CN109593387A - 一种应用于电力系统的超憎水超自洁防污闪绝缘子的制备工艺 - Google Patents

一种应用于电力系统的超憎水超自洁防污闪绝缘子的制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于电力系统的超憎水超自洁防污闪绝缘子的制备工艺，涉及涂层技术领域，包括如下步骤：(1)制备纳米二氧化硅颗粒；(2)低表面能纳米二氧化硅颗粒的获得；(3)表面修饰；(4)超疏水涂层的获得，本发明的涂料采用微纳无机材料为主体，多孔多级多层结构使其稳定、耐磨。虽然材料的迁移特性影响其使用寿命，但DSAN材料具有超强的自洁能力，使材料本身需要迁移与扩散的时间更短，需要消耗的小分子和纳米颗粒极少。DSAN材料寿命期后无需对绝缘子进行表面处理，可直接重新喷涂，寿命期内免维护。

Description

一种应用于电力系统的超憎水超自洁防污闪绝缘子的制备 工艺
技术领域
本发明涉及涂层技术领域，具体涉及一种应用于电力系统的超憎水超自洁 防污闪绝缘子的制备工艺。
背景技术
目前，电力系统除使用传统的瓷和玻璃绝缘子，相对新型的、由有机材料制 成的硅橡胶类外绝缘产品(包括合成绝缘子、RTV涂料及增爬裙)也在一定程度 上被接受，且正在发挥瓷及玻璃绝缘子无法替代的防污闪作用。合成绝缘子作为 正式性产品，一般认为使用寿命为20～30年，与线路及变电站的设计寿命(30 年)相当；而瓷、玻璃绝缘子表面涂覆RTV、PRTV涂料由于材料性能、施工工艺 等诸多原因，到目前为止仍仅作为补救性或临时性措施使用，其使用寿命年限始 终有待考证。
同时，在变电设备上，大多数仍然采用传统的瓷绝缘配置，将繁重的调爬和 清扫工作留给运行单位，甚至一些新站址已到了难以选取的地步。近年“按饱和 盐密配置外绝缘”技术政策的实施，完全依靠大爬距瓷绝缘来达到变电设备所需 配置将更为困难，同时瓷绝缘涂覆PRTV等在大多数情况下只能利用短暂的停电 检修时间进行施工，受现场施工条件影响，存在部分质量问题。
中国专利公开号为CN106380945A公开了一种防污闪超疏水涂料及其制备方 法与应用，属于涂料领域，其制备方法具体包括以下步骤：(1)将纳米二氧化硅 粒子加入含有聚二甲基硅氧烷的有机溶剂中至所述纳米二氧化硅粒子均匀分散， 待所述有机溶剂挥发后制得低表面能纳米二氧化硅粒子；(2)将步骤(1)中制得的 低表面能纳米二氧化硅粒子与粘结剂加入有机溶剂中，搅拌制得防污闪超疏水涂 料。该方法工艺流程简单，对设备要求低，且原材料来源广泛，成本低廉，制得 的防污闪超疏水涂料具有憎水性能优异、耐老化性能强、自修复效果好、污闪电 压高等优点，用于重雾霾地区输变电设备的外绝缘防护。
中国专利公开号为CN107760065A公开了一种用于防污闪涂料的超憎水填料 粒子的改性方法与应用，包括如下步骤：1)配制填料粒子分散液；2)配制氟硅烷 偶联剂的乙醇分散液，并调整氟硅烷偶联剂的乙醇分散液的pH值为3-5；3)向 步骤2)中得到的分散液中加入氟硅烷偶联剂，超声使氟硅偶联剂充分水解，得 到氟硅偶联剂溶液，备用；4)将向步骤1)中制备的含有填料粒子的分散液中加 入步骤3)中制备的氟硅偶联剂溶液，加热搅拌反应，对填料粒子表面进行改性； 5)将改性后的物料干燥后研磨，即得改性填料粒子。该改性方法是采用含氟硅烷 偶联剂对防污闪涂料用的填料粒子进行表面改性，可以使填料粒子表面憎水亲 油，进而使得涂料的憎水性提高，憎水角可达到150°以上。
