一種具有超憎水的裸導線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有超憎水的裸導線，其包括鋁合金線，所述鋁合金線上形成有超憎水涂膜，其與水的接觸角不低于130°。本發(fā)明所述的裸導線具有良好的抗拉強度、優(yōu)異的抗蠕變性能以及耐彎曲性能，可以應用于中強度和高強度的鋁合金絞線線路上。本發(fā)明所述的超憎水涂膜，在低溫條件下具有優(yōu)異的憎水性和防覆冰性能，而且其中不含有含氟聚合物成本較低。
【專利說明】
一種具有超憎水的裸導線
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及電力傳輸線的技術領域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種具有超憎水的 裸導線。
【背景技術】
[0002] 目前在架空線路中已經廣泛采用鋼芯鋁絞線，但是隨著輸電線路向超高壓、大容 量方向發(fā)展，對鋁合金線的力學性能、耐熱性能都有著越來越高的要求，但是具有此類特性 的鋁合金線其導電性能又往往偏低，難以達到電氣性能的要求。另一方面，在低溫凍雨或長 時間的冰雪天氣條件下，常規(guī)的鋁絞線表面容易形成覆冰現象，而電網大規(guī)模的覆冰現象 特別容易導致斷線、倒塔等事故，嚴重影響著電力系統(tǒng)的安全、可靠運行。

【發(fā)明內容】

[0003] 為了解決現有技術中的上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有超憎水的 裸導線。
[0004] 為了解決上述技術問題并實現發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術方案：
[0005] -種具有超憎水的裸導線，其包括鋁合金線，其特征在于所述鋁合金線上形成有 超憎水涂膜，其與水的接觸角不低于130°。
[0006] 其中，所述鋁合金線的組成和質量百分比為：0. 25~0. 30wt%的Si、0. 20~ 0· 25wt % 的 Cu、0. 55 ~0· 60wt % 的 Mg、0. 10 ~0· 15wt % 的 Μη、0· 15 ~0· 20wt % 的 Cr、 0· 08 ~0· 10wt % 的 Zr、0· 02 ~0· 03wt % 的 Te、0· 03 ~0· 05wt % 的 Sr，其余為 A1 和不可避 免的雜質。
[0007] 其中，所述鋁合金線的制造方法包括以下步驟：
[0008] ①在760~790°C熔煉鋁錠，然后添加在熔鋁中添加合金元素，進行精煉、除渣和 吹掃，通過取樣分析、調整并控制合金元素的含量，澆鑄成鋁合金鑄錠，澆鑄溫度為695~ 705 °C ；
[0009] ②將所述鋁合金鑄錠在210~230°C的溫度下固溶化處理3. 5~4. 0小時；
[0010] ③將經過固溶化處理后的鋁合金鑄錠在乳機上熱乳乳制成鋁合金桿，進乳溫度為 490~495°C，終乳溫度為275~280°C;然后進行熱均化處理，處理溫度為180~200°C，時 間為8~10小時；
[0011] ④在鋁合金拉線機上，控制拉線速度為8~10米/秒，拉成鋁合金線成品。
[0012] 其中，所述超憎水涂膜通過在所述鋁合金線表面涂覆超憎水處理液，并在60~ 80°C固化處理45~50min形成，所述超憎水涂膜的厚度為5~50 μ m。
[0013] 其中，所述超憎水處理液由5· 0~5. 5wt %的甲基丙烯酸酯、3· 5~5. Owt %的甲基 丙烯酸縮水甘油酯、1. 2~1. 5wt%的烷基酚醚磺化琥珀酸酯、2. 0~2. 2wt%的丙烯酰胺、 0· 8~1. Owt%的改性納米Si02單體、1. 0~1. 2wt%的氫氧化鋁和余量的溶劑組成。
[0014] 其中，所述甲基丙烯酸酯選自乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯 酸酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯或甲基丙烯酸羥丙酯中的至少一種。
