一种高空适用的复合涂层及其制备方法和应用与流程

本发明涉及超高压输变电设施运维设备的防护，特别是涉及一种高空适用的复合涂层及其制备方法和应用。

背景技术：

1、超高压输变电设备在提高输电效率、降低经济成本、支持可再生能源集成以及增强电网稳定性等方面有着重要的作用。由于环境、运行条件等因素下，超高压输电设备的腐蚀问题仍然存在。为了监测设备的腐蚀情况以便于快速高效的找准和了解腐蚀位置和腐蚀状态，无人监测设备（如无人机搭载红外测温仪、测厚仪、射线探测仪及在线腐蚀检测装置等）可以很好的代替人工来实现上述目的。环境天气如潮湿、多雨等不仅容易在输电设备表面形成水膜，从而导致严重腐蚀行为的发生，还会在无人监测设备表面形成水膜，引起渗水、腐蚀，尤其是在寒冷、高空作业的无人检测设备表面易形结冰，导致设备重量增加，最终影响无人监测设备的运行安全和测量精度。因此，为了保证高空无人监测设备的稳定运行以及测量精度，需要对其采取有效的防腐措施，其中对检测平台前端检测装置进行疏水防冰处理是实现无人监测设备进行防腐检测的关键。构筑疏水防冰涂层是目前最为经济、环保、高效以及普适性的措施。疏水防冰涂层可以在表面形成一层保护膜，降低结冰的温度，从而延迟结冰的发生。它还可以作为疏水涂层使用，可防止水膜的产生，防止水珠凝结影响检测，最终保证设备安全稳定精确的运行。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种高空适用的复合涂层及其制备方法和应用，所述复合涂层具有疏水防冰功能，可适用于防腐检测，从而更好地实现超高压输变电设施运维设备的防护。

2、技术方案如下：

3、本发明的第一方面，提供一种高空适用的复合涂层，包括依次层叠设置的第一电热层、第二电热层和超疏水层；

4、所述第一电热层包括树脂基体和镀银铜；所述第二电热层包括树脂基体和多壁碳纳米管；

5、所述超疏水层包括树脂基体、二氧化硅和十六烷基三甲氧基硅烷。

6、在其中一个实施例中，所述第一电热层中，所述树脂基体与镀银铜的质量比为（0.05-0.20）：（0.06-0.6）。

7、在其中一个实施例中，所述第二电热层中，所述多壁碳纳米管与树脂基体的质量比为（0.002-0.02）：0.12。

8、在其中一个实施例中，所述超疏水层中，所述树脂基体、二氧化硅和十六烷基三甲氧基硅烷的比例为（1-5）g：（0.1-0.5）g：（0.1-0.3）ml。

9、在其中一个实施例中，所述树脂基体包括环氧树脂。

10、在其中一个实施例中，所述高空适用的复合涂层还包括高岭土；

11、可选地，所述超疏水层中，所述树脂基体和高岭土的质量比为（1-5）：（0.1-2）。

12、本发明的第二方面，提供一种如上所述的高空适用的复合涂层的制备方法，包括以下步骤：

13、将树脂基体、镀银铜与第一溶剂混合，制得糊状物，将所述糊状物成型并进行第一次固化，制备所述第一电热层；将多壁碳纳米管、环氧树脂与第二溶剂混合，制得混合浆料，将所述混合浆料在所述第一电热层表面成型并进行第一次固化，制备所述第二电热层；

14、将树脂基体、二氧化硅纳米颗粒和高岭土分散在第三溶剂，制得混合乳液；在所述混合乳液中加入十六烷基三甲氧基硅烷，搅拌获得分散液；在所述分散液中加入第四溶剂，将所得混合物在所述第二电热层表面成型并进行第三次固化。