虽然上述两种涂料均能实现一定程度上的憎水防污功能，但是仍然是一元结 构，表面磨损后憎水性下降明显，另外，其憎水性能仍然存在不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于电力系统的超憎水超自洁防污闪绝缘子 的制备工艺，以解决现有技术中导致的上述缺陷。
本发明中超疏水仿生材料制备的基本思想为：通过在纳米粒子表面有目的 接枝不同种类和数量的功能化分子，实现对纳米粒子自组装过程、自组装形貌和 自组装体大小的调控，使纳米粒子自组装成类似荷叶表面单个微米尺度突起的形 貌，并将纳米粒子自组装体固定基体表面形成多级微观尺度复合粗糙结构。
一种应用于电力系统的超憎水超自洁防污闪绝缘子的制备工艺，包括如下 步骤：
(1)制备纳米二氧化硅颗粒：将TEOS溶解于乙醇中获得无水乙醇与TEOS 的混合液，将TEOS与无水乙醇的混合液倒入安装有电动搅拌桨、滴液漏斗和冷 凝器的容量为5L的烧瓶中，滴液漏斗中含有按照蒸馏水和氨水体积比为2：7 配制的氨水溶液，开启电动搅拌器，同时打开并调节滴液漏斗的开关，使氨水溶 液以15mL/min的速度均匀滴入三口烧瓶，待氨水的蒸馏水溶液滴加完毕，继续 搅拌1h获得纳米二氧化硅溶胶，将纳米二氧化硅溶胶在115-125℃的干燥箱中 干燥22-26h，除去溶剂和副产物获得干燥后的纳米二氧化硅凝胶，将凝胶研磨 并用300目的分样筛过滤，获得纳米二氧化硅粒子；
(2)低表面能纳米二氧化硅颗粒的获得：将聚二甲基硅氧烷和二月桂酸二 丁基锡加入装有电动搅拌器的烧瓶中，并加入n-庚烷，并机械搅拌10分钟，将 纳米二氧化硅加入到以上混合液中，并机械搅拌15分钟和超声波震动1min，使 纳米二氧化硅粒子均匀分散于混合液中，室温下，将以上体系静置于36h，使PDMS 分子接枝到纳米二氧化硅表面，并使n-庚烷挥发，获得低表面能纳米二氧化硅 粒子；
(3)表面修饰：首先将低表面能纳米二氧化硅粒子在室温下分散于150ml 的无水乙醇中，并超声波分散3分钟，将低表面能纳米二氧化硅粒子的无水乙醇 分散液注入500ml的三口烧瓶中，并将体系放置于58-62℃的水域中进行机械搅 拌，机械搅拌过程中，向体系中加入氨丙基三乙氧基硅烷和4-6ml的酸性超纯水， 其中酸性超纯水是通过在超纯水中加入醋酸调至pH值为5时获得，将反应体系 在58-52℃下保持2h，并机械搅拌，使APTES分子通过-OH基团间的缩合反应接 枝到低表面能纳米二氧化硅粒子表面，获得表面修饰APTES的低表面能纳米二氧 化硅粒子分散液；
(4)超疏水涂层的获得：将清洗干净的绝缘子浸渍在表面修饰APTES的低 表面能纳米二氧化硅粒子分散液中，再提拉成膜的方式，使纳米二氧化硅粒子在 绝缘子表面进行自组装，最后，将镀膜绝缘子放置于115-125℃的烘箱中15-25 分钟，即获得具有二氧化硅超疏水涂层的绝缘子。
优选的，所述步骤(1)中TEOS与无水乙醇和TEOS的混合液的体积比为3:35， 所述氨水溶液与无水乙醇和TEOS的混合液的体积比为9:275。
优选的，所述步骤(2)中聚二甲基硅氧烷、二月桂酸二丁基锡以及纳米二 氧化硅的质量比为10:1：100，所述n-庚烷的用量为50ml。
优选的，所述步骤(1)中将纳米二氧化硅溶胶在120℃的干燥箱中干燥24h。
优选的，所述步骤(3)中低表面能纳米二氧化硅粒子与氨丙基三乙氧基硅 烷的质量比为11:1，且低表面能纳米二氧化硅粒子的用量为5-6g，所述水浴温 度为60℃。
优选的，所述步骤(4)中烘箱温度为120℃，烘烤时间为20分钟。
