輸電線路的覆冰現(xiàn)象給人們的生活和工作帶來極大的不便,也為區(qū)域經濟發(fā)展造成巨大的損失。本文簡要介紹了覆冰對輸電線路的影響,綜述了防覆冰技術的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,比較了目前國內外各種輸電線路防除冰方法的優(yōu)缺點。

在此基礎上,重點選擇防覆冰涂料作為輸電線路防覆冰技術的研究開發(fā)方向,提出了以改性的硅溶膠-苯丙乳液為基料成膜物質,FeMnCuO_4為吸光顏料,制得所需要的防覆冰涂料。

文章詳細地討論了該種涂料的制備工藝和性能測試結果,包括硅溶膠基料的改性,過渡金屬復合氧化物型顏料的制備和選擇,涂料顏基比的確定,顏料的吸光性、粒度以及紅外、紫外、X-ray衍射分析和晶胞參數(shù)的確定,涂料的附著力、防腐蝕、耐侯性和防冰性能的檢測等。

結果表明:按改性硅溶膠:苯丙乳液=10:1的比例制備基料,用共沉淀法經1000℃焙燒制備的具有良好吸光性的正尖晶石結構FeMnCuO_4作顏料,選取顏基比30%,所制得的涂料具有一定防覆冰性能,在-20℃～0℃和80%相對濕度的實驗室條件下,能有效防止鋁導線表面結冰,同時還具有較好的結合力和耐候性。

通過量子化學的密度泛函理論,采用模型化學方法和Gaussion03程序,計算了相同原子數(shù)的正反尖晶石型FeMnCuO_4模型的能量,結果顯示正尖晶石結構具有更好的能量穩(wěn)定性。按同樣方法對正尖晶石型FeMnCuO_4的不同模型進行了計算,并結合紫外-可見光譜等測試數(shù)據(jù),對所用顏料的結構、性能作了較為深入的探索,為防覆冰涂料制備中顏料的選擇提供了理論依據(jù)。在成膜物質硅溶膠及改性硅溶膠的計算中,采用了RHF方法和6-31G基組,并對相應的軌道能量和集居數(shù)進行了分析。

結果表明:改性使其能隙加寬、Si-O鍵強增大,有利于涂料絕緣性能的改善和膜層的穩(wěn)定牢固,從而提高了涂料的憎水性,與實驗的結果相符,達到了預期的目的。