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輸電線路防覆冰涂料

文檔作者：胡小華魏錫文陳蓓謝敏陳宣呈文檔來源： 1．重慶大學化學化工學院重慶大學資源與環(huán)境科學學院		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年07月12日
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上一篇：輸電線路覆冰失效分析

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第36卷第3期
2006年3月
涂料工業(yè)
PAINT＆ C0ATINGS INDUSTRY
V01．36 No．3
Mar．2oo6
輸電線路 覆
胡小華’，魏錫文 ，陳
(1．重慶大學化學化工學院，400044；2
蓓 ，謝敏。，陳宣呈。
重慶大學資源與環(huán)境科學學院，400044)
摘要：用改性的石{÷溶膠一苯丙乳液 基料，吸光性能良好的FeMnCu()x為顏料，制備疏水防冰涂料。對所制備
的涂料進行了性能檢測和應用實驗，結(jié)果表叫：該涂料具有-定防粒冰性能，在一20—0 和較高相對濕度的實驗室條
件下具有減緩鋁線表面結(jié)冰的作用，同時陔涂料還具有較好的結(jié)合力和耐候性
關鍵詞：防覆冰涂料；輸電導線：硅溶脞；乳液
中圖分類號：TQ 630．7 文獻標識碼：A 文章編號：0253—4312(2006)03—0008一()3
0 引 言
輸電線路的覆冰和積雪嚴重威脅著電力和通信
網(wǎng)絡的安全運行，目前尚無可靠的方法加以解決，較
有前途的方案足采用防覆冰專用涂料¨ ，其主要組
成為具有高疏水性的基料和特定吸光傳熱性能的顏
料?，F(xiàn)有的氟塑料、硅橡膠等疏水涂料，雖然防水性
較好，但無明顯的防覆冰作用，尤其在氣溫低，水霧呈
過冷卻的情況下，防冰效果更差 ；美國Martin Cort，
等利用F一633l鐵黑作發(fā)射休，水玻璃作成膜物 ，
所得涂膜的吸收率提高，但防水性能／f 好；日今Des．
cem te Itd．用C、AI作發(fā)射體，Boris Kidric lnst，利用
有機炭黑配合SiO：作發(fā)射體，提高了光譜選擇性，但
是傳熱和保溫效果仍顯不足 ；用丙烯酸酯改性的
硅氧烷樹脂作成膜物，提高了選擇性，但成本較
貴 ；也有報道用有機硅改性丙烯酸樹脂為牯結(jié)劑，
以Fe O 一Cr 0 和MnO 為顏料，或用P1)s為顏料，乙
丙橡膠或氟樹脂為粘結(jié)劑，但形成的涂膜易老化變
形，使用壽命短_6。。J。這些結(jié)果表明，要獲得性能良
好的有實用價值的防覆冰涂層，在成膜物質(zhì)的選擇、
配套顏料的制備、涂料合成工藝以及相戈 索的影Ⅱ向
等方面還有大量的I 作有待丌展。
1 實驗部分
本文采用改性硅溶膠一苯丙乳液為成膜物質(zhì)，在
適當條件下發(fā)生反麻生成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的疏水性基
料，然后加入過渡金屬復合氧化物FeMnCuO 顏料制
成有一定防覆冰件能的涂料 具體做法是：先用氟硅
酸鹽將硅溶膠改性，增加其耐水性和成膜能力；然后
和適量苯丙乳液混合，加入分散劑攪拌均勻再用球磨
機充分研磨分散，并于低速攪拌下加人增稠劑、成膜
劑、消泡劑攪拌均勻，同時，通過水熱反應合成過渡金
屬復合氧化物FeMnCuO ，測定并確定其性能，在高
速分散機中進行分散達到所需粒徑；最后，將顏料、基
料和其他必要的添加劑混合，充分攪拌分散制成涂
料，涂覆在已經(jīng)表面處理過的鋁導線上固化成膜，然
后進行性能檢測
2 結(jié)果和討論