本发明还公开了一种超憎水超自洁防污闪涂料(英文名：DSAN)，其采用 上述的步骤(1)-(3)的工艺制得。
本发明的优点在于：
(1)本发明基于荷叶超疏水仿生原理设计：一是在基底上构造二元微纳复 合粗糙结构表面；二是在二元微纳复合粗糙结构化表面上通过化学或物理方法修 饰或沉积低表面能物质。
(2)对DSAN涂层进行酸碱耐受性实验发现，水滴pH值由1变化到14的过 程中，表面接触角始终大于150°，滚动角保持较小数值，表明该超憎水表面具 有耐强酸强碱性。具有微纳二元结构的超疏水表面耐磨性能要好于单纯由纳米或 微米结构组成的超疏水表面。微纳二元复合结构在磨损过程中，微米结构顶端的 纳米结构受磨损被破坏，而下层未受磨损的纳米结构使表面依然保持超疏水性， 滚动角略有所增加，但小于单纯纳米或微米结构的超疏水表面的滚动角。
(3)水滴在超疏水涂层上的复合接触面由“液-固”和“气-液”接触面组 成，实际双超DSAN涂层与水滴的接触面积仅占整个复合接触面的面积的9％，91％ 的复合接触面积被空气占据。本发明的涂层滚动角不大于5度，涂层表面几乎不 会对水滴显示拖拽作用，这种优异憎水性能有利于水滴自由运动，可能使这种 DSAN涂层具有防冰性能。
(4)本发明的涂层具有超强的自洁性能，水-灰混合污秽无法在其表面附着， 从污液中提取样品瞬间即自洁。
(5)本发明的涂料中有机小分子聚硅氧烷对纳米SiO2的重组装及表面修饰， 使得产品理论上具有憎水迁移性；同时，热运动或者其他外力的作用促进具有疏 水性能纳米颗粒向积灰层的扩散，使得DSAN产品具有远优于RTV的憎水迁移性 性能。
(6)本发明的涂料采用微纳无机材料为主体，多孔多级多层结构使其稳定、 耐磨。虽然材料的迁移特性影响其使用寿命，但DSAN材料具有超强的自洁能力， 使材料本身需要迁移与扩散的时间更短，需要消耗的小分子和纳米颗粒极少。 DSAN材料寿命期后无需对绝缘子进行表面处理，可直接重新喷涂，寿命期内免 维护。
附图说明
图1为不同放大倍数的纳米二氧化硅超疏水涂层表面的场发射扫描电子显 微镜图像。
图2为水滴在双超涂层上的形状。
图3为用光学显微镜观察复合接触面的示意图。
图4为灰层与DSAN涂层复合接触界面微观示意图。
图5为滚动角原理图。
图6(a)、(b)、(c)分别为RTV涂层绝缘子、复合绝缘子、DSAN涂层绝缘子 在水-硅藻土污液中浸泡96小时后提取干燥后的表面特征。
图7为复合绝缘子在重度积污后的自洁试验，使用喷水法使其表面自洁， 其表面部分已转换为亲水特征。
图8为DSAN涂层绝缘子，使用人工方式使其表面积污，干燥后喷水即可使 其表面自洁。
图9为DSAN涂料憎水迁移性原理图。
图10为憎水迁移性试验一的实物图。
图11为憎水迁移性试验二的实物图。
图12为憎水迁移性试验三的实物图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
一种应用于电力系统的超憎水超自洁防污闪绝缘子的制备工艺，包括如下 步骤：
(1)制备纳米二氧化硅颗粒：将300mL的TEOS溶解于乙醇中获得3.5L的 无水乙醇与TEOS的混合液，将TEOS与无水乙醇的混合液倒入安装有电动搅拌桨、 滴液漏斗和冷凝器的容量为5L的烧瓶中，滴液漏斗中含有按照蒸馏水和氨水体 积比为2：7配制的氨水溶液，开启电动搅拌器，同时打开并调节滴液漏斗的开 关，使180mL氨水溶液以15mL/min的速度均匀滴入三口烧瓶，待氨水的蒸馏水 溶液滴加完毕，继续搅拌1h获得纳米二氧化硅溶胶，将纳米二氧化硅溶胶在 120℃的干燥箱中干燥24h，除去溶剂和副产物获得干燥后的纳米二氧化硅凝胶， 将凝胶研磨并用300目的分样筛过滤，获得纳米二氧化硅粒子；
