專利名稱：一種含電解質(zhì)防覆冰涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防覆冰涂料，屬于材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展，對電網(wǎng)供電的可靠性要求越來越高。覆冰和積雪是一 種自然現(xiàn)象，然而對于電力系統(tǒng)覆冰則是自然災(zāi)害，線路覆冰嚴(yán)重威脅著電力系統(tǒng)的安全 運行。輸電線路覆冰對電力系統(tǒng)造成的危害包括導(dǎo)線舞動、斷線、桿塔倒塌、閃絡(luò)等機械及 電氣事故。輸電線路覆冰積雪嚴(yán)重威脅著電力及通信網(wǎng)絡(luò)的安全可靠運行。一般來說，導(dǎo)線的覆冰現(xiàn)象是由于各種氣象原因而形成的，其中主要包括溫度、濕 度、冷暖空氣對流、環(huán)流和風(fēng)速等因素。冬季雨中含有過冷的水滴，這種水滴極不穩(wěn)定，因沒 有結(jié)晶核的存在而以液態(tài)形式存在，一旦下落到導(dǎo)線上，導(dǎo)線將作為結(jié)晶核的作用而使過 冷水滴迅速結(jié)冰并且覆蓋在導(dǎo)線上，形成所謂的覆冰。從形成機理來看，覆冰可以分為如下 幾種(1)大氣中的水汽在過飽和時附著和升華凝結(jié)，形成的放射狀的結(jié)晶稱為霧凇。一般 來說，霧凇形成時水滴比相互緊密結(jié)合所需要的時間提前凍結(jié)，形成了包含許多空隙或者 氣泡的干燥的冰。因此，這樣的冰密度較小，也比較松散。( 大氣中的過冷水滴在導(dǎo)線的 迎風(fēng)面形成清澈光滑透明的覆冰稱為雨凇。這類水滴凍結(jié)的時間比碰撞的時間要長。因此， 形成的覆冰光滑而緊密，密度較大，并且與導(dǎo)線的附著力強。( 過冷水滴在迎風(fēng)面形成透 明與不透明交替重疊或類似毛玻璃的冰層。這類覆冰的附著力也比較大，一般難以除去。覆冰的危害是人們有目共睹的，人們也努力尋找經(jīng)濟適用、環(huán)保、可操作性強的防 治覆冰的方法。到目前為止，國內(nèi)外都在積極探尋有效的防覆冰涂料，主要包括光熱型防覆 冰涂料、電熱型防覆冰涂料和憎水型涂料三類。光熱型防覆冰涂料通過吸收太陽光而提高 導(dǎo)線的溫度，從而使導(dǎo)線溫度在水的冰點以上，從而達(dá)到防覆冰的要求。這類涂料由于受天 氣原因限制，在冰雪的天氣，一般光線都不強，很難起到應(yīng)有的作用，故而研究較少，應(yīng)用前 景較小。電熱型防覆冰涂料通過導(dǎo)線上的電熱而保持導(dǎo)線的溫度，從而使導(dǎo)線在水的冰點 以上。這類涂料一般是在涂料中摻入少量導(dǎo)電物質(zhì)，從而使涂層形成一半導(dǎo)體層，導(dǎo)線形成 微小的漏泄電流從而產(chǎn)生電熱。此類涂料由于對電能的損耗較大，應(yīng)用前景有一定的限制。 憎水型涂料通過降低水或冰與導(dǎo)線之間的結(jié)合力，從而防止結(jié)冰。由于一般憎水的也比較 憎冰，就算冰在其表面附著結(jié)合力也不強，后續(xù)處理也方便的多。截止到目前為止，憎水型防覆冰涂料還是防覆冰涂料研制的主要方向。如 CN1010358106A, CN101230224A、US20020139956A1 和 CN101514270A 等采用有機氟硅高 分子材料制備出防覆冰涂料，該涂料能有效降低水和冰在導(dǎo)線表面的附著力。但是最近 有學(xué)者，如Mefan Jung等詳細(xì)研究了各種含氟低表面能材料后發(fā)現(xiàn)雖然超疏水材料 能延長結(jié)冰時間，但是一般在半小時左右就會結(jié)冰JungS，Dorrestijn Μ, Raps D，et al. Are Superhydrophobic Surfaces Best forlce-phobicity[J]. Langmuir. 2011,27(6) 3059-3066.，說明超疏水材料在抗覆冰中應(yīng)用效果有限。尤其制得注意的是，很多電網(wǎng)公 司的大量現(xiàn)場實踐說明，在惡劣氣候環(huán)境條件下，超疏水涂料并不能有效防止覆冰。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對我國電力系統(tǒng)覆冰發(fā)生率高，危害性大的特點，提供一種性能好的防 覆冰涂料。本發(fā)明提供的含電解質(zhì)防覆冰涂料，由有機硅改性聚電解質(zhì)、氟硅改性丙烯酸酯、 納米材料、溶劑、顏料、流平劑、阻燃劑和防腐殺菌劑組成，各物質(zhì)按質(zhì)量百分比計，有機娃 改性聚電解質(zhì)5-90 %，氟硅改性丙烯酸酯0-80 %，納米材料0. 1-20 %，溶劑0_60 %，顏料 0-30 %，流平劑0-5 %，阻燃劑0-10 %，防腐殺菌劑0-3 %。所述有機硅改性聚電解質(zhì)，首先由有機硅單體與聚電解質(zhì)單體發(fā)生聚合反應(yīng)，然 后中和至中性得到；有機硅單體選自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、丙烯基三 甲氧基硅烷、丙烯基三乙氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰 氧丙基三甲氧基硅烷或甲基丙烯酰氧丙基三(異丙氧基)硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、三 氟丙基甲基二氯硅烷、三氟丙基甲基環(huán)三硅氧烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、三氟甲基三甲 基硅烷、1Η，1Η，2Η，2Η-全氟辛基三甲(乙)氧基硅烷中的一種或一種以上的混合物。有機硅單體與聚電解質(zhì)單體發(fā)生聚合反應(yīng)，制備有機硅改性聚電解質(zhì)過程中，聚 電解質(zhì)單體可以為陰離子單體，陰離子單體結(jié)構(gòu)式如下所示
