專利名稱：一種超憎水性防覆冰鋁絞線的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于輸電線路防覆冰技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超憎水性防覆冰鋁絞線的制備方法。
背景技術(shù)：
架空輸電鋁絞線是電力系統(tǒng)能源輸送的大動(dòng)脈，穿山越嶺處于不同的自然條件中，在低溫凍雨或毛毛雨的自然環(huán)境中，鋁絞線表面將形成嚴(yán)重覆冰，增加了輸電線路的機(jī)械負(fù)荷，引發(fā)斷線、倒塔、導(dǎo)線舞動(dòng)等安全事故發(fā)生，嚴(yán)重影響著電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行。因此針對(duì)輸電鋁絞線開展防冰除冰工作對(duì)于保障電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行具有重要的意義。目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)輸電鋁絞線表面防冰除冰方法主要存在以下方式熱力除冰、機(jī)械除冰、自然被動(dòng)法除冰等，這些方法由于依賴于外界提供的能量或操作來去除鋁絞線表面的覆冰，因此其除冰防冰的有效性受導(dǎo)線長(zhǎng)度、地形地貌、氣候條件等影響，并不適用于大范圍、多氣候條件下輸電導(dǎo)線的防冰。研究具有防覆冰性能的涂層或?qū)Ь€，通過導(dǎo)線自身來抑制和消除覆冰的形成和增長(zhǎng)，可以從根本上消除導(dǎo)線覆冰帶來的災(zāi)害。目前，雖有大量研究人員開展了防覆冰涂層的研究，如憎水性涂層、電熱性涂層、凝固點(diǎn)抑制劑性涂層，但這些研究人員的試驗(yàn)結(jié)果表明均只能在一定程度上延緩覆冰層的形成時(shí)間，并不能有效抑制覆冰的形成。為此均不能作為有效的防覆冰涂層使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是一種有效抑制覆冰形成的超憎水性輸電鋁絞線的制備方法，該方法是通過在鋁絞線表面構(gòu)造一種超憎水性結(jié)構(gòu)來防止覆冰的形成和增長(zhǎng)。一種超憎水性防覆冰鋁絞線的制備方法，該方法包括如下步驟(1)將鋁單線表面氧化層及臟污層打磨干凈，洗凈并烘干，得到光滑鋁單線；(2)采用刻蝕劑對(duì)光滑鋁單線表面進(jìn)行刻蝕處理，洗凈并烘干，得到粗糙結(jié)構(gòu)鋁單線.
一入 ，(3)利用絞線機(jī)將多根粗糙結(jié)構(gòu)鋁單線絞合成鋁絞線；(4)采用刻蝕劑對(duì)獲得的鋁絞線進(jìn)行刻蝕處理，洗凈并烘干，得到粗糙結(jié)構(gòu)鋁絞線.
一入 ，(5)對(duì)粗糙結(jié)構(gòu)鋁絞線進(jìn)行憎水處理。步驟⑵和(4)中刻蝕劑由鹽酸和硫酸混合而成，所述鹽酸和硫酸的濃度分別為 37%、98%，這里的濃度指質(zhì)量分?jǐn)?shù)，鹽酸和硫酸的體積比為(3 6) 1，優(yōu)選體積比為 4 1。步驟(5)中所述的憎水處理為將氟硅烷溶液涂覆于粗糙結(jié)構(gòu)鋁絞線表面，并進(jìn)行烘干處理，其中，氟硅烷溶液的濃度為1 5wt% (溶劑為乙醇)，涂覆方法可以為刷涂， 刷涂次數(shù)為3 8次，烘干的溫度為80 200°C，烘干的時(shí)間為1. 5 池。
步驟(1)中可采用120 360#砂紙對(duì)鋁單線進(jìn)行打磨。步驟⑴、(2)和(4)中洗凈方法可采用超聲波清洗，烘干的溫度為50 100°C， 烘干的時(shí)間為20 40min。步驟O)中的刻蝕處理的時(shí)間為30s 120s，步驟中的刻蝕處理的時(shí)間為 Imin 5min。本發(fā)明的有益效果是通過簡(jiǎn)單的化學(xué)刻蝕法改變鋁單線表面的粗糙結(jié)構(gòu)，消除鋁絞線絞合后縫隙處可能存在的結(jié)構(gòu)不良點(diǎn)，并通過對(duì)粗糙鋁單線絞合后獲得的鋁絞線進(jìn)行二次刻蝕處理在鋁絞線表面任意位置處構(gòu)造出均勻粗糙結(jié)構(gòu)表面，經(jīng)過氟硅烷涂層修飾后獲得具有良好超憎水性能的鋁絞線。該超憎水性鋁絞線具備160°以上的水滴接觸角和低于2°的水滴滑行角，有效抑制了低溫氣候條件下過冷水滴的粘附和凍結(jié)，從而消除了鋁絞線表面覆冰的形成和增長(zhǎng)。該制備方法所采用的刻蝕劑、涂覆材料、絞線機(jī)均為市場(chǎng)銷售工業(yè)產(chǎn)品，未經(jīng)過任何二次處理和改造，具有制備工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，適于大規(guī)模、流水線生產(chǎn)。