(2)低表面能纳米二氧化硅颗粒的获得：将0.5g的聚二甲基硅氧烷(PDMS) 和0.05g的二月桂酸二丁基锡(DBTD)加入装有电动搅拌器的烧瓶中，并加入 50ml的n-庚烷，并机械搅拌10分钟，将5g的纳米二氧化硅加入到以上混合液 中，并机械搅拌15分钟和超声波震动1min，使纳米二氧化硅粒子均匀分散于混 合液中，室温下，将以上体系静置于36h，使PDMS分子接枝到纳米二氧化硅表 面，并使n-庚烷挥发，获得低表面能纳米二氧化硅粒子；
(3)表面修饰：首先将5.5g的低表面能纳米二氧化硅粒子在室温下分散 于150ml的无水乙醇中，并超声波分散3分钟，将低表面能纳米二氧化硅粒子的 无水乙醇分散液注入500ml的三口烧瓶中，并将体系放置于60℃的水域中进行 机械搅拌，机械搅拌过程中，向体系中加入0.5g的氨丙基三乙氧基硅烷(APTES) 和5ml的酸性超纯水，其中酸性超纯水是通过在超纯水中加入醋酸调至pH值为 5时获得，将反应体系在60℃下保持2h，并机械搅拌，使APTES分子通过-OH 基团间的缩合反应接枝到低表面能纳米二氧化硅粒子表面，获得表面修饰APTES 的低表面能纳米二氧化硅粒子分散液；
(4)超疏水涂层的获得：将清洗干净的绝缘子浸渍在表面修饰APTES的低 表面能纳米二氧化硅粒子分散液中，再提拉成膜的方式，使纳米二氧化硅粒子在 绝缘子表面进行自组装，最后，将镀膜绝缘子放置于120℃的烘箱中20分钟， 即获得具有二氧化硅超疏水涂层的绝缘子。
实施例2
其余与实施例1相同，不同之处在于：所述步骤(1)中TEOS的用量为400ml， 将纳米二氧化硅溶胶在115℃的干燥箱中干燥26h；所述步骤(2)中聚二甲基硅 氧烷用量为0.6g，二月桂酸二丁基锡的用量为0.06g，纳米二氧化硅的用量为 6g，所述水浴温度为58℃，酸性超纯水用量为6ml；所述步骤(4)中烘箱温度 为115℃，烘烤时间为25分钟。
实施例3
其余与实施例1相同，不同之处在于：所述步骤(1)中TEOS的用量为350ml， 将纳米二氧化硅溶胶在125℃的干燥箱中干燥22h；所述步骤(2)中聚二甲基硅 氧烷用量为0.4g，二月桂酸二丁基锡的用量为0.04g，纳米二氧化硅的用量为 4g，所述水浴温度为62℃，酸性超纯水用量为4ml；所述步骤(4)中烘箱温度 为125℃，烘烤时间为15分钟。
性能测试：
1.双超防污闪涂料微观结构
图1所示为不同放大倍数的纳米二氧化硅超疏水涂层表面的场发射扫描电 子显微镜(FieldEmission-ScanningElectrodMicroscope,FE-SEM)图像。
低倍数SEM图中看出，制备的薄膜比较平整光滑(图1a)。而高倍数的SEM 清晰显示出多孔结构(图1b)，且单个纳米颗粒尺寸约在40-100nm之间(图1b-c)， 单个颗粒表面分布着数纳米级的突起，构成二级结构。
对比图1(b)和(c)能够看出，这种微观结构特征与荷叶表面的微观结构特征 相似。因此，通过纳米粒子表面自组装法实现了在普通光滑玻璃表面制备具备“荷 叶效应”所需的二元复合粗糙结构的目标。
2.双超防污闪涂料的性能
2.1双超防污闪涂料的超憎水性
图2所示为水滴在双超涂层上的形状，水滴近似为圆球形。实际测量的水 滴在双超涂层上的静态接触角在160°到170°之间，静态接触角平均值为 162°。
