[发明专利]一种用于输电线路导线防冰冻的发热功能涂料

说明书

技术领域

本发明属于发热材料和电网安全运行领域，特别涉及一种用于输电线路导线防冰冻的发 热功能涂料。

背景技术

2008年年初，我国南方大部分地区和西北地区东部出现了有气象记录以来最严重的冰冻 灾害，给电网造成了严重的破坏，引起了国家电力及相关部门的高度重视。同时也掀起防、 融冰技术研究高潮，国内外研究过的几十种防、融冰方法再度被重新审视。其中，“七·五” 期间武汉高压研究所与首钢冶金研究院等单位共同研制出的低居里温度铁磁性材料防冰器 件、预绞丝、防冰套筒等技术，因其具有随温度变化自动实现防冰的特点，引起了人们的极 大关注。虽然低居里温度铁磁材料技术具有明显效果但也存在明显缺陷，1)成本高，目前 成本约35～40万/t；2)增加了导线荷载，400mm²导线单根需要600～900kg；3)施工困难。

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，较有前途的方案是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 Corp等利用 F-6331铁黑作发射体，水玻璃作成膜物，所得涂膜的吸收率提高，但防水性能不好；日本Des cem te Itd.用C、Al作发射体，Boris Kidric Inst利用有机炭黑配合SiO₂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粘结剂，以Fe₂ O₃-Cr₂O₃和 MnO₂为颜料，或用PbS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。胡小华，魏锡文等(胡小华；魏锡文；陈蓓；谢敏；陈宣呈，输电线路防覆冰 涂料，涂料工业，2006年03期)采用改性硅溶胶-苯丙乳液为基料，吸光性能良好的FeMnCuO x为颜料的疏水防冰涂料，在-20～0℃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，但该涂料在夜晚作用不明显，而冻雨多发生在夜间。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 工艺以及相关因素的影响等方面还有大量的工作有待开展。

发明内容

本发明的目的是解决低居里温度磁性材料施工困难、荷重大、成本高，而目前研制的防 覆冰涂料使用效果不佳等问题，将低居里温度磁性材料制成粉状作为填料加入到涂料体系涂 敷在导线或导线单丝表面，利用其在交变磁场作用下产生功率损耗发热阻止或减缓冻雨在导 线表面结冰。采用此涂料进行防覆冰防冰效果好，能耗低、成本低、施工较为简单且无需进 行任何线路改造，应用前景非常广泛。

因此，本发明提出了一种用于输电线路导线防冰冻的发热功能涂料，其特征在于：输电 线路导线防冰冻的发热功能涂料是发热功能粉体及成膜物质组成，其中发热功能粉体是粉体 表面覆铝或铜的饱和磁感应强度＞0.4T、单重发热值＞10W/kg、居里温度在-5～120℃的低居里 温度铁磁性材料。

其中，所述发热功能粉体是居里温度在0～80℃的低居里温度铁磁性材料。

其中，所述发热功能粉体的居里温度低于80℃，且该材料的饱和磁感应强度在环境温度 2℃以上时比较低甚至接近于0，而环境温度低于2℃时该材料的饱和磁感应强度快速提高， 其单重发热值＞14W/kg(-5℃～0℃)，饱和磁感应强度＞0.4T(0℃)，20℃时发热功能粉体在交变 磁场作用下的磁滞损耗和涡流损耗＜5W/kg。

其中，所述发热功能粉体的居里温度越接近于0℃越好，0℃左右饱和磁感应强度越高越 好，0℃左右单重发热值越高越好，20℃左右时的单重发热值即损耗越小越好。

其中，所述成膜物质采用环氧树脂E20或亨斯迈7071树脂和多氨固化剂体系材料构成。

其中，所述其中覆铜或覆铝低居里温度的铁磁性材料占发热功能涂料的固体成分的60～ 95％，最佳比例为80～85％，属于高固体分涂料，所述发热功能涂料的固体成分是发热功能粉 体和成膜物质中的不挥发成份。