用于架空输电线路的环保型自融冰组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及用于架空输电线路的环保型自融冰组合物及其制备方法，属于涂料组合物技术领域。用于架空输电线路的环保型自融冰组合物，由下述重量份的原料制成：环氧改性有机硅树脂15‑30份、聚四氟乙烯乳液10‑25份、葡萄糖酸钠3‑8份、醋酸钙镁5‑12份、偶联剂0.5‑3份、表面活性剂0.01‑0.6份、三乙醇胺1‑5份、乙二醇5‑12份、丙二醇甲醚醋酸酯5‑15份。本发明专利技术用于架空输电线路的环保型自融冰组合物，能够显著改善架空输电线路的自融冰性能，降低覆冰。

Environmental friendly self melting ice composition for overhead transmission line and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
用于架空输电线路的环保型自融冰组合物及其制备方法
本专利技术属于涂料组合物
，具体涉及用于架空输电线路的环保型自融冰组合物及其制备方法。
技术介绍
架空输电导线覆冰灾害是极为严重的自然灾害之一。在冬季冰冻雨雪条件下，架空输电线路、信号铁塔、风力发电机叶片等结构物将发生覆冰现象，在极端恶劣的覆冰条件下，结构物上的覆冰重量将严重超过其设计荷载，可能造成架空输电线路断线、倒杆(塔)、信号铁塔倒塌和风力发电机发电效率降低、甚至故障等严重灾害事故。减少输电线路覆冰灾害的基本途径是输电线路的融冰和防冰。目前正在研究的防冰技术主要有临界电流防冰、导线表面涂抹防覆冰涂料、微波防冰等技术，但都处于研究阶段，尚未成功用于工程实践。公开号为CN109111848A的专利文献提供了一种碳纤维复合硅橡胶电热超疏水涂料的制备方法，包括以下步骤：对碳纤维进行等离子气体憎水改性；将改性后的碳纤维与硅橡胶涂料复合，得到碳纤维复合硅橡胶电热超疏水涂料。该专利技术将电热涂料的热效应、超疏水涂料的超疏水性以及超疏水涂料的低表面能特性相结合，制备出一种新型绝缘子半导体超疏水复合防冰涂料。通过实验表面碳纤维复合硅橡胶涂料制备成涂层后，具有优良的超疏水性，疏水角>140°，滑移角<15°，涂层具有良好的发热性能，在低温环境下具有延缓覆冰和融冰的功能，而且涂层的强度高耐磨性好，可靠性强，各项电气性能优良，满足低温环境下电气工程外绝缘领域的使用要求。该涂料主要侧重于对延缓覆冰效果的评价，融冰效果则有待进一步优化。公开号为CN110229593A的专利文献提供了一种输电线绝缘涂料及其制备方法，属于高分子材料
该专利技术制备的绝缘树脂添加剂，具有较好的附着性能和机械性能，能保证涂膜对输电线路长久性的绝缘保护；在涂料中引入疏水添加剂，通过降低涂层表面的表面能，减小表面张力，产生对水滴、污染物在绝缘涂料表面的排斥和难附着的现象，减少了水分子的附着从而降低覆冰的可能性；制备的融冰添加剂，具有较好的除冰效果，使得覆盖于表面的冰层脱落，达到除冰效果；添加抗污活性剂，加入后控制表面生物质粘附产生的微生物对线路的腐蚀，提高防污效果。该专利技术解决了目前输电线路绝缘涂层的防覆冰、防污性能差的问题。该专利技术绝缘涂料通过添加不同的添加剂分别实现了降低覆冰与除冰之效果，原料种类很复杂，涂覆于电缆表面的表现性能尚不可知，而且置于多变的输电线路环境下，耐老化性能也有待考量与优化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种用于架空输电线路的环保型自融冰组合物，以改善架空输电线路的自融冰性能，降低覆冰。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：用于架空输电线路的环保型自融冰组合物，由下述重量份的原料制成：环氧改性有机硅树脂15-30份、聚四氟乙烯乳液10-25份、葡萄糖酸钠3-8份、醋酸钙镁5-12份、偶联剂0.5-3份、表面活性剂0.01-0.6份、三乙醇胺1-5份、乙二醇5-12份、丙二醇甲醚醋酸酯5-15份。优选地，所述环氧改性有机硅树脂的环氧值为0.01-0.1eq/100g，25℃涂-4杯粘度为10-50S。优选地，所述聚四氟乙烯乳液的树脂含量为55-65%，25℃运动粘度为5-20mm2/s，密度为1.4-1.6g/cm3。优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-791、A-172或KH-551。优选地，所述表面活性剂为椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、聚氧乙烯烷基醚和甲基丙烯酸月桂酯中的一种或两种以上的组合物。优选地，所述用于架空输电线路的环保型自融冰组合物的制备方法，包括如下步骤：S1：将环氧改性有机硅树脂、聚四氟乙烯乳液与丙二醇甲醚醋酸酯混合，加热至65-75℃，搅拌30-45分钟后，依次加入葡萄糖酸钠、醋酸钙镁和乙二醇；搅拌20-30分钟后，加入偶联剂和表面活性剂，继续搅拌50-60分钟；S2：将步骤S1所得组合物降温至50-58℃，加入三乙醇胺，继续搅拌30-40分钟，自然冷却至常温，即得。