一种防冰材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种防冰材料，还相应提供其制备方法及应用。该防冰材料中包括以下重量份的组分：光聚能吸收材料10‑50份、缓释热材料5‑30份、透光自清洁基料16‑30份、纳米增强材料5‑10份。本发明专利技术的防冰材料适用于绝缘子、铁塔、地线防冰，具有防冰效率高、绝缘性好、有效期长、经济性好等优点。该防冰材料的制备方法操作简单、生产效率高，该防冰材料的应用工艺流程简单、操作简便。

【技术实现步骤摘要】
一种防冰材料及其制备方法与应用
本专利技术属于功能材料领域，尤其涉及一种防冰材料及其制备方法与应用。
技术介绍
众所周知，覆冰灾害严重威胁电网的安全稳定运行。由于电网线路数量多、分布广泛，大部分都处于环境恶劣的微地形微气象高寒山区，极易遭受雨雪冰冻的影响，且覆冰情况十分严重，一旦出现覆冰事故，将严重影响人民的正常生产与生活用电。现今对于防覆冰涂料的相关研究较少且均有其局限性。如中国专利申请CN105283931A介绍了一种在输电线上涂覆压电材料的防冰方法，其通过压电涂层在电缆的外表面处引起电阻加热的方法进行除冰，但该方法仅应用于输电线路的防冰，而不适合应用于正常运行下没有电流通过的绝缘子、铁塔以及地线；中国专利申请CN1995251A介绍了一种在绝缘子上涂覆通电发热性能的防覆冰材料及其制备方法，该方法通过泄露电流产生的焦耳热、场效应发热进行融冰，但是该方法给绝缘子的运行带来安全隐患，且会由于电流的持续流过造成输送电能的损耗。因此，目前亟需开发研究一种可应用于绝缘子、铁塔和地线的高效且安全的防冰材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种高效防冰材料，同时还提供该防冰材料的制备方法和其在绝缘子、铁塔或地线防冰中应用。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种防冰材料，所述防冰材料中包括以下重量份的组分：本专利技术的防冰材料中选择光聚能吸收材料，是基于采用自然光高效聚能后产生的热能进行防冰；覆冰期间，环境中具有一定的光照，在高效利用下可以实现很好的防冰效果。由于绝缘子、铁塔、地线表面由致密的硅橡胶或金属组成，热传导速度过快，容易让聚集的热量短时间内消散；本专利技术选择缓释热材料，可以减缓热能的释放，提高热能的应用效率，延长热能的有效时间。同时选择透光自清洁基料作为基料既可以保证光聚能吸收材料的有效；又可以避免防冰材料在户外应用时发生蒙尘现象，可以长期保持透光能力。本专利技术还研究发现提高防冰材料的疏水性能，能减少水在覆冰体上的粘附，并使覆冰更容易在覆冰体上脱落。因此，本专利技术采用透光性能好的纳米增强材料来增强防冰涂层的疏水和自脱冰性能，使水的接触角提升至120度以上，获得更好的综合防冰效果。经过大量的实验验证，本专利技术将各组分的含量合理搭配在上述范围内，这样获得的防冰材料具有最佳的综合防冰效果。上述的防冰材料，优选的，所述防冰材料中还包括重量百分比为1-5％的助剂，所述助剂为ZnO、Al2O3、Sb2O5、MgO粉末中的一种或多种，所述助剂具有阻燃作用。上述的防冰材料，优选的，所述光聚能吸收材料为金属复合氧化物，具体为Co-Al-O、Fe-Al-O、Ni-Al-O、Co-Fe-O、Cu-Mn-O、Ni-Fe-O、Ni-Co-O、Co-Mn-O、Cu-Cr-Mn-O、Ni-Cr-Mn-O、Cu-Co-Mn-O金属复合氧化物中的一种或多种。上述的防冰材料，优选的，所述缓释热材料为铝酸钙、硅酸钙、硅酸铝、磷酸钙中的一种或多种。上述的防冰材料，优选的，所述透光自清洁基料为烷基硅烷、氟烷基硅烷、烷基二硅氮烷中的一种或多种。上述的防冰材料，优选的，所述纳米增强材料为纳米二氧化硅溶胶、纳米氧化铝溶胶、纳米硅铝胶中的一种或多种。由于透光自清洁基料的机械强度较低，进行防冰应用时或在外力作用下防冰材料涂层容易被剥落，因此需要采用机械增强材料来改善涂层的机械强度，本专利技术中选用的纳米增强材料不仅具有较好的光增透能力和疏水能力，还具有较高的机械强度，从而能够在保证透光能力的同时大大提升防冰材料涂层的机械性能。作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种上述的防冰材料的制备方法，包括以下步骤：将各组分通过机械混合，在1000-2000r/min的转速下高速分散2-3小时，获得均匀分散的防冰材料。