2．1 顏料粒徑的影響
頗料粒徑火小對涂料的性能影響很大。通常，當
涂層厚度增人時，其吸收率也會隨著增加，直到趨近
于一穩(wěn)定值。因此，要保持低的發(fā)射率和高的吸收
率，就要求吸熱涂層厚度要薄。這也要求所用的顏料
FeMnCuO 粒徑要小。通常涂料用顏料適宜的粒徑
范匍在亞微米至微米水平， 根據(jù)對防覆冰涂料的試
驗，所崩顏料也應以微米級別為宜。圖i是用RISE
一2008型激光粒徑儀測定所制顏料粒徑分布的結(jié)
：糶，分布曲線表明廢顏料的平均粒徑為l0 m左右。
2．2 防腐蝕性能及其檢測
防覆冰涂料應有利于大氣環(huán)境中導線的防腐蝕
性能的改善，為此，剛電化學工作站測定了不同顏基
比涂料的腐蝕電壓。圖2表明，有涂料保護鋁導線的
腐蝕電壓要明顯高于裸鋁導線的腐蝕電壓
作者簡介：胡一1、華(1979一)，男，重慶大學2003級應用化學碩士研究生，師從魏錫文副教授，主．要從事材料化學的研究。
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胡小華，等：輸電線路防覆冰涂料
l()0
0
0+01 0．1 1 10
粒徑／ m
圖1 顏料的粒徑分布
電壓／V
Mav 31 2005 20：00：12
Teth：TAFEI
File：1()Lin
lnUE fV】=一I
Final Em 一1
Segmeld=I
HoddTime at E1 =ll
Scan Rane fvIS 0 01
QuietTime(s)2
1一顏基比10％：2一裸鋁導線：3一顏基比20％：
4一顏基比30％；5一顏基1：P-．,40％
圖2 不同顏基比下鋁基體腐蝕的Tafel曲線
(一1．344 l V)；而在不同顏基比的涂料中，顏基比的
增大腐蝕電壓也相應地增加，當顏基比為40％時其
腐蝕電壓最大(一0．748 8 V)，顏基比為10％腐蝕電
壓最小(一0．752 1 V)?？紤]到涂料本身的質(zhì)量對輸
電導線的影響，本文最終所選顏基比為30％ 。
2．3 涂料防冰性能檢測
將裸導線和涂覆涂料的導線分別精確稱質(zhì)量后，
同時放人冰箱。在冰箱下部擱置一盛水容器(為降
低冰的凝固點，在水里加入少量的CaC1。)，同時在導
線上方固定一滴水裝置，該裝置底部開若干小孑L，使
小水滴能不斷滴落到導線上，實驗中適時換掉水箱內(nèi)
結(jié)冰的水，以保證冰箱內(nèi)的濕度，更好地模擬實際情
況。在一20～0℃之間，每隔5 cc取一個實驗點，實
驗時問皆為12 h。表1是裸導線和涂顏基比為30％
涂料導線在不同溫度下的覆冰情況(以基體質(zhì)量為
基礎的相對覆冰量，用增質(zhì)量分數(shù)表示)。
表1 不同溫度下導線的相對覆冰量
項目
溫度／"e，相對濕度／％
一5。82 —10，63 一l5，48 —20．37
裸導線覆冰量／％ 2．0 4．3 5．3 5．4
涂覆導線覆冰量／％ 0．79 0．8O 1．0 1．2
由表1數(shù)據(jù)可知，在相同溫度下，被涂覆導線的
相對覆冰量要比裸導線的小，一l0℃時被涂覆導線
的覆冰量約為裸導線的1／5，以后也大體保持在這一
水平。從外觀看這一溫度區(qū)域經(jīng)12 h低溫高濕處理
后被涂覆導線上基本只有水滴和很薄的白霧，而裸導
線表面已凝結(jié)出針尖狀的冰凌，這說明被涂覆導線表
面的涂料有很好的疏水性，能有效地抑制導線表面的
結(jié)冰，并且涂料能減小冰的附著力，使冰容易在重力
的作用下脫落。
圖3是被涂覆導線和裸導線在一20—0 cc間的
覆冰量(間隔5℃測一次)。
溫度／℃
1一裸導線在不同溫度下的覆冰量；
2 涂覆導線在不同溫度下的覆冰量
圖3 覆冰量隨溫度的變化
如圖3所示，總體看裸導線的覆冰量要比被涂覆
導線增加的多，溫度在一5～0 cc之間時，體系開始的