15、在其中一个实施例中，所述第一次固化包括如下条件中的至少一个：

16、（1）固化的温度为80oc-150℃；

17、（2）固化的时间为1h-3h。

18、在其中一个实施例中，所述第二次固化包括如下条件中的至少一个：

19、（1）固化的温度为80oc-150℃；

20、（2）固化的时间为1h-3h。

21、在其中一个实施例中，所述第三次固化包括如下条件中的至少一个：

22、（1）固化的温度为室温；

23、（2）固化的时间为18h-36h。

24、在其中一个实施例中，所述第一溶剂包括三乙基四胺、异十六烷、对苯二胺和三乙醇胺中的至少一种；

25、所述第二溶剂包括三乙基四胺、乙二胺四乙酸四钠、对苯二胺和三乙醇胺中的至少一种；

26、所述第三溶剂包括无水乙醇、乙二醇、去离子水和二甲苯中的至少一种；

27、所述第四溶剂包括三乙基四胺、二己基甲苯四胺、三乙烯四胺和醋酸乙酯中的至少一种。

28、在其中一个实施例中，所述第一溶剂与所述树脂基体的质量比为0.0156:（0.05-0.20）；

29、所述第二溶剂与所述树脂基体的质量比为（0.01-0.02）：0.12；

30、所述第三溶剂与所述树脂基体的用量比为（5-25）ml：（1-5）g；

31、所述第四溶剂与所述树脂基体的质量比为（0.1-0.5）：（1-5）。

32、本发明的第三方面，提供一种超高压输变电设施，包括基材以及附着在所述基材表面的如上所述的高空适用的复合涂层或通过如上所述的高空适用的复合涂层的制备方法制成的复合涂层。

33、在其中一个实施例中，所述基材包括环氧树脂、聚氨酯、硅脂和聚二甲基硅氧烷中的至少一种。

34、与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：

35、本申请通过对复合涂层配方进行设计，选择与超高压输变电设施金属基材具有良好的附着力的树脂基体，协同十六烷基三甲氧基硅烷、镀银铜、多壁碳纳米管、二氧化硅等关键原料，制得包括依次层叠设置的第一电热层、第二电热层和超疏水层的复合涂层，所述复合涂层具有疏水防冰功能，可适用于防腐检测，从而更好地实现超高压输变电设施运维设备的防护。此外，所述复合涂层的制备方法简单、原料易获得，满足工业化需求。

技术特征：

1.一种高空适用的复合涂层，其特征在于，包括依次层叠设置的第一电热层、第二电热层和超疏水层；

2.如权利要求1所述的高空适用的复合涂层，其特征在于，所述第一电热层中，所述树脂基体与镀银铜的质量比为（0.05-0.20）：（0.06-0.6）。

3.如权利要求1所述的高空适用的复合涂层，其特征在于，所述第二电热层中，所述多壁碳纳米管与树脂基体的质量比为（0.002-0.02）：0.12。

4.如权利要求1所述的高空适用的复合涂层，其特征在于，所述超疏水层中，所述树脂基体、二氧化硅和十六烷基三甲氧基硅烷的比例为（1-5）g：（0.1-0.5）g：（0.1-0.3）ml。

5.如权利要求1-4任一项所述的高空适用的复合涂层，其特征在于，所述树脂基体包括环氧树脂。

6.如权利要求1-4任一项所述的高空适用的复合涂层，其特征在于，所述复合涂层还包括高岭土；

7.一种如权利要求1-6任一项所述的高空适用的复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的高空适用的复合涂层的制备方法，其特征在于，所述第一次固化包括如下条件中的至少一个：

9.如权利要求7所述的高空适用的复合涂层的制备方法，其特征在于，所述第二次固化包括如下条件中的至少一个：

10.如权利要求7所述的高空适用的复合涂层的制备方法，其特征在于，所述第三次固化包括如下条件中的至少一个：

11.如权利要求7-10任一项所述的高空适用的复合涂层的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂包括三乙基四胺、异十六烷、对苯二胺和三乙醇胺中的至少一种；

12.如权利要求7-10任一项所述的高空适用的复合涂层的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂与所述树脂基体的质量比为0.0156:（0.05-0.20）；

13.一种超高压输变电设施，其特征在于，包括基材以及附着在所述基材表面的权利要求1-6所述的高空适用的复合涂层或通过权利要求7-9任一项所述的高空适用的复合涂层的制备方法制成的复合涂层。

14.如权利要求13所述的超高压输变电设施，其特征在于，所述基材包括环氧树脂、聚氨酯、硅脂和聚二甲基硅氧烷中的至少一种。

技术总结本发明涉及一种高空适用的复合涂层及其制备方法和应用，所述复合涂层包括依次层叠设置的第一电热层、第二电热层和超疏水层；所述第一电热层包括树脂基体和镀银铜，所述第二电热层包括树脂基体和多壁碳纳米管，所述超疏水层包括树脂基体、二氧化硅和十六烷基三甲氧基硅烷。本发明通过对复合涂层配方进行设计，选择与超高压输变电设施金属基材具有良好的附着力的树脂基体，协同十六烷基三甲氧基硅烷、镀银铜、多壁碳纳米管、二氧化硅等关键原料，制得复合涂层，所述复合涂层具有疏水防冰功能，可适用于防腐检测，从而更好地实现超高压输变电设施运维设备的防护。此外，所述复合涂层的制备方法简单、原料易获得，满足工业化需求。技术研发人员：孙阔腾,钟万才,蔡玮辰,黄松强,何学敏,韦扬志,刘成,于康健,唐鑫受保护的技术使用者：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局技术研发日：技术公布日：2024/5/29