对DSAN涂层进行酸碱耐受性实验发现，水滴pH值由1变化到14的过程中， 表面接触角始终大于150°，滚动角保持较小数值，表明该超憎水表面具有耐强 酸强碱性。
具有微纳二元结构的超疏水表面耐磨性能要好于单纯由纳米或微米结构组 成的超疏水表面。微纳二元复合结构在磨损过程中，微米结构顶端的纳米结构受 磨损被破坏，而下层未受磨损的纳米结构使表面依然保持超疏水性，滚动角略有 所增加，但小于单纯纳米或微米结构的超疏水表面的滚动角。
DSAN以纳米二氧化硅粒子为填料，采用喷涂法制备出表面具有多层多级多 孔结构的防污闪涂层。经过10μN的微观尺度磨损和10mN的宏观机械磨损后， 虽然在DSAN涂层表面观察到磨损的痕迹，但涂层继续保持良好的超憎水性能。 硬质二氧化硅颗粒和各层间的静电作用起到了提高涂层机械耐磨性能的效果。同 时，采用漆膜划格试验对超疏水涂层的附着力进行测试，结果表明划格后涂层表 面未出现脱落现象。
2.2双超防污闪涂料的超自洁性
水滴在超疏水涂层上的复合接触面由“液-固”和“气-液”接触面组成， 实际双超DSAN涂层与水滴的接触面积仅占整个复合接触面的面积的9％，91％的 复合接触面积被空气占据。
图3所示为用光学显微镜观察复合接触面的示意图。图3中亮区是由光线 在水相和空气相界面处的散射产生，暗区由光线在空气相和固相界面处的散射 产，亮区占整个复合接触界面区域的绝大部分，这表明许多空气被截留在水滴与 DSAN涂层的复合接触界面，因此整个复合界面区主要有气-液界面组成。双超 DSAN涂层放置于光学显微镜的载物台上，调节光学显微镜的灯光方向，将显微 镜的观察模式调整为反射式。将10μL的水滴轻轻地放置于DSAN涂层之上，调 整光学显微镜焦距，直至清晰地观察到水滴与DSAN涂层的复合接触界面。
图4为灰层与DSAN涂层复合接触界面微观示意图。DSAN涂料多孔多级结构 的特点，使涂料表面与灰接触面大大减小，且灰尘与憎水层纳米结构之间有气孔 阻隔，使灰尘与涂料表面附着力非常微弱。
滚动角是指液滴在倾斜表面上刚好发生滚动时，倾斜表面与水平面所形成 的临界角度，以α表示。如图所示，当一滴水放置在固体倾斜表面而达到一种滚 动前的临界状态时，固体表面倾斜的角度就是滚动角。一般在超疏水表面表征时 与接触角一起会用到的，滚动角与接触角相类似，是表征一个特定表面润湿性的 重要方法。也是常用的一种测量材料表面润湿性的方法。
测量结果表明，双超DSAN涂层滚动角不大于5度，涂层表面几乎不会对水 滴显示拖拽作用，这种优异憎水性能有利于水滴自由运动，可能使这种DSAN涂 层具有防冰性能。而水滴在RTV硅橡胶涂层上接触角为120°左右，测试的最大 后退接触角为67度，其滚动角为53度，远大于DSAN涂层。这说明RTV硅橡胶 涂层虽然呈现憎水性，但是这种涂层一旦被润湿，便会对水滴显示较强的拖拽作 用，因而RTV硅橡胶涂层的防冰性能较差。
图6(a)、(b)、(c)分别为RTV涂层绝缘子、复合绝缘子、DSAN涂层绝缘子 在水-硅藻土污液中浸泡96小时后提取干燥后的表面特征。试验表明，长时间严 重污染条件下，RTV和复合绝缘表面积污严重，水-灰混合污秽在硅橡胶涂层表 面亲和附着，而DSAN涂层具有超强的自洁性能，水-灰混合污秽无法在其表面附 着，从污液中提取样品瞬间即自洁。
图7为复合绝缘子在重度积污后的自洁试验，使用喷水法使其表面自洁， 其表面部分已转换为亲水特征。图8为DSAN涂层绝缘子，使用人工方式使其表 面积污，干燥后喷水即可使其表面自洁。在人工覆污过程中，DSAN局部湿度增 大后污秽区出现收缩现象，此特征可以绝缘子表面无法形成放电干区，阻止污闪 发生。
