一种基于Ti3C2T制造技术

本发明专利技术公开了一种用于高压输电线的基于Ti3C2T

【技术实现步骤摘要】
一种基于Ti3C2T
x
MXene@IL纳米材料的光热超疏水涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及超疏水涂料
，尤其是一种用于高压输电线的新型Ti3C2T
x MXene@IL光热超疏水涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]我国是世界上使用最广泛、用量最大的能源国家，电网覆盖面积达到了国土的90％以上。电缆作为专业的电路传输载体，是电网铺设的基础，在电力发展中发挥着重要作用，其安全性不言而喻。近年来，在我国的江南地区，冬季经常会出现极寒、冻雨、雨雪、结冰等极端气候变化。高压输电线上常常会因雨雪凝结成冰，造成线缆断裂或者电路短路，影响电网正常输电。一旦高压输电线出现故障，不仅会给我国带来巨大的经济损失，更会引发一系列的社会问题。
[0003]高压输电线一般由多股金属导线组成，表面亲水，在易降冻雨或极寒，雷暴冰冻的江南地区，输电线表面会凝结冰层，而当冰层厚度超过承载临界值时，将使电网线路因载荷超重而毁坏。虽然此类事件鲜有发生，但一旦出现，带来的经济损失以及社会问题是不可估量的。而造成这次灾难的元凶就是极端天气造成的输电线结冰，从而使输电线超载断裂。目前，防结冰涂料研制是防结冰的主要防护措施之一。主要包括光热型防结冰涂料、电热型防结冰涂料和疏水型涂料三类。而单一的涂料具有各自缺点，比如光线不强、电能损耗较大、理化性能不佳等。

