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输电线路防覆冰涂料

文档作者：胡小华魏锡文陈蓓谢敏陈宣呈文档来源： 1．重庆大学化学化工学院重庆大学资源与环境科学学院		点击数：	更新时间： 2025年07月12日
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上一篇：输电线路覆冰失效分析

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第36卷第3期
2006年3月
涂料工业
PAINT＆ C0ATINGS INDUSTRY
V01．36 No．3
Mar．2oo6
输电线路 覆
胡小华’，魏锡文 ，陈
(1．重庆大学化学化工学院，400044；2
蓓 ，谢敏。，陈宣呈。
重庆大学资源与环境科学学院，400044)
摘要：用改性的石{÷溶胶一苯丙乳液 基料，吸光性能良好的FeMnCu()x为颜料，制备疏水防冰涂料。对所制备
的涂料进行了性能检测和应用实验，结果表叫：该涂料具有-定防粒冰性能，在一20—0 和较高相对湿度的实验室条
件下具有减缓铝线表面结冰的作用，同时陔涂料还具有较好的结合力和耐候性
关键词：防覆冰涂料；输电导线：硅溶脞；乳液
中图分类号：TQ 630．7 文献标识码：A 文章编号：0253—4312(2006)03—0008一()3
0 引 言
输电线路的覆冰和积雪严重威胁着电力和通信
网络的安全运行，目前尚无可靠的方法加以解决，较
有前途的方案足采用防覆冰专用涂料¨ ，其主要组
成为具有高疏水性的基料和特定吸光传热性能的颜
料。现有的氟塑料、硅橡胶等疏水涂料，虽然防水性
较好，但无明显的防覆冰作用，尤其在气温低，水雾呈
过冷却的情况下，防冰效果更差 ；美国Martin Cort，
等利用F一633l铁黑作发射休，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作发射体，Boris Kidric lnst，利用
有机炭黑配合SiO：作发射体，提高了光谱选择性，但
是传热和保温效果仍显不足 ；用丙烯酸酯改性的
硅氧烷树脂作成膜物，提高了选择性，但成本较
贵 ；也有报道用有机硅改性丙烯酸树脂为牯结剂，
以Fe O 一Cr 0 和MnO 为颜料，或用P1)s为颜料，乙
丙橡胶或氟树脂为粘结剂，但形成的涂膜易老化变
形，使用寿命短_6。。J。这些结果表明，要获得性能良
好的有实用价值的防覆冰涂层，在成膜物质的选择、
配套颜料的制备、涂料合成工艺以及相戈 索的影Ⅱ向
等方面还有大量的I 作有待丌展。
1 实验部分
本文采用改性硅溶胶一苯丙乳液为成膜物质，在
适当条件下发生反麻生成具有网状结构的疏水性基
料，然后加入过渡金属复合氧化物FeMnCuO 颜料制
成有一定防覆冰件能的涂料 具体做法是：先用氟硅
酸盐将硅溶胶改性，增加其耐水性和成膜能力；然后
和适量苯丙乳液混合，加入分散剂搅拌均匀再用球磨
机充分研磨分散，并于低速搅拌下加人增稠剂、成膜
剂、消泡剂搅拌均匀，同时，通过水热反应合成过渡金
属复合氧化物FeMnCuO ，测定并确定其性能，在高
速分散机中进行分散达到所需粒径；最后，将颜料、基
料和其他必要的添加剂混合，充分搅拌分散制成涂
料，涂覆在已经表面处理过的铝导线上固化成膜，然
后进行性能检测
2 结果和讨论
2．1 颜料粒径的影响
颇料粒径火小对涂料的性能影响很大。通常，当
涂层厚度增人时，其吸收率也会随着增加，直到趋近
于一稳定值。因此，要保持低的发射率和高的吸收
率，就要求吸热涂层厚度要薄。这也要求所用的颜料
FeMnCuO 粒径要小。通常涂料用颜料适宜的粒径
范匍在亚微米至微米水平， 根据对防覆冰涂料的试
验，所崩颜料也应以微米级别为宜。图i是用RISE
一2008型激光粒径仪测定所制颜料粒径分布的结
：粜，分布曲线表明废颜料的平均粒径为l0 m左右。
2．2 防腐蚀性能及其检测
防覆冰涂料应有利于大气环境中导线的防腐蚀
性能的改善，为此，刚电化学工作站测定了不同颜基
比涂料的腐蚀电压。图2表明，有涂料保护铝导线的
腐蚀电压要明显高于裸铝导线的腐蚀电压
作者简介：胡一1、华(1979一)，男，重庆大学2003级应用化学硕士研究生，师从魏锡文副教授，主．要从事材料化学的研究。
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胡小华，等：输电线路防覆冰涂料
l()0
0
0+01 0．1 1 10
粒径／ m
图1 颜料的粒径分布
电压／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
1一颜基比10％：2一裸铝导线：3一颜基比20％：
4一颜基比30％；5一颜基1：P-．,40％
图2 不同颜基比下铝基体腐蚀的Tafel曲线
(一1．344 l V)；而在不同颜基比的涂料中，颜基比的
增大腐蚀电压也相应地增加，当颜基比为40％时其
腐蚀电压最大(一0．748 8 V)，颜基比为10％腐蚀电
压最小(一0．752 1 V)。考虑到涂料本身的质量对输
电导线的影响，本文最终所选颜基比为30％ 。