[0015] 其中，所述溶劑選自二甲苯、異丙醇、正丁醇、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二 醇乙醚、以及N-甲基吡咯烷酮中的至少兩種。
[0016] 其中，所述改性納米Si02單體通過以下方法制備得到：首先，將納米SiO 2和3-氨 丙基三乙氧基硅烷在50°C的無水甲苯溶液反應得到氨基改性納米Si02，其中3-氨丙基三 乙氧基硅烷與納米Si0 2的質量比為1 : 5;然后，在N，N-二甲基甲酰胺溶液中加入順丁烯 二酸酐，攪拌溶解完全得到混合溶液；在所述氨基改性納米Si02中加入N，N-二甲基甲酰胺 攪拌均勻得到分散液；將分散液滴加到所述混合溶液中，然后在70°C攪拌反應完全，得到 的反應產物經過洗滌、過濾、干燥后可得所述改性納米SiOji能單體，其中，所述順丁烯二 酸酐與納米Si0 2的質量比為1 : 5。
[0017] 與現有技術相比，本發(fā)明所述的具有超憎水的裸導線具有以下有益效果：
[0018] ①本發(fā)明所述的裸導線具有良好的抗拉強度、優(yōu)異的抗蠕變性能以及耐彎曲性 能，可以應用于中強度和高強度的鋁合金絞線線路上。
[0019] ②本發(fā)明所述的裸導線表面還涂覆有超憎水涂膜，在低溫條件下具有優(yōu)異的憎水 性和防覆冰性能，而且其中不含有含氟聚合物成本較低。
【具體實施方式】
[0020] 以下將通過參考示范性實施例，闡明本發(fā)明的目的和功能以及用于實現這些目的 和功能的方法。然而，本發(fā)明并不受限于以下所公開的示范性實施例；可以通過不同形式來 對其加以實現。說明書的實質僅僅是幫助相關領域技術人員綜合理解本發(fā)明的具體細節(jié)。
[0021] 實施例1
[0022] 本實施例涉及的鋁合金線的組成和質量百分比為：0. 25~0. 30wt%的Si、0. 20~ 0· 25wt % 的 Cu、0. 55 ~0· 60wt % 的 Mg、0. 10 ~0· 15wt % 的 Μη、0· 15 ~0· 20wt % 的 Cr、 0· 08 ~0· 10wt % 的 Zr、0· 02 ~0· 03wt % 的 Te、0· 03 ~0· 05wt % 的 Sr，其余為 A1 和不可避 免的雜質。其制造方法包括以下步驟：①在790°C熔煉鋁錠，然后添加在熔鋁中添加合金 元素，進行精煉、除渣和吹掃，通過取樣分析、調整并控制合金元素的含量，澆鑄成鋁合金鑄 錠，澆鑄溫度為700°C;②將所述鋁合金鑄錠在220°C的溫度下固溶化處理4. 0小時；③將經 過固溶化處理后的鋁合金鑄錠在乳機上熱乳乳制成鋁合金桿（直徑為9. 5mm)，進乳溫度為 490°C，終乳溫度為275°C ;然后進行熱均化處理，處理溫度為200°C，時間為8小時；④在鋁 合金拉線機上，控制拉線速度為8~10米/秒，拉成錯合金線成品（直徑為5. 0mm)。
[0023] 表1給出了本實施例1A、1B以及比較例1A、1B鋁合金線具體的組成和含量。
[0024] 表1余量為鋁和不可避免的雜質
[0025]
[0026] 實施例1A、1B以及比較例1A、1B鋁合金線的性能如表2所示。
[0027] 表 2
[0028]
[0029] 所述的蠕變伸長率是指在50N/mm2的拉伸應力條件下，在100°C放置150小時后的 伸長率。
[0030] 實施例2
[0031] 在本實施例中，鋁合金線表面通過刷涂、浸涂或旋涂有處理液，所述處理液由 5. 0~5. 5wt%的乙二醇二甲基丙稀酸酯、3. 5~5. Owt%的甲基丙稀酸縮水甘油酯、1. 2~ 1. 5wt%的烷基酸醚磺化琥泊酸酯、2. 0~2. 2wt%的丙稀酰胺、0. 8~1. Owt%的改性納米 Si02單體、1. 0~1. 2wt%的氫氧化鋁和余量的溶劑組成。所述溶劑選自二甲苯、異丙醇、正 丁醇、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇乙醚、以及N-甲基吡咯烷酮中的至少兩種。涂 覆后在60~80°C固化處理45~50min形成，所述超憎水涂膜的厚度為5~50 μ m。
[0032] 實施例2A
[0033] 在本實施例中，首先，將納米SiOjP 3-氨丙基三乙氧基硅烷在50 °C的無水