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1、(10)申请公布号 CN 102443326 A (43)申请公布日 2012.05.09 C N 1 0 2 4 4 3 3 2 6 A *CN102443326A* (21)申请号 201110257100.9 (22)申请日 2011.09.01 C09D 127/18(2006.01) C09D 5/00(2006.01) C09D 7/12(2006.01) C09K 3/18(2006.01) (71)申请人华北电力大学 地址 102206 北京市昌平区昌平区朱辛庄华 北电力大学 (72)发明人张东博 (74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理 有限公司 11246 代理人张文宝。
2、 (54) 发明名称 新型防覆冰涂层及其制备方法 (57) 摘要 一种新型防覆冰涂层及其制备方法属于 输电线路保护技术领域。该防覆冰涂层由 粒度为10-50m、成分为玻璃粉末和聚四氟 乙烯复合材料构成，其中，玻璃粉末的质量含 量为50-90，聚四氟乙烯的质量含量为 10-50；喷涂后的涂层厚度为15-25m，其中 的5-10m为小凸起结构，且小凸起结构的表面 为微纳米结构；喷涂方法可采用气体爆炸喷涂或 超音速火焰喷涂。涂层表面具有很好的憎水性，能 够有效抑制输电线的覆冰现象，保证输电线路的 稳定运行；涂层材料具有耐低温持久性、热辐射 和抗老化性能高等特点；气体爆炸喷涂或超音速 火焰喷涂的制备方。
3、法，使得涂层和基体结合强度 高，工件表面温度低，表面粗糙度较大，可以有效 防止冰水的覆盖。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 CN 102443342 A 1/1页 2 1.新型防覆冰涂层，其特征在于，由粒度为10-50m，成分为玻璃粉末和聚四氟乙 烯的复合材料构成，其中，玻璃粉末的质量含量为50-90，聚四氟乙烯的质量含量为 10-50；喷涂后的涂层厚度为15-25m，其中的5-10m为小凸起结构，且小凸起结构 的表面为微纳米结构。 2.新型防覆冰涂层的制备方法，其特征在于， 采用气体爆炸喷涂。
4、的方法，将配制好的粒度为10-50m的玻璃粉末和聚四氟乙烯的 混和物质作为涂层材料送入爆炸枪，其中，玻璃粉末的质量含量为50-90，聚四氟乙烯 的质量含量为10-50；0.05-0.2MPa的氧气和0.05-0.15MPa的乙炔混合气体进入流管， 利用火花塞点燃，发生爆炸，使混合粉末物质以500-800m/s速度到达喷距为80-200mm的导 线上，使涂层厚度为15-25m，表面形貌为小凸起结构的微纳米结构；其他喷涂工艺参数 为：清洗N 2 的压力为0.35-0.4MPa，送粉N 2 的压力为0.04MPa，喷涂频率4次/s，送粉量为 0.5-0.6Kg/h，沉积速率为4m/次； 或者采用超音。
5、速火焰喷涂的方法，将粒度为10-50m的玻璃粉末和聚四氟乙烯的混 和物质作为涂层材料，其中，玻璃粉末的质量含量为50-90，聚四氟乙烯的质量含量为 10-50；使之在氧气流量为400L/min，C 3 H 8 流量为30L/min，喷涂压力0.4MPa，喷涂距离 为100mm的条件下，通过控制喷涂工艺，使涂层厚度为15-25m，表面形貌为小凸起结构的 微纳米结构。 权 利 要 求 书CN 102443326 A CN 102443342 A 1/3页 3 新型防覆冰涂层及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于输电线路保护技术领域，特别涉及一种新型防覆冰涂层及其制备方 法。 背景技术 000。
6、2 随着经济的发展，对电力的需求和依赖越来越明显，同时也对输电线路提出了越 来越高的要求，因此输电线路的安全运行，对于国家的发展就显得尤为突出，然而，近年来， 尤其在我国的南方地区，由于气候的原因，使输电线路表面形成覆冰现象，从而导致输电线 路被压断而形成断路和塔架被压塌现象，因此气候的变化对设备的影响会非常严重，尤其 面对特高压等重要工程的情况，因为一旦输电线路上结有覆冰，就有可能造成输电线路的 短路，也许能够导致大面积的停电，从而严重影响工农业的生产和生活，因此，如何能够防 止输电线路的结覆冰现象，具有非常重要的经济和社会意义。 发明内容 0003 本发明提供了一种能够防止输电线路结覆冰现。
7、象的防覆冰涂层及其制备方法。 0004 本发明所述的新型防覆冰涂层，由粒度为10-50m，成分为玻璃粉末和聚四氟乙 烯的复合材料构成，其中，玻璃粉末的质量含量为50-90，聚四氟乙烯的质量含量为 10-50；喷涂后的涂层厚度为15-25m，其中的5-10m为小凸起结构，且小凸起结构 的表面为微纳米结构。 0005 本发明还提供了一种防覆冰涂层的制备方法，具体如下： 0006 采用气体爆炸喷涂的方法，将配制好的粒度为10-50m的玻璃粉末和聚四氟乙 烯的混和物质作为涂层材料送入爆炸枪，其中，玻璃粉末的质量含量为50-90，聚四 氟乙烯的质量含量为10-50；0.05-0.2MPa的氧气和0.05。
