫酸铝为1:2.5:0.6。
所述改性多壁碳纳米管的制备方法,同实施例3。
所述的一种输电线路除冰用融冰剂的制备方法,同实施例3。
实施例6
一种输电线路除冰用融冰剂中各成分及其含量同实施例3,所述改性多壁碳纳米管由表2所示的成分制成。
其中,所述氢氧化钠溶液的质量分数为5%。
所述混酸溶液为浓硫酸和浓硝酸的混合液,体积比浓硫酸:浓硝酸为2.5:1,浓硫酸浓度为98%,浓硝酸浓度为68%。
所述缓蚀剂为葡萄糖酸钠、硫脲、硫酸铝的混合物,重量比葡萄糖酸钠:硫脲:硫酸铝为1:2.5:0.7。
所述改性多壁碳纳米管的制备方法,包含以下步骤:
步骤一:将多壁碳纳米管置于氢氧化钠溶液中浸渍9h,孔径为0.6-0.8μm的第一次微孔滤膜过滤后,取固体产物置于烘箱中80℃恒温干燥2h后,置于混酸溶液中,常温下以300r/min的转速搅拌10min后,40KHz超声波震荡3h后,用孔径为0.6-0.8μm的第二次微孔滤膜过滤,用去离子水冲洗滤膜上的固体,直到滤液PH=7,100℃恒温干燥2h后,得到混合物一;
步骤二:将步骤一得到的混合物一置于丙酮中,并加入2,4-甲苯二异氰酸酯,乙二胺常温下以300r/min的转速搅拌10min后,加入丙烯酸甲酯,保持转速不变,继续搅拌30min后,得到混合物二;
步骤三:将步骤二得到的混合物二中,加入氯化亚砜和二甲基甲酰胺混合,水浴加热60℃,以200r/min的转速搅拌4h后,于80℃真空干燥6h,研磨,得到改性多壁碳纳米管。
所述的一种输电线路除冰用融冰剂的制备方法,包含以下步骤:
S1:将环氧树脂、月桂酸单甘油酯和水置于磁力搅拌器中,60-65℃,以400r/min的转速搅拌10min后,加入改性多壁碳纳米管,保持温度不变,调节转速为150r/min,搅拌1.5h,得到混合液Ⅰ;
S2:将1,2-丙二醇、丙三醇、缓蚀剂、碳酰胺和醋酸钠置于反应釜中,通入氮气,反应釜内压强为0.8-1.2MPa,在70-80℃条件下以300r/min的转速搅拌30min,得到混合液Ⅱ;
S3:将步骤S2得到的混合液Ⅱ中加入1/2重量份数的混合液Ⅰ,室温下以150r/min的转速搅拌30min后,加入剩余1/2重量份数的混合液Ⅰ,保持转速不变,继续搅拌2h,得到目标产物;
S4:将步骤S3得到的目标产物置于超声波中震荡8h后,超声波频率为40kHz,功率为500W,喷雾,造粒,即可。
实施例7
一种输电线路除冰用融冰剂中各成分及其含量均同实施例3,但与实施例3不同的是,本实施例中,所述改性多壁碳纳米管的制备方法,同实施例3。所述的一种输电线路除冰用融冰剂的制备方法,同实施例6。
实施例8
一种输电线路除冰用融冰剂中各成分及其含量均同实施例3,但与实施例3不同的是,本实施例中,所述改性多壁碳纳米管的制备方法,同实施例6。所述的一种输电线路除冰用融冰剂的制备方法,同实施例1。
实施例1-8中,所述多壁碳纳米管的比表面积为260-280m2/g,管径5-10nm,长度8-12μm。
对比例1
一种输电线路除冰用融冰剂中各成分及其含量均同实施例3,制备方法也同实施例3,但与实施例3不同的是,本对比例中,缺少月桂酸单甘油酯和醋酸钠。
对比例2
一种输电线路除冰用融冰剂中各成分及其含量均同实施例3,制备方法也同实施例3,但与实施例3不同的是,本对比例中,缺少缓蚀剂。
对比例3
一种输电线路除冰用融冰剂中各成分及其含量均同实施例3,制备方法也同实施例3,但与实施例3不同的是,本对比例中,未对多壁碳纳米管进行改性。
对比例4
一种输电线路除冰用融冰剂中各成分及其含量均同实施例3,制备方法也同实施例3,但与实施例3不同的是,本对比例中,对多壁碳纳米管进行改性,缺少2,4-甲苯二异氰酸酯和丙烯酸甲酯。
所述改性多壁碳纳米管的制备方法,包含以下步骤:
步骤一:将多壁碳纳米管置于氢氧化钠溶液中浸渍9h,第一次微孔滤膜过滤后,取固体产物置于烘箱中80℃恒温干燥2h后,置于混酸溶液中,常温下以250r/min的转速搅拌12min后,40KHz超声波震荡3h后,第二次微孔滤膜过滤,用去离子水冲洗滤膜上的固体,直到滤液PH=7,100℃恒温干燥2h后,得到混合物一;
步骤二:将步骤一得到的混合物置于丙酮中,并加入乙二胺常温下以250r/min的转速搅拌12min后,得到混合物二;
步骤三:将步骤二得到的混合物二中,加入氯化亚砜和二甲基甲酰胺混合,水浴加热60℃,以180r/min的转速搅拌5h后,于75℃真空干燥7h,研磨,得到改性多壁碳纳米管。
性能测试
融冰速率测试
在冰盘内注入500毫升蒸馏水,置于冰柜内,在-30℃条件下冰冻12小时冻结成冰。将冰柜盖打开,将温度调节到-20℃,把各冰盘陈列。在一分钟内将10克融冰剂均匀散布到冰盘面上。分别在15、30、45、60分钟收集融化掉的水,并称重,测试结果参见表3。
表3 实施例1-8及对比例1-4融冰剂融化掉水的重量(g)
15min | 30min | 45min | 60min | |
