一种瓷与玻璃绝缘子抗低温涂层制造技术

本发明专利技术公开了一种瓷与玻璃绝缘子抗低温涂层，包括设置在绝缘子外表面的Si02膜层和设置在所述Si02膜层上的含氟有机物膜层构成，所述含氟有机物膜层外设置C‑Si02石墨膜层。制备方法，包括以下步骤：在绝缘子本体的外表面上涂覆Si02膜层，膜层上涂覆含氟有机物膜层，涂敷石墨与Si02膜层。从两层结构变化为三层结构，在0℃的水滴撞击涂层表面后快速滚落，涂层表面无任何水滴残留，该实验过程可以持续150分钟左右，说明该涂层在低温时保持了良好的疏水性能，有效地抑制了冻雨在涂层表面的冻结，该涂层具有防结霜、防冻雨、自清洁能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于绝缘子表面涂层
，特别涉及一种瓷与玻璃绝缘子抗低温涂层。
技术介绍
我国是世界上输电线路遭受覆冰灾害最严重的国家之一。在寒冷的冬季，北方的大雪以及中南方3～o℃时的雨夹雪气候很容易导致线路悬垂绝缘子串积雪结冰，进而造成绝缘子短路跳闸发生停电事故。自1954年有输电线路冰灾事故记录以来，相继发生了全国范围内大面积的冰灾事故。绝缘子表面的覆冰在气温升高后会发生融冰现象，由于冰层的污垢中存在导电离子，在这些导电离子的作用下，绝缘子的表面将形成导电水膜，使绝缘子发生冰闪。针对绝缘子以及输电铝导线的防冰闪关键技术的研究具有重大的经济、现实意义。防冰闪采用的化学方法主要是在绝缘子表面涂覆硫化硅橡胶(PRTV)，但是PRTV在延缓覆冰方面的效果并不明显，且涂覆PRTV的绝缘子的冰闪电压比未涂覆PRTV的低，因此在绝缘子上涂覆PRTV以防冰闪效果并不理想。超疏水表面的制备已经完成了从最初某些具有超疏水性质的植物叶面或动物昆虫后背等生物体特殊结构仿生学的研究转变为超疏水表面功能化、应用的研究。超疏水表面形成的两个必要因素：(1)表面化学物质具有一定的疏水性；(2)具有多重粗糙度的结构表面。目前现有的国内外专利关于疏水、超疏水涂层的研究大多基于金属基底，如通过化学蚀刻在铜、铁、铝、锌、不锈钢表面制备微结构表面，氟化处理后呈现超疏水性质。这些方法在实施过程中需要耗费大量的酸碱溶液，并且溶解了金属离子的溶液很难重复利用，废液的处理又会造成进一步的环境污染。申请号为201110318624.4的专利，名称为《用于绝缘子防冰闪的超疏水性涂层、防冰闪绝缘子及其制备方法》，公开号为CN102503170A，其技术方案主要是一种用于绝缘子防冰闪的超疏水性涂层，所述超疏水性涂层由设置在绝缘子外表面的Si02，膜层和设置在所述Si02，膜层上的含氟有机物膜层构成，所述超疏水性涂层具有荷叶型超疏水性能。但是该成份的比例在实际的生产过程中不能够带来像该专利申请文件所述的技术效果，0℃的水滴撞击涂层表面后快速滚落，涂层表面基本无水滴残留，该实验过程可以持续20分钟左右，说明该涂层在低温时保持了良好的疏水性能，有效地抑制了冻雨在涂层表面的冻结，该涂层具有防结霜、防冻雨、自清洁能力，在高压输电防闪络、防黏附领域具有广阔的应用前景，可用于绝缘子防冰闪。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种配方更为合理、效果更为突出、而且实际可操作性更强的瓷与玻璃绝缘子抗低温涂层。为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种瓷与玻璃绝缘子抗低温涂层，包括设置在绝缘子外表面的Si02膜层和设置在所述Si02膜层上的含氟有机物膜层构成，所述含氟有机物膜层外设置C-Si02石墨膜层，所述Si02膜层由Si02膜层制备液制成，所述Si02膜层制备液由Si02溶胶和Si02粉体组成，Si02溶胶中Si02的摩尔数与Si02粉体中Si02的摩尔数之比为(3～3.15)：1；所述含氟有机物膜层由含氟有机物膜层制备液制成，所述含氟有机物膜层制备液为单分子有机氟硅烷溶液或含氟聚合物溶液；所述C-Si02石墨膜层为石墨与Si02混合涂层。所述含氟有机物膜层由含氟有机物膜层制备液制成，所述含氟有机物膜层制备液为单分子有机氟硅烷溶液或含氟聚合物溶液，所述单分子有机氟硅烷溶液的体积百分比浓度为2～3.5％，溶剂为异丙醇、丁醇和乙醇中的任一种，溶质为十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷或十三氟辛基三甲氧基硅烷；所述含氟聚合物溶液的体积百分比浓度为0.25～5％，溶剂为N甲基吡咯烷酮或N，N二甲基乙酰胺，溶质为聚全氟癸基丙烯酸酯或聚四氟乙烯。所述C-Si02石墨膜层为石墨与Si02混合涂层，所述石墨颗粒尺度为5～15nm，Si02的颗粒尺度为3～6nm，石墨与Si02的质量比为1：(5～5.5)。所述的瓷与玻璃绝缘子抗低温涂层的制备方法，包括以下步骤：a.在绝缘子本体的外表面上涂覆Si02膜层，首先对绝缘子本体进行表面预处理，表面预处理步骤依次为：水洗、醇洗、480℃高温焙烧；在经过表面预处理的绝缘子本体的外表面涂覆Si02膜层制备液，之后室温下干燥，然后放入马弗炉中于450℃焙烧6小时，在绝缘子本体的外表面上涂覆得到Si02膜层；b.在外表面涂覆有Si02膜层的绝缘子本体的Si02，膜层上涂覆含氟有机物膜层制备液，之后经自然干燥；c.将自然干燥后的绝缘子表面涂敷石墨与Si02混合物，放入冷等静压机以250～300Mpa压力下4小时，表面混合物自然脱落后，然后放入真空烘箱内于400℃热处理4小时，制得防冰闪绝缘子。本专利技术一种瓷与玻璃绝缘子抗低温涂层，包括设置在绝缘子外表面的Si02膜层和设置在所述Si02膜层上的含氟有机物膜层构成，所述含氟有机物膜层外设置C-Si02石墨膜层。从两层结构变化为三层结构，设置在Si02膜层上的含氟有机物膜层的表面能低，相当于荷叶表面的蜡状物层。在室温下，本专利技术提供的涂层的静态接触角大于l60度，接触角滞后即前进接触角与后退接触角之差为20左右，说明该涂层具有很好的超疏水性能。而含氟有机物膜层具有很好的抗粘附能力，而且附着于绝缘子表面的浮灰由于超疏水性涂层的自清洁性能极易被撞击后的滚动雨滴携带，从而提高了绝缘子的自防护能力。另外，撞击液滴与超疏水性涂层间捕获大量的空气可以有效抑制超疏水性涂层表面与雨滴间的热交换，并且毫米级的撞击雨滴与超疏水性涂层表面的接触时间小于20ms，由于雨滴与超疏水性涂层表面间形成的气液界面可以储存部分雨滴动能，从而致使雨滴撞击绝缘子表面后最大铺展面积减小。以上因素都决定了具有超疏水性涂层的绝缘子可以有效抑制或防止冰晶的形成。最为重要的是最外层的C-Si02石墨膜层为石墨与Si02混合涂层，所述石墨颗粒尺度为5～15nm，Si02的颗粒尺度为3～6nm，的石墨与Si02的质量比为1：(5～5.5)，在其冷等静压机作用后，自然脱落后，通过烘干等表面处理工艺，结合前两层最终获得了非常出色的技术效果。具体体现在0℃的水滴撞击涂层表面后快速滚落，涂层表面无任何水滴残留，该实验过程可以持续150分钟左右，说明该涂层在低温时保持了良好的疏水性能，有效地抑制了冻雨在涂层表面的冻结，该涂层具有防结霜、防冻雨、自清洁能力，在高压输电防闪络、防黏附领域具有广阔的应用前景，可用于绝缘子防冰闪。具体实施方式实施例一一种瓷与玻璃绝缘子抗低温涂层，包括设置在绝缘子外表面的Si02膜层和...