圖1為超憎水性防覆冰鋁絞線的制備流程圖。
具體實(shí)施例方式下面的實(shí)施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。實(shí)施例1如圖1所示為超憎水性防覆冰鋁絞線制備流程圖，具體的制備過程為(1)將7根長(zhǎng)30cm、直徑2. 6mm鋁單線經(jīng)120#、360#砂紙打磨后，超聲純水清洗后在60°C烘干30min，得到光滑鋁單線；(2)將光滑鋁單線置于刻蝕劑中處理60s，超聲純水洗凈并在60°C下烘干30min， 得到粗糙結(jié)構(gòu)鋁單線；(3)然后利用絞線機(jī)將該7股粗糙鋁單線絞合形成鋁絞線；(4)將獲得的鋁絞線放入刻蝕劑中處理3min，超聲純水洗凈，60°C下烘干30min， 得到粗糙結(jié)構(gòu)鋁絞線；(5)采用1. 2wt%或1. 5wt%氟硅烷溶液涂刷鋁絞線5次，經(jīng)140°C烘干處理2h后得到所需超憎水性防覆冰鋁絞線。其中，步驟⑵和(4)中所述刻蝕劑由鹽酸和硫酸按體積比4 1混合而成。所述鹽酸和硫酸的濃度分別為37%、98%。實(shí)施例2具體的制備過程為(1)將19根長(zhǎng)40cm、直徑2. 5mm鋁單線經(jīng)120#砂紙打磨后，超聲純水清洗后在 80°C烘干35min，得到光滑鋁單線；(2)將光滑鋁單線置于刻蝕劑中處理110s，超聲純水洗凈并在80°C下烘干35min， 得到粗糙結(jié)構(gòu)鋁單線；(3)然后利用絞線機(jī)將該19股粗糙鋁單線絞合形成鋁絞線；
(4)將獲得的鋁絞線放入刻蝕劑中處理5min，超聲純水洗凈，80°C下烘干35min， 得到粗糙結(jié)構(gòu)鋁絞線；(5)采用3wt %氟硅烷溶液涂刷鋁絞線8次，經(jīng)180°C烘干處理1. 5h后得到所需超憎水性防覆冰鋁絞線。其中，步驟(2)和⑷中所述刻蝕劑由鹽酸和硫酸按體積比3 1混合而成，鹽酸和硫酸的濃度分別為37%、98%，這里的濃度指質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)施例3具體的制備過程為(1)將7根長(zhǎng)35cm、直徑3. 6mm鋁單線經(jīng)360#砂紙打磨后，超聲純水清洗后在95°C 烘干20min，得到光滑鋁單線；(2)將光滑鋁單線置于刻蝕劑中處理35s，超聲純水洗凈并在95°C下烘干20min， 得到粗糙結(jié)構(gòu)鋁單線；(3)然后利用絞線機(jī)將該7股粗糙鋁單線絞合形成鋁絞線；(4)將獲得的鋁絞線放入刻蝕劑中處理2min，超聲純水洗凈，95°C下烘干20min， 得到粗糙結(jié)構(gòu)鋁絞線；(5)采用4. 5wt%氟硅烷溶液涂刷鋁絞線4次，經(jīng)80°C烘干處理池后得到所需超憎水性防覆冰鋁絞線。其中，步驟( 和(4)中所述刻蝕劑由質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為37%、98%的鹽酸和硫酸按體積比5 1混合而成。實(shí)施例4將實(shí)施例1獲得的超憎水性防覆冰鋁絞線和未經(jīng)任何處理的光滑鋁絞線放入_6°C的低溫環(huán)境中進(jìn)行噴水覆冰，并適時(shí)對(duì)其表面覆冰狀態(tài)進(jìn)行觀測(cè)未經(jīng)任何處理的鋁絞線表面在低溫過冷水噴水Imin時(shí)，其表面已經(jīng)形成了一層致密的覆冰層，隨噴水時(shí)間增加，鋁絞線表面的覆冰層厚度和冰垂長(zhǎng)度不斷增加，至覆冰60min時(shí)表面已經(jīng)形成了嚴(yán)重的覆冰，對(duì)鋁絞線安全可靠運(yùn)行造成嚴(yán)重危害。而實(shí)施例1制備得到的超憎水性防覆冰鋁絞線在低溫過冷水作用條件下，至覆冰 60min時(shí)，并沒有明顯的覆冰，其表面除局部區(qū)域外均具有良好的抑制覆冰形成的能力，同時(shí)這些局部覆冰點(diǎn)處形成的覆冰隨覆冰時(shí)間增加會(huì)發(fā)生部分脫落，例如覆冰30min時(shí)表面形成的覆冰點(diǎn)在60min時(shí)發(fā)生了滑落。