相對濕度在80％左右，這個過程是導線覆冰量的濕
增長過程，所以覆冰量有很大程度的增加；當溫度下
降到一10～一5 oC之問時，是濕增長與干增長的臨界
過程，這個時候水分充足、過冷卻水容易結(jié)冰，此時覆
冰量的增長遠遠超過濕增長過程；當溫度下降到
一10℃，由于環(huán)境中的過冷卻水已全部凍結(jié)，體系相
對濕度下降得快，導線表面的增質(zhì)量和失質(zhì)量逐漸趨
于平衡，因此干增長過程中覆冰量基本沒有變化。
2．4 涂膜其他性能
涂膜其他性能見表2。
3 結(jié)語
采用改性硅溶膠一苯丙乳液為基料，吸光性能良
好的FeMnCuO 為顏料的疏水防冰涂料，在一20～
0 qC的實驗室條件下對靜態(tài)(未通電和考慮風速)鋁
導線有一定的防冰效果，是值得研發(fā)的一種具有發(fā)展
前景的防覆冰涂料。
4 3 2 1 0
眥*
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第36卷第3期
2006年3月
涂料1二業(yè)
PAINT＆ C0ATINCS IN I)US I1RY
Vo1．36 No．3
Mar．2006
的改性研究
甘孟瑜，談尊燕，楊治國 (重慶大學化學4~_r-學院，400044)
摘要：制備了丙烯酸酯乳液，探討了丙烯酸、Ⅳ一羥甲基丙烯酰胺、二乙烯基苯、丙烯腈和三聚氰胺等不同改性劑
對乳液性能的影響，任此基礎 通過互穿網(wǎng)絡聚合、化學共聚及物理 混等方法對乳液的性能進行了改性研究。
關鍵詞：丙烯酸酯乳液；改性；互穿網(wǎng)絡聚合；化學共聚；物理共混
中圖分類號：TQ 630．4 文獻標識碼：A 文章編號：0253—4312(2006)03—0010—03
0 引 言
丙烯酸酯乳液雖然具有優(yōu)良的性能，但常規(guī)丙烯
酸酯乳液存在如成膜溫度高、膠膜硬度低、抗回粘性
差、耐水性不好等缺點。因此，合成克服以 缺陷的
新型乳液已成為研究熱點。本文采用種r半連續(xù)法
合成了一種丙烯酸酯乳液。但是該乳液在實際應用
中仍存在一些問題，實驗中發(fā)現(xiàn)其耐水性仍不能滿足
實際要求，在此基礎上通過互穿聚合物網(wǎng)絡、化學共
聚及物理共混等方法對乳液進行了改性研究。
l 實驗部分
1．1 實驗原料
甲基丙烯酸甲酯：化學純，天津市化學試劑研究
所；丙烯酸丁酯：分析純，天津市光復精細化工研究
所；內(nèi)烯酸：分析純，中國醫(yī)藥卜?；瘜W試劑公司；苯
乙烯：分析純，天津市大茂化學試劑廠；過硫酸鉀：化
學純，上海建新試劑廠；十二烷基苯磺酸鈉：化學純，
中國醫(yī)藥集團上?；瘜W試劑公司；碳酸氫鈉：化學純，
重慶北碚化學試劑廠；OP一10：化學純，錫山市科技
實驗二廠；丙烯腈：化學純，上海試劑三廠；三聚氰胺：
化學純，北京福星化工廠；N一羥甲基丙烯酰胺
(NMA)：化學純，滅津化學試劑研究所；二乙烯基苯
(DVB)：化學純，天津化學試劑研究所。
1．2 實驗方法
1．2．1 丙烯酸酯乳液的制備
在裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管和滴液漏斗
的四口燒瓶巾加入乳化劑、水、苯乙烯和甲基丙烯酸
作者簡介：甘盂瑜(1957一)，女，教授，主要從事功能高分子材料、膠粘劑及涂料的研究。
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表2 涂膜的。隍能指標 參考文獻
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一】9．
收稿日期2005—10—20

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