8、-0.15MPa的乙炔混合气体 进入流管，利用火花塞点燃，发生爆炸，使混合粉末物质以500-800m/s速度到达喷距为 80-200mm的导线上，使涂层厚度为15-25m，表面形貌为小凸起结构的微纳米结构；其他 喷涂工艺参数为：清洗N 2 的压力为0.35-0.4MPa，送粉N 2 的压力为0.04MPa，喷涂频率4次 /s，送粉量为0.5-0.6Kg/h，沉积速率为4m/次； 0007 或者采用超音速火焰喷涂的方法，将粒度为10-50m的玻璃粉末和聚四氟乙烯 的混和物质作为涂层材料，其中，玻璃粉末的质量含量为50-90，聚四氟乙烯的质量含 量为10-50；使之在氧气流量为400L/min，C。
9、 3 H 8 流量为30L/min，喷涂压力0.4MPa，喷 涂距离为100mm的条件下，通过控制喷涂工艺，使涂层厚度为15-25m，表面形貌为小凸起 结构的微纳米结构。 0008 本发明的优点为： 0009 根据仿生学的原理，具有小凸起结构的表面能够有很好的憎水性(如荷叶的表 面)，从而使表面具有防水和自清洁功能，从目前的研究来看，微纳米结构具有大多数材料 不可比拟的优点，将输电线导线的表面设计为具有一定尺寸的小凸起结构的涂层，由于其 说 明 书CN 102443326 A CN 102443342 A 2/3页 4 结构上的特点，使得涂层的表面积很大，当水滴在表面上铺展时，为了能够降低表面。
10、张力， 水滴将会自动收缩成为球状，另外，小凸起结构也会使得水滴无法在表面聚集和停留，使得 雪水不在表面上吸附，能够有效地降低雪水在导线表面的覆盖现象，这种结构上的设计将 能够有效抑制输电线的覆冰现象，对于输电线路的稳定运行和避免大面积的停电，具有很 好的预防作用，对于社会和经济的发展具有重要的意义。 0010 涂层材料采用玻璃态粉末与聚四氟乙烯的混合物质材料，具有耐低温持久性、热 辐射和抗老化性能高等特点，在涂层的制备中可根据具体需要选择合适的厚度，利用不同 的工艺参数调整涂层厚度，以达到工业使用要求。 0011 由于气体爆炸喷涂或超音速火焰喷涂方法，在喷涂过程中喷涂的粒子温度很低， 发生相变。
11、的驱动力较小，固体粒子晶粒不易长大，所制备的涂层表面粗糙度较大，因此，采 用此技术制备的新型防覆冰涂层，具有涂层和基体结合强度高，工件表面温度低，表面粗糙 度较大，可以有效防止冰水的覆盖。 附图说明 0012 图1为带有所述涂层的输电线的断面形貌； 0013 图2为带有所述涂层的表面局部形貌简图。 0014 图中标号： 0015 1-防覆冰涂层；2-输电线路。 具体实施方式 0016 本发明提供了一种新型防覆冰涂层及其制备方法，下面结合附图和具体实施方式 对本发明做进一步说明。 0017 实施案例1： 0018 采用气体爆炸喷涂的方法，将配制好的粒度为10m的玻璃粉末和聚四氟乙烯的 混和物质作。
12、为涂层材料送入爆炸枪，其中，玻璃粉末的质量含量为50，聚四氟乙烯的质量 含量为50；0.05-0.2MPa的氧气和0.05-0.15MPa的乙炔混合气体进入流管，利用火花塞 点燃，发生爆炸，使玻璃粉末物质以600m/s速度到达喷距为100mm的导线上，通过控制喷涂 工艺，使涂层厚度为15m，表面形貌为小凸起结构的微纳米结构；具体工艺参数如表1所 示。制得的输电线路如图1和图2所示，具有小凸起结构的防覆冰涂层1喷覆于输电线路 2的表面。 0019 表1.第一组气体爆炸喷涂工艺参数 0020 0021 实施案例2： 0022 采用超音速火焰喷涂的方法制备新型的防覆冰涂层，将配制好的质量含量为70 。
13、的玻璃粉末与质量含量为30的聚四氟乙烯的混合物质作为涂层材料，其粒度为25m， 说 明 书CN 102443326 A CN 102443342 A 3/3页 5 通过超音速火焰喷涂(HVOF)后，使之在氧气流量为400L/min，C 3 H 8 的流量为30L/min，喷涂 压力0.4MPa，喷涂距离为100mm的条件下，通过控制喷涂工艺，使涂层厚度为20m，表面形 貌为小凸起结构的微纳米结构。 0023 实施案例3： 0024 采用气体爆炸喷涂的方法，将配制好的粒度为50m的玻璃粉末和聚四氟乙烯的 混和物质作为涂层材料送入爆炸枪，其中，玻璃粉末的质量含量为90，聚四氟乙烯的质量 含量为10；0.05-0.2MPa的氧气和0.05-0.15MPa的乙炔混合气体进入流管，利用火花塞 点燃，发生爆炸，使玻璃粉末物质以800m/s速度到达喷距为200mm的导线上，通过控制喷涂 工艺，使涂层厚度为25m，表面形貌为小凸起结构的微纳米结构；具体工艺参数如表2所 示。 0025 表2.第二组气体爆炸喷涂工艺参数 0026 说 明 书CN 102443326 A CN 102443342 A 1/1页 6 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102443326 A 。