權(quán)利要求
1.一種含電解質(zhì)防覆冰涂料，其特征在于其由有機硅改性聚電解質(zhì)、氟硅改性丙烯 酸酯、納米材料、溶劑、顏料、流平劑、阻燃劑和防腐殺菌劑組成，各物質(zhì)按質(zhì)量百分比計，有 機硅改性聚電解質(zhì)5-90 %，氟硅改性丙烯酸酯0-80 %，納米材料0. 1-20 %，溶劑0_60 %，顏 料0-30 %，流平劑0-5 %，阻燃劑0-10 %，防腐殺菌劑0-3 %。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防覆冰涂料，其特征在于所述有機硅改性聚電解質(zhì)，首先由 有機硅單體與聚電解質(zhì)單體發(fā)生聚合反應(yīng)，然后中和至中性得到；有機硅單體選自乙烯基 三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷、丙烯基三乙氧基硅烷、Y -甲基 丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷或甲基丙烯酰氧丙基三 (異丙氧基)硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基甲基二氯硅烷、三氟丙基甲基環(huán)三硅 氧烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、三氟甲基三甲基硅烷、1扎1!1，2!1，2!1-全氟辛基三甲(乙) 氧基硅烷中的一種或一種以上的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防覆冰涂料，其特征在于所述聚電解質(zhì)單體為陰離子單體， 陰離子單體結(jié)構(gòu)式如下所示
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防覆冰涂料，其特征在于所述聚電解質(zhì)單體為陽離子單體， 陽離子單體結(jié)構(gòu)式如下所示
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防覆冰涂料，其特征在于所述的氟硅改性丙烯酸酯，由有機氟單體、有機硅單體與丙烯酸酯單體發(fā)生聚合反應(yīng)得到，有機硅單體選自乙烯基三甲氧 基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷、丙烯基三乙氧基硅烷、Y -甲基丙烯酰 氧丙基三甲氧基硅烷、Y -甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷或甲基丙烯酰氧丙基三(異丙 氧基)硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基甲基二氯硅烷、三氟丙基甲基環(huán)三硅氧烷、 十三氟辛基三甲氧基硅烷、三氟甲基三甲基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟辛基三甲(乙)氧基硅 烷中的一種或一種以上的混合物；有機氟單體選自三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基甲基二氯硅烷、三氟丙基甲基環(huán) 三硅氧烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、三氟甲基三甲基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟辛基三甲 (乙)氧基硅烷以及具有下列結(jié)構(gòu)的氟單體中的一種或一種以上的混合物1彡m彡18 ；x、n、m為整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防覆冰涂料，其特征在于所述的納米材料的粒徑大小范圍 為5nm 50 μ m之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含電解質(zhì)防覆冰涂料，由有機硅改性聚電解質(zhì)、氟硅改性丙烯酸酯、納米材料、溶劑、顏料、流平劑、阻燃劑和防腐殺菌劑組成，各物質(zhì)按質(zhì)量百分比計，有機硅改性聚電解質(zhì)5-90%，氟硅改性丙烯酸酯0-80%，納米材料0.1-20%，溶劑0-60%，顏料0-30%，流平劑0-5%，阻燃劑0-10%，防腐殺菌劑0-3%。將上述各物質(zhì)及用量混勻研磨即得防覆冰涂料。在高壓電纜、鐵塔、通信線路和飛行器表面等部件涂刷防覆冰涂料，可有效防止其覆冰。此方法在工程上簡單易行、方便控制、成本較低，使用效果良好。
文檔編號C09D7/12GK102140288SQ201110123470
公開日2011年8月3日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者劉興海, 張方方, 羅運柏, 胡銘杰, 黃艷芬, 黃馳 申請人:武漢大學(xué)