作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种上述的防冰材料在绝缘子、铁塔或地线防冰中的应用，所述应用过程包括以下步骤：先采用乙醇和丙酮清洗绝缘子、铁塔或地线的表面，然后对其进行表面光滑处理，再采用喷涂、漆涂或浸涂的方式将防冰材料涂覆于绝缘子、铁塔或地线的表面，自然风干10-12小时。上述的应用，优选的，自然风干后在所述绝缘子、铁塔或地线的表面形成防冰材料涂层，所述防冰材料涂层的厚度为1-4mm。更优选的，所述防冰材料涂层的厚度为1-3mm。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的防冰材料，利用光聚能吸收材料吸收大量光能，并保证较少的能量散失，从而聚集环境中的光能，实现聚能；利用缓释热材料逐渐释放热量融冰；利用透光自清洁基料长期、持续保持光能吸收；利用纳米增强材料增强涂层的疏水和自脱冰性能、机械防剥离性能，并保证涂层的透光性能；各个原料之间相互配合获得了高效的综合防冰效果。本专利技术的防冰材料适用于绝缘子、铁塔、地线防冰，具有防冰效率高、绝缘性好、有效期长、经济性好等优点。本专利技术防冰材料的制备方法操作简单、生产效率高，本专利技术防冰材料的应用工艺流程简单、操作简便。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术中防冰材料涂覆于铁塔表面的示意图。图例说明：1、防冰材料涂层；2、铁塔表面。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文专利技术做更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例。除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。实施例1：将2KgCo-Al-O金属复合氧化物、1.5KgCu-Mn-O金属复合氧化物、1.0Kg硅酸钙、0.5Kg铝酸钙、1.5Kg甲基三丁酮肟基硅烷、1Kg十三氟辛基三乙氧基硅烷、4Kg纳米硅铝胶、0.2KgMgO通过机械混合，在1000-2000r/min的转速下高速分散2-3小时，获得均匀分散的本专利技术的防冰材料。对比例1：将1.0Kg硅酸钙、0.5Kg铝酸钙、1.5Kg甲基三丁酮肟基硅烷、1Kg十三氟辛基三乙氧基硅烷、4Kg纳米硅铝胶、0.2KgMgO通过机械混合，在1000-2000r/min的转速下高速分散2-3小时，获得均匀分散的防冰材料。对比例2：将2KgCo-Al-O金属复合氧化物、1.5KgCu-Mn-O金属复合氧化物、1.5Kg甲基三丁酮肟基硅烷、1Kg十三氟辛基三乙氧基硅烷、4Kg纳米硅铝胶、0.2KgMgO通过机械混合，在1000-2000r/min的转速下高速分散2-3小时，获得均匀分散的防冰材料。对比例3：将2KgCo-Al-O金属复合氧化物、1.5KgCu-Mn-O金属复合氧化物、1.0Kg硅酸钙、0.5Kg缓释热材料铝酸钙、1.5Kg甲基三丁酮肟基硅烷、1Kg十三氟辛基三乙氧基硅烷、0.2KgMgO通过机械混合，在1000-2000r/min的转速下高速分散2-3小时，获得均匀分散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防冰材料，其特征在于，所述防冰材料中包括以下重量份的组分：

【技术特征摘要】
1.一种防冰材料，其特征在于，所述防冰材料中包括以下重量份的组分：2.根据权利要求1所述的防冰材料，其特征在于，所述防冰材料中还包括重量百分比为1％-5％的助剂，所述助剂为ZnO、Al2O3、Sb2O5、MgO粉末中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的防冰材料，其特征在于，所述光聚能吸收材料为金属复合氧化物，具体为Co-Al-O、Fe-Al-O、Ni-Al-O、Co-Fe-O、Cu-Mn-O、Ni-Fe-O、Ni-Co-O、Co-Mn-O、Cu-Cr-Mn-O、Ni-Cr-Mn-O、Cu-Co-Mn-O金属复合氧化物中的一种或多种。4.根据权利要求1或2所述的防冰材料，其特征在于，所述缓释热材料为铝酸钙、硅酸钙、硅酸铝、磷酸钙中的一种或多种。5.根据权利要求1或2所述的防冰材料，其特征在于，所述透光自清洁基料为烷基硅烷、氟烷基硅烷、烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆佳政，陈宝辉，方针，金灵华，潘碧宸，梁平，李波，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力公司防灾减灾中心，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43