2．3 涂料防冰性能检测
将裸导线和涂覆涂料的导线分别精确称质量后，
同时放人冰箱。在冰箱下部搁置一盛水容器(为降
低冰的凝固点，在水里加入少量的CaC1。)，同时在导
线上方固定一滴水装置，该装置底部开若干小孑L，使
小水滴能不断滴落到导线上，实验中适时换掉水箱内
结冰的水，以保证冰箱内的湿度，更好地模拟实际情
况。在一20～0℃之间，每隔5 cc取一个实验点，实
验时问皆为12 h。表1是裸导线和涂颜基比为30％
涂料导线在不同温度下的覆冰情况(以基体质量为
基础的相对覆冰量，用增质量分数表示)。
表1 不同温度下导线的相对覆冰量
项目
温度／"e，相对湿度／％
一5。82 —10，63 一l5，48 —20．37
裸导线覆冰量／％ 2．0 4．3 5．3 5．4
涂覆导线覆冰量／％ 0．79 0．8O 1．0 1．2
由表1数据可知，在相同温度下，被涂覆导线的
相对覆冰量要比裸导线的小，一l0℃时被涂覆导线
的覆冰量约为裸导线的1／5，以后也大体保持在这一
水平。从外观看这一温度区域经12 h低温高湿处理
后被涂覆导线上基本只有水滴和很薄的白雾，而裸导
线表面已凝结出针尖状的冰凌，这说明被涂覆导线表
面的涂料有很好的疏水性，能有效地抑制导线表面的
结冰，并且涂料能减小冰的附着力，使冰容易在重力
的作用下脱落。
图3是被涂覆导线和裸导线在一20—0 cc间的
覆冰量(间隔5℃测一次)。
温度／℃
1一裸导线在不同温度下的覆冰量；
2 涂覆导线在不同温度下的覆冰量
图3 覆冰量随温度的变化
如图3所示，总体看裸导线的覆冰量要比被涂覆
导线增加的多，温度在一5～0 cc之间时，体系开始的
相对湿度在80％左右，这个过程是导线覆冰量的湿
增长过程，所以覆冰量有很大程度的增加；当温度下
降到一10～一5 oC之问时，是湿增长与干增长的临界
过程，这个时候水分充足、过冷却水容易结冰，此时覆
冰量的增长远远超过湿增长过程；当温度下降到
一10℃，由于环境中的过冷却水已全部冻结，体系相
对湿度下降得快，导线表面的增质量和失质量逐渐趋
于平衡，因此干增长过程中覆冰量基本没有变化。
2．4 涂膜其他性能
涂膜其他性能见表2。
3 结语
采用改性硅溶胶一苯丙乳液为基料，吸光性能良
好的FeMnCuO 为颜料的疏水防冰涂料，在一20～
0 qC的实验室条件下对静态(未通电和考虑风速)铝
导线有一定的防冰效果，是值得研发的一种具有发展
前景的防覆冰涂料。
4 3 2 1 0
眦*
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第36卷第3期
2006年3月
涂料1二业
PAINT＆ C0ATINCS IN I)US I1RY
Vo1．36 No．3
Mar．2006
的改性研究
甘孟瑜，谈尊燕，杨治国 (重庆大学化学4~_r-学院，400044)
摘要：制备了丙烯酸酯乳液，探讨了丙烯酸、Ⅳ一羟甲基丙烯酰胺、二乙烯基苯、丙烯腈和三聚氰胺等不同改性剂
对乳液性能的影响，任此基础 通过互穿网络聚合、化学共聚及物理 混等方法对乳液的性能进行了改性研究。
关键词：丙烯酸酯乳液；改性；互穿网络聚合；化学共聚；物理共混
中图分类号：TQ 630．4 文献标识码：A 文章编号：0253—4312(2006)03—0010—03
0 引 言
丙烯酸酯乳液虽然具有优良的性能，但常规丙烯
酸酯乳液存在如成膜温度高、胶膜硬度低、抗回粘性
差、耐水性不好等缺点。因此，合成克服以 缺陷的
新型乳液已成为研究热点。本文采用种r半连续法
合成了一种丙烯酸酯乳液。但是该乳液在实际应用
中仍存在一些问题，实验中发现其耐水性仍不能满足
实际要求，在此基础上通过互穿聚合物网络、化学共
聚及物理共混等方法对乳液进行了改性研究。
l 实验部分
1．1 实验原料
甲基丙烯酸甲酯：化学纯，天津市化学试剂研究
所；丙烯酸丁酯：分析纯，天津市光复精细化工研究
所；内烯酸：分析纯，中国医药卜海化学试剂公司；苯
乙烯：分析纯，天津市大茂化学试剂厂；过硫酸钾：化
学纯，上海建新试剂厂；十二烷基苯磺酸钠：化学纯，
中国医药集团上海化学试剂公司；碳酸氢钠：化学纯，
重庆北碚化学试剂厂；OP一10：化学纯，锡山市科技
实验二厂；丙烯腈：化学纯，上海试剂三厂；三聚氰胺：
化学纯，北京福星化工厂；N一羟甲基丙烯酰胺
(NMA)：化学纯，灭津化学试剂研究所；二乙烯基苯
(DVB)：化学纯，天津化学试剂研究所。
1．2 实验方法
1．2．1 丙烯酸酯乳液的制备
在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和滴液漏斗
的四口烧瓶巾加入乳化剂、水、苯乙烯和甲基丙烯酸
作者简介：甘盂瑜(1957一)，女，教授，主要从事功能高分子材料、胶粘剂及涂料的研究。
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表2 涂膜的。隍能指标 参考文献
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收稿日期2005—10—20

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