[发明专利]一种防覆冰金属高压线的制备方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种可以解决金属高压线覆冰的方法，更具体地说，涉及一种通过在金属高压线表面形成超疏水薄膜以解决覆冰问题的方法。本发明还涉及上述制备表面具有超疏水薄膜的金属高压线的设备。

背景技术

输电线路的覆冰和积雪威胁着电力及通信网络的安全运行。在俄罗斯、加拿大、美国、日本及我国北路和中西部高寒地带，输电线路覆冰导致的电路损害以及由此引发的安全事故，常常给当地的生活和生产带来极大的不便，并造成巨大的经济损失。覆冰常引起输电线路倒杆（塔）、断线和绝缘子闪络等重大事故，对电力系统的安全运行产生严重危害。我国是输电线路覆冰严重的国家之一，线路冰害事故发生的概率居世界前列。

2008年我国南方发生罕见冰雨，许多高压线路覆冰，导致大范围电力系统瘫痪，造成了国家财产和人身安全损失。因此，开展防覆冰技术研究，开发可靠的防覆冰技术，从而解决金属高压线覆冰的问题刻不容缓。目前，国内外通常采用机械除冰、撒防结冰剂、加热除冰和自然被动除冰4种除冰方法。其中机械除冰效率低、工作强度大且受天气和地形限制，安全系数低，只能作为一种应急方法。而撒防结冰剂法中的防结冰一般是液体或盐类，对土壤有污染，对地面有腐蚀，只能临时涂撒，时效短。而加热除冰对电能的损耗较大、且存在非常大的安全隐患，限制了该方法的应用。自然被动除冰是指在基材的表面涂防覆冰的涂料，减小冰对基材表面的附着力和表面的覆冰量，再利用风和自然力的作用使冰脱落。目前，防覆冰涂料的研制是防覆冰研究的热点之一，已经研究出多种防覆冰涂料，但其应用的效果并不好。

后来，人们发现，超疏水材料具有防覆冰的效果。其中高分子材料是制备超疏水表面的一种重要的材料。采用高分子材料制备超疏水表面的方法有很多种。但是目前制备超疏水表面的这些方法或是所用的原料昂贵，或是制备条件苛刻、费时费力，或是难以制备出均匀、大面积的超疏水薄膜，限制了上述方法的实际应用，限制了超疏水材料的应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种防覆冰金属高压线的制备方法，该方法以常见的聚合物为起始材料，制备方法简单、易行，制备得到的防覆冰金属高压线的表面具有超疏水薄膜，其能够有效地防止覆冰现象的产生，具有宽广的应用前景。

根据本发明的一个方面，提供了一种防覆冰金属高压线的制备方法，其包括以下步骤：

a）配置包含聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的混合溶液，加入阴离子表面活性剂；

b）将步骤a）中的混合溶液浸涂在清洗后的金属高压线上，然后干燥；

c）将步骤b）得到的干燥后的金属高压线在环己烷中浸泡，然后取出干燥，得到防覆冰金属高压线。

在上述方法中，所述步骤a）中混合溶液中聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的浓度为5~60%，优选10~50wt%。

在上述方法中，所述聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的重量比为30:70~70:30，优选40:60~60:40。

在上述方法中，所述阴离子表面活性剂为常用的阴离子表面活性剂，如可选自十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠。在一个具体的实施例中，所述阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸钠。所述十二烷基磺酸钠的加入量占混合溶液总量的0.1~5wt%，优选0.5~5wt%。

在上述方法的一个实施例中，所述步骤a）中混合溶液中的溶剂选自丙酮和二氯甲烷。

在上述方法中，在步骤b）中，通过清洗金属高压线能够增强聚合物材料（聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯）与金属高压线的附着力；干燥使混合溶液中的溶剂挥发，聚合物材料成膜。

在上述方法中，所述步骤c）中所述浸泡的温度为40~60℃，所述浸泡的时间为5~10min。通过浸泡，使环己烷将其中一种聚合物除去；然后取出干燥，使金属高压线的超疏水薄膜的残余环己烷挥发，得到防覆冰的金属高压线。

根据本发明提供的方法，将两种不相容的聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯溶于一种溶剂形成混合溶液，然后浸涂在金属高压线上成膜，然后干燥，溶剂挥发后，两聚合物组分发生相分离，然后将成膜后的金属高压线在环己烷中浸泡，环己烷将其中的聚苯乙烯溶解掉，得到了具有超疏水薄膜的防覆冰金属高压线。