【技术保护点】
一种瓷与玻璃绝缘子抗低温涂层，包括设置在绝缘子外表面的Si02膜层和设置在所述Si02膜层上的含氟有机物膜层构成，其特征在于：所述含氟有机物膜层外设置C‑Si02石墨膜层，所述Si02膜层由Si02膜层制备液制成，所述Si02膜层制备液由Si02溶胶和Si02粉体组成，Si02溶胶中Si02的摩尔数与Si02粉体中Si02的摩尔数之比为(3～3.15)：1；所述含氟有机物膜层由含氟有机物膜层制备液制成，所述含氟有机物膜层制备液为单分子有机氟硅烷溶液或含氟聚合物溶液；所述C‑Si02石墨膜层为石墨与Si02混合涂层。

【技术特征摘要】
1.一种瓷与玻璃绝缘子抗低温涂层，包括设置在绝缘子外表面的Si02膜层
和设置在所述Si02膜层上的含氟有机物膜层构成，其特征在于：所述含氟有机
物膜层外设置C-Si02石墨膜层，所述Si02膜层由Si02膜层制备液制成，所述Si02膜层制备液由Si02溶胶和Si02粉体组成，Si02溶胶中Si02的摩尔数与Si02粉体
中Si02的摩尔数之比为(3～3.15)：1；所述含氟有机物膜层由含氟有机物膜层
制备液制成，所述含氟有机物膜层制备液为单分子有机氟硅烷溶液或含氟聚合
物溶液；所述C-Si02石墨膜层为石墨与Si02混合涂层。
2.如权利要求1所述的瓷与玻璃绝缘子抗低温涂层，其特征在于：所述含
氟有机物膜层由含氟有机物膜层制备液制成，所述含氟有机物膜层制备液为单
分子有机氟硅烷溶液或含氟聚合物溶液，所述单分子有机氟硅烷溶液的体积百
分比浓度为2～3.5％，溶剂为异丙醇、丁醇和乙醇中的任一种，溶质为十二氟
庚基丙基三甲氧基硅烷或十三氟辛基三甲氧基硅烷；所述含氟聚合物溶液的体
积百分比浓度为0.25～5％，溶剂为N甲基吡咯烷酮或N，N二甲基乙酰胺，溶
质...

【专利技术属性】
技术研发人员：张逸群，牛宇干，郑福斌，郭晓飞，平林涛，金会军，张金光，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司平顶山供电公司，
类型：发明
国别省市：河南;41