实施例1 | 23 | 26.5 | 30.2 | 33.6 |
实施例2 | 23.2 | 27.1 | 30.8 | 33.9 |
实施例3 | 24.7 | 28 | 31.2 | 34.5 |
实施例4 | 25.5 | 28.9 | 32.1 | 35.6 |
实施例5 | 27.6 | 29.8 | 33.2 | 37.7 |
实施例6 | 27.5 | 29.4 | 33 | 37.4 |
实施例7 | 27.2 | 29.3 | 32.7 | 36.7 |
实施例8 | 26.8 | 29 | 32.3 | 36.3 |
对比例1 | 12.1 | 16.5 | 19.3 | 22.3 |
对比例2 | 15.2 | 18.8 | 20.9 | 25.4 |
对比例3 | 12.3 | 15.8 | 18.9 | 22.1 |
对比例4 | 13.6 | 17.5 | 19.7 | 23.5 |
其他性能的测试,参见GB/T 23851-2017,测试结果参见表4。
表4 实施例1-8及对比例1-4融冰剂性能测试结果
结合表3和表4,对本发明实施例1-8融冰速率进行测试,在-20℃条件下,当把融冰剂撒在冰面上产生融冰作用时,可以听到啪啪的冰裂声,在融冰剂的周围形成很多“小坑”,在融冰剂的部位最终形成纵横沟壑的冰面,在低温环境下具有优异的融冰效果。冰点在-35℃以下,融冰剂能够在223s甚至更短的时间内溶解,对路面摩擦衰减和植物种子的受害很小,综合性能优异。对比例1省略月桂酸单甘油酯和醋酸钠,融冰剂的融冰速率显著下降、冰点显著上升,对比例2缺少缓蚀剂,对路面和植物种子的伤害较大;对比例3未将多壁碳纳米管进行改性,融冰剂的融冰速率、固体溶解速率下降明显;对比例4对多壁碳纳米管进行改性缺少2,4-甲苯二异氰酸酯和丙烯酸甲酯,融冰剂的综合性能均有所下降。说明本发明配方和工艺适配性好,各原料之间是相辅相成的,缺少任何一种原料,材料的性能就会明显下降。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换,只要不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种输电线路除冰用融冰剂,其特征在于:由以下重量份数的成分制备:改性多壁碳纳米管15-20份、环氧树脂24-28份、碳酰胺30-35份、醋酸钠10-16份、1,2-丙二醇20-25份、丙三醇12-18份、月桂酸单甘油酯5-8份、缓蚀剂6-10份、水41-45份。
2.如权利要求1所述的一种输电线路除冰用融冰剂,其特征在于:所述改性多壁碳纳米管由以下重量份数的成分制备:多壁碳纳米管1-1.2份、氢氧化钠溶液22-25份、混酸溶液15-18份、丙酮12-16份、2,4-甲苯二异氰酸酯0.5-0.8份、乙二胺1-1.2份、丙烯酸甲酯5-8份、氯化亚砜6-10份、二甲基甲酰胺4-7份。
3.如权利要求2所述的一种输电线路除冰用融冰剂,其特征在于:所述氢氧化钠溶液的质量分数为4-5%。
4.如权利要求3所述的一种输电线路除冰用融冰剂,其特征在于:所述混酸溶液为浓硫酸和浓硝酸的混合液,体积比浓硫酸:浓硝酸为2-3:1。
5.如权利要求4所述的一种输电线路除冰用融冰剂,其特征在于:所述缓蚀剂为葡萄糖酸钠、硫脲、硫酸铝中的一种或多种。
6.如权利要求5所述的一种输电线路除冰用融冰剂,其特征在于:所述缓蚀剂为葡萄糖酸钠、硫脲、硫酸铝的混合物,重量比葡萄糖酸钠:硫脲:硫酸铝为1:2-3:0.5-0.8。
7.如权利要求1-6任意一项所述的一种输电线路除冰用融冰剂的制备方法,其特征在于:包含以下步骤:
S1:将环氧树脂、月桂酸单甘油酯和水置于磁力搅拌器中,60-65℃,以300-400r/min的转速搅拌10-15min后,加入改性多壁碳纳米管,保持温度不变,调节转速为100-150r/min,搅拌1-1.5h,得到混合液Ⅰ;
S2:将1,2-丙二醇、丙三醇、缓蚀剂、碳酰胺和醋酸钠置于反应釜中,通入氮气,在70-80℃条件下以200-300r/min的转速搅拌30-45min,得到混合液Ⅱ;
S3:将步骤S2得到的混合液Ⅱ中加入1/2重量份数的混合液Ⅰ,室温下以100-150r/min的转速搅拌30-45min后,加入剩余1/2重量份数的混合液Ⅰ,保持转速不变,继续搅拌2-3h,得到目标产物;
S4:将步骤S3得到的目标产物置于超声波中震荡6-8h后,喷雾,造粒,即可。
8.如权利要求7所述的一种输电线路除冰用融冰剂的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中,反应釜内压强为0.8-1.2MPa。
9.如权利要求8所述的一种输电线路除冰用融冰剂的制备方法,其特征在于:所述步骤S4中,超声波频率为40kHz,功率为500W。
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