通過該比較可以看出，本發(fā)明方法所制備的超憎水性防覆冰鋁絞線具有良好的防覆冰性能。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種超憎水性防覆冰鋁絞線的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟(1)將鋁單線表面氧化層及臟污層打磨干凈，洗凈并烘干，得到光滑鋁單線；(2)采用刻蝕劑對(duì)光滑鋁單線表面進(jìn)行刻蝕處理，洗凈并烘干，得到粗糙結(jié)構(gòu)鋁單線；(3)利用絞線機(jī)將多根粗糙結(jié)構(gòu)鋁單線絞合形成鋁絞線；(4)采用刻蝕劑對(duì)獲得的鋁絞線進(jìn)行刻蝕處理，洗凈并烘干，得到粗糙結(jié)構(gòu)鋁絞線；(5)對(duì)粗糙結(jié)構(gòu)鋁絞線進(jìn)行憎水處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)和⑷中刻蝕劑由鹽酸和硫酸混合而成，所述鹽酸和硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為37%、98%，鹽酸和硫酸的體積比為(3 6) 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于鹽酸和硫酸的體積比為4 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟( 中所述的憎水處理為將氟硅烷溶液涂覆于粗糙結(jié)構(gòu)鋁絞線表面，并進(jìn)行烘干處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于涂覆方法為刷涂，刷涂次數(shù)為3 8次， 烘干的溫度為80 200°C，烘干的時(shí)間為1. 5 3h。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于氟硅烷溶液的濃度為1 5wt%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)中采用120 360#砂紙對(duì)鋁單線進(jìn)行打磨。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)、(2)和中洗凈方法采用超聲波清洗，烘干的溫度為50 100°C，烘干的時(shí)間為20 40min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟O)中的刻蝕處理的時(shí)間為30s 120s。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(4)中的刻蝕處理的時(shí)間為Imin 5min。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于輸電線路防覆冰技術(shù)領(lǐng)域的一種超憎水性防覆冰鋁絞線的制備方法。該方法包括如下步驟將鋁單線表面氧化層及臟污層打磨干凈，洗凈并烘干，得到光滑鋁單線；采用刻蝕劑對(duì)光滑鋁單線表面進(jìn)行刻蝕處理，洗凈并烘干得到粗糙結(jié)構(gòu)鋁單線；利用絞線機(jī)將獲得的粗糙結(jié)構(gòu)鋁單線絞合形成鋁絞線；采用刻蝕劑對(duì)獲得的鋁絞線進(jìn)行刻蝕處理，洗凈并烘干得到粗糙結(jié)構(gòu)鋁絞線；對(duì)粗糙結(jié)構(gòu)鋁絞線進(jìn)行憎水處理。該方法制得的超憎水性防覆冰鋁絞線，可有效抑制覆冰形成，且制備工藝簡(jiǎn)單，適于大規(guī)模、流水線生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H01B13/00GK102290147SQ20111016999
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者劉云鵬, 呂玉珍, 律方成, 李成榕, 汪佛池 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)(保定)