优选地，步骤S1中所述加热的温度为65-75℃，所述搅拌的转速为300-500rpm。目前对输电导线自融冰的研究多集中在对导线或电缆的结构和输电线路进行改进，如公开号为CN106229059A以及公开号为CN109903890A的专利文献，均是对电缆和导线结构进行改进，以达到在通电状态下制热实现融冰及减少覆冰的效果，但是这类技术尚存在系列问题亟待进一步深入研究，如发热材料性能研究、自融冰导线的性能研究、输电导线覆冰预测与监测、融冰控制方法、实时融冰对电网安全稳定的影响等。因此，通过改变导线或电缆的结构来实现自融冰还有相当多的困难需要克服，相对而言，在导线表面涂抹防覆冰涂料这种方法无需改变导线的原有结构，且不会影响到电网的安全运行，即安全易操作。然而，本领域对在导线表面涂抹防覆冰涂料以实现自融冰的技术缺乏广泛的研究基础与理论支撑，开发中的自融冰涂料，其用于导线的融冰效果及其稳定性尚有待进行进一步的研究，例如公开号为CN109111848A以及公开号为CN110229593A的专利文献，因此，开发一种能够显著改善架空输电线路尤其是导线的自融冰效果、且性能稳定的组合物尤为重要。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过上述技术方案提供了一种用于架空输电线路的环保型自融冰组合物，以改善架空输电线路的自融冰性能，降低覆冰，融冰实验结果显示，本专利技术自融冰组合物融冰速度快，融冰量多，在一定温度及时间下，表现出良好的融冰能力。而且，本专利技术自融冰组合物耐候性能突出，能够较好地抵御外界环境的侵蚀，这对使用于架空输电线路而言是非常重要的。本专利技术使用偶联剂，尤其是硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，增强有机组分之间以及有机组分与无机组分之间的粘结性，提高了产品的耐水以及抗老化性能。表面活性剂采用椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、聚氧乙烯烷基醚和甲基丙烯酸月桂酯中的一种或两种以上的组合物，渗透和润湿性能优异，同时能够提高环氧改性有机硅树脂和聚四氟乙烯乳液的乳化性能，促进葡萄糖酸钠和醋酸钙镁在上述组分中稳定分散，再加上本专利技术配方中溶剂乙二醇和丙二醇甲醚醋酸酯的配合，使得本专利技术获得了性能稳定且耐老化的涂料。本专利技术首先将环氧改性有机硅树脂、聚四氟乙烯乳液与丙二醇甲醚醋酸酯进行初步混合，得到初混组合物，降低了葡萄糖酸钠和醋酸钙镁的溶和阻力，在加入葡萄糖酸钠和醋酸钙镁的同时，将乙二醇也加入，乙二醇对葡萄糖酸钠和醋酸钙镁具有润湿作用，能够加速葡萄糖酸钠和醋酸钙镁与初混组合物的混合均匀，同时乙二醇兼具融冰作用，也同时实现与初混组合物的均匀混合，之后再加入偶联剂和表面活性剂进行混合，较之直接将各原料一次性加入混合而言，各原料之间尤其是不同的有机组分之间以及有机组分与无机组分之间的溶和更为高效，使得体系的稳定性更好，涂覆粘结性更强，为融冰效果的提高奠定了良好的基础，这些可从涂料的优异性能中得以印证。附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于架空输电线路的环保型自融冰组合物，其特征在于：由下述重量份的原料制成：环氧改性有机硅树脂15-30份、聚四氟乙烯乳液10-25份、葡萄糖酸钠3-8份、醋酸钙镁5-12份、偶联剂0.5-3份、表面活性剂0.01-0.6份、三乙醇胺1-5份、乙二醇5-12份、丙二醇甲醚醋酸酯5-15份。/n

【技术特征摘要】
1.用于架空输电线路的环保型自融冰组合物，其特征在于：由下述重量份的原料制成：环氧改性有机硅树脂15-30份、聚四氟乙烯乳液10-25份、葡萄糖酸钠3-8份、醋酸钙镁5-12份、偶联剂0.5-3份、表面活性剂0.01-0.6份、三乙醇胺1-5份、乙二醇5-12份、丙二醇甲醚醋酸酯5-15份。


2.根据权利要求1所述的用于架空输电线路的环保型自融冰组合物，其特征在于：所述环氧改性有机硅树脂的环氧值为0.01-0.1eq/100g，25℃涂-4杯粘度为10-50S。


3.根据权利要求1所述的用于架空输电线路的环保型自融冰组合物，其特征在于：所述聚四氟乙烯乳液的树脂含量为55-65%，25℃运动粘度为5-20mm2/s，密度为1.4-1.6g/cm3。


4.根据权利要求1所述的用于架空输电线路的环保型自融冰组合物，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。


5.根据权利要求4所述的用于架空输电线路的环保型自融冰组合物，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，张迪，候少南，段雪松，庞子欣，王娅，柳栋，王小娴，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司镇平县供电公司，
类型：发明
国别省市：河南;41