2.3双超防污闪涂料的憎水迁移性
憎水迁移性是指绝缘子表面或涂层脏污后,绝缘子表面或涂层可以把本身 的憎水性迁移到污秽表面,使污秽层表面也有憎水性。事实上,正是硅橡胶类涂料 的憎水迁移性,才使硅橡胶合成绝缘子、RTV的耐污性能优于其他材料。凡是不 具备此功能的超疏水涂料仅称为自清洁涂料在绝缘子中使用，不能作为防污闪涂 料使用。
目前国内外学者对硅橡胶憎水迁移机理尚未取得一致意见,主要有以下观 点。小分子迁移理论，该理论认为:绝缘表面脏污时,未与其他分子相交链的小分 子硅氧烷从绝缘材料内部扩散到绝缘材料表面,并进一步扩散到污秽层表面,这 种迁移过程改变了污秽层的表面特性,使其表面具有憎水性。测试分析研究结果 表明,污秽物中含有小分子,憎水迁移程度就越高；短链小分子迁移速度快，硅橡 胶憎水迁移速度快,则老化速度也快。
DSAN涂料中有机小分子聚硅氧烷对纳米SiO2的重组装及表面修饰，使得产 品理论上具有憎水迁移性；同时，热运动或者其他外力的作用促进具有疏水性能 纳米颗粒向积灰层的扩散，使得DSAN产品具有远优于RTV的憎水迁移性性能。
憎水迁移性试验一：DSAN涂料与灰之间的附着力非常小，无法采用浸污及 涂刷的方式进行涂污，我们采用人工筛落硅藻土的方式进行覆污，常温条件静置 96小时后测试其憎水迁移性，如图10所示。喷水分级法判定为HC1级。试验灰 密≈5mg/cm2。
憎水迁移性试验二：覆污后喷雾润湿，常温条件静置96小时测试其憎水迁 移性，如图11所示。喷水分级法判定为HC1级。部分灰尘厚度等效灰密≈ 20mg/cm2。
图12为DSAN涂层绝缘子与复合绝缘子憎水迁移性对比试验，左图中，DSAN 涂层绝缘子喷雾自洁后，灰层表面产生憎水迁移性，形成裹有污秽的水珠，其中 部分水珠颜色浑浊，部分水珠颜色清亮，说明DSAN涂层在污秽表面润湿的过程 中不仅具有憎水迁移作用，还具有自洁作用。右图中，复合绝缘子仅产生憎水迁 移性使水珠分散。
综上所述，DSAN涂料在少、无雨的自然条件下严重积污后，污层表面会产 生憎水迁移性，憎水性等效灰密厚度达20mg/cm2，远大于复合绝缘子和RTV绝缘 的有效覆污厚度(约1mg/cm2)。在污层润湿或下雨条件下，DSAN涂料的憎水迁 移特性不仅使污层产生憎水性，还具有良好自洁性，使污层脱离DSAN涂层表面， DSAN涂层直接在雨、雾的作用下进行自洁。
2.4双超防污闪涂料的长寿命与免维护
DSAN涂料采用微纳无机材料为主体，多孔多级多层结构使其稳定、耐磨。 虽然材料的迁移特性影响其使用寿命，但DSAN材料具有超强的自洁能力，使材 料本身需要迁移与扩散的时间更短，需要消耗的小分子和纳米颗粒极少。DSAN 材料寿命期后无需对绝缘子进行表面处理，可直接重新喷涂，寿命期内免维护。
2.5双超防污闪涂料与PRTV性能对比
DSAN涂料与PRTV性能对比如表1所示。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的 实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明， 并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发 明包含。

Claims (7)