技术实现思路

[0004]针对现有的超疏水涂料光热性、疏水性、耐候性及耐腐蚀介质性能难以满足高压输电线防结冰的使用需要，本专利技术提供一种用于高压输电线的基于Ti3C2T
x MXene@IL纳米材料的光热超疏水涂料。
[0005]本专利技术提供的用于高压输电线的基于Ti3C2T
x MXene@IL纳米材料的光热超疏水涂料，包括以下质量百分比的组分：树脂5％～10％、固化剂1％～5％、光热填料0.1％～0.5％、超疏水填料5％～10％、稀释剂60％～90％、分散剂0.1％～1％。
[0006]所述光热填料为少层Ti3C2T
x MXene@IL纳米片，所述IL为1
‑
胺丙基
‑3‑
甲基咪唑硝酸盐。
[0007]所述超疏水填料为纳米Al2O3和聚二甲基硅氧烷。纳米Al2O3直径为20～50nm
[0008]所述树脂选自环氧树脂E44、E51、E20中的一种。
[0009]所述稀释剂选自丙酮、无水乙醇、乙酸乙酯、二甲苯中的一种。
[0010]所述分散剂选自BYK
‑
P104S、BYK
‑
P104、BYK
‑
110中的一种。
[0011]所述固化剂为聚酰胺固化剂、酚醛胺固化剂、脱醇型固化剂、烷氧基硅烷固化剂中的两种。优选固化剂为聚酰胺固化剂和烷氧基硅烷固化剂。
[0012]所述的基于Ti3C2T
x MXene@IL纳米材料的光热超疏水涂料的制备方法，步骤如下：
[0013]S1、将IL溶解到去离子水中制备IL分散液；将少层Ti3C2T
x MXene纳米片加入到IL分散液中，加热温度80℃反应12h，反应完后离心分离，清洗，干燥，获得少层Ti3C2T
x MXene@IL纳米粉末。
[0014]S2、将稀释剂等分为两份，将纳米Al2O3颗粒均匀分散在一份稀释剂中；将少层Ti3C2T
x MXene@IL纳米粉末加入到含纳米Al2O3颗粒的稀释剂溶液中，并加入分散剂，然后在室温下超声分散10～15min得到混合浆料；
[0015]S3、向混合浆料中加入树脂和PDMS，搅拌均匀；
[0016]S4、向步骤S3获得的浆料中加入固化剂和另一份稀释剂，搅拌混合，然后室温除气后得到Ti3C2T
x MXene@IL纳米材料的光热超疏水涂料。
[0017]优选的是，步骤S1中，所述1
‑
胺丙基
‑3‑
甲基咪唑硝酸盐占IL分散液的质量分数为1wt.％；少层Ti3C2T
x MXene纳米片占IL分散液的质量分数为2wt.％。
[0018]步骤S2中，所述纳米Al2O3颗粒占Ti3C2T
x MXene@IL光热超疏水涂料质量分数为2wt.％～5wt.％。
[0019]将Ti3C2T
x MXene@IL纳米材料的光热超疏水涂料喷涂后干燥固化，得到基于Ti3C2T
x MXene@IL纳米材料的光热超疏水涂层。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：
[0021](1)本专利技术采用1
‑
胺丙基
‑3‑
甲基咪唑硝酸盐离子液体改性少层Ti3C2T
x MXene纳米片，改性剂环境友好，改性条件温和，操作工艺简单，IL的改性避免了少层Ti3C2T
x MXene纳米片在树脂中出现的团聚问题，大大提高了其在树脂中的分散性，进一步地，提高了Ti3C2T
x MXene@IL光热超疏水涂层的光热转换能力。
[0022](2)本专利技术采用少层Ti3C2T
x MXene@IL纳米片作为光热填料，将Ti3C2T
x MXene光热效应与超疏水性能相结合，利用疏水性能防止表面结冰，光源辐照后涂层表升温实现表面除冰，有效避免传统除冰技术如气热除冰、电热除冰、机械除冰存在的能源消耗大、除冰时间有限等问题。
[0023](3)利用纳米颗粒Al2O3构造表面粗糙结构、具有高热稳定性、机械稳定性、耐紫外老化、耐腐蚀等特性；选取聚二甲基硅氧烷PDMS达到降低表面自由能的目的，提高疏水性能，同时具有粘附性，增强纳米粒子之间以及与基底之间的粘附性。根据填料和环氧树脂的特性简化工艺，成本低廉，为实现规模化生产和实际应用奠定技术基础。
[0024](4)本专利技术提供的新型Ti3C2T
x MXene@IL基光热超疏水涂料用于高压输电线，有效服役于不同苛刻工况，相比于传统的超疏水涂料，拥有更好的光热性、耐候性及耐腐蚀性能。
[0025]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0026]图1为本专利技术中所制备少层Ti3C2T
x MXene@IL纳米片的TEM镜图像。
[0027]图2为本专利技术的基于Ti3C2T
x MXene@IL纳米材料的光热超疏水涂层的结构示意图。
[0028]图3为本专利技术实施例1所制备的基于Ti3C2T
x MXene@IL光热超疏水涂层表面SEM图像；
[0029]图4为本专利技术实施例1所制备的基于Ti3C2T
x MXene@IL光热超疏水涂层水静态接触角图。
具体实施方式
[0030]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Ti3C2T
x
MXene@IL纳米材料的光热超疏水涂料，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：树脂5％～10％、固化剂1％～5％、光热填料0.1％～0.5％、超疏水填料5％～10％、稀释剂60％～90％、分散剂0.1％～1％；所述光热填料为少层Ti3C2T
x
MXene@IL纳米片，所述IL为1
‑
胺丙基
‑3‑
甲基咪唑硝酸盐；所述超疏水填料为纳米Al2O3和聚二甲基硅氧烷。2.如权利要求1所述的基于Ti3C2T
x
MXene@IL纳米材料的光热超疏水涂料，其特征在于，所述树脂选自环氧树脂E44、E51、E20中的一种。3.如权利要求1所述的基于Ti3C2T
x
MXene@IL纳米材料的光热超疏水涂料，其特征在于，所述稀释剂选自丙酮、无水乙醇、乙酸乙酯、二甲苯中的一种。4.如权利要求1所述的基于Ti3C2T
x
MXene@IL纳米材料的光热超疏水涂料，其特征在于，所述分散剂选自BYK
‑
P104S、BYK
‑
P104、BYK
‑
110中的一种。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：樊小强，蔡猛，何灿，黄宇，李文，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：