1.一种应用于电力系统的超憎水超自洁防污闪绝缘子的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备纳米二氧化硅颗粒：将TEOS溶解于乙醇中获得无水乙醇与TEOS的混合液，将TEOS与无水乙醇的混合液倒入安装有电动搅拌桨、滴液漏斗和冷凝器的容量为5L的烧瓶中，滴液漏斗中含有按照蒸馏水和氨水体积比为2：7配制的氨水溶液，开启电动搅拌器，同时打开并调节滴液漏斗的开关，使氨水溶液以15mL/min的速度均匀滴入三口烧瓶，待氨水的蒸馏水溶液滴加完毕，继续搅拌1h获得纳米二氧化硅溶胶，将纳米二氧化硅溶胶在115-125℃的干燥箱中干燥22-26h，除去溶剂和副产物获得干燥后的纳米二氧化硅凝胶，将凝胶研磨并用300目的分样筛过滤，获得纳米二氧化硅粒子；
(2)低表面能纳米二氧化硅颗粒的获得：将聚二甲基硅氧烷和二月桂酸二丁基锡加入装有电动搅拌器的烧瓶中，并加入n-庚烷，并机械搅拌10分钟，将纳米二氧化硅加入到以上混合液中，并机械搅拌15分钟和超声波震动1min，使纳米二氧化硅粒子均匀分散于混合液中，室温下，将以上体系静置于36h，使PDMS分子接枝到纳米二氧化硅表面，并使n-庚烷挥发，获得低表面能纳米二氧化硅粒子；
(3)表面修饰：首先将低表面能纳米二氧化硅粒子在室温下分散于150ml的无水乙醇中，并超声波分散3分钟，将低表面能纳米二氧化硅粒子的无水乙醇分散液注入500ml的三口烧瓶中，并将体系放置于58-62℃的水域中进行机械搅拌，机械搅拌过程中，向体系中加入氨丙基三乙氧基硅烷和4-6ml的酸性超纯水，其中酸性超纯水是通过在超纯水中加入醋酸调至pH值为5时获得，将反应体系在58-52℃下保持2h，并机械搅拌，使APTES分子通过-OH基团间的缩合反应接枝到低表面能纳米二氧化硅粒子表面，获得表面修饰APTES的低表面能纳米二氧化硅粒子分散液；
(4)超疏水涂层的获得：将清洗干净的绝缘子浸渍在表面修饰APTES的低表面能纳米二氧化硅粒子分散液中，再提拉成膜的方式，使纳米二氧化硅粒子在绝缘子表面进行自组装，最后，将镀膜绝缘子放置于115-125℃的烘箱中15-25分钟，即获得具有二氧化硅超疏水涂层的绝缘子。
2.根据权利要求1所述的一种应用于电力系统的超憎水超自洁防污闪绝缘子的制备工艺，其特征在于：所述步骤(1)中TEOS与无水乙醇和TEOS的混合液的体积比为3:35，所述氨水溶液与无水乙醇和TEOS的混合液的体积比为9:275。
3.根据权利要求2所述的一种应用于电力系统的超憎水超自洁防污闪绝缘子的制备工艺，其特征在于：所述步骤(2)中聚二甲基硅氧烷、二月桂酸二丁基锡以及纳米二氧化硅的质量比为10:1：100，所述n-庚烷的用量为50ml。
4.根据权利要求3所述的一种应用于电力系统的超憎水超自洁防污闪绝缘子的制备工艺，其特征在于：所述步骤(1)中将纳米二氧化硅溶胶在120℃的干燥箱中干燥24h。
5.根据权利要求4所述的一种应用于电力系统的超憎水超自洁防污闪绝缘子的制备工艺，其特征在于：所述步骤(3)中低表面能纳米二氧化硅粒子与氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为11:1，且低表面能纳米二氧化硅粒子的用量为5-6g，所述水浴温度为60℃。
6.根据权利要求5所述的一种应用于电力系统的超憎水超自洁防污闪绝缘子的制备工艺，其特征在于：所述步骤(4)中烘箱温度为120℃，烘烤时间为20分钟。
7.一种绝缘子，其特征在于：采用权利要求1-6中任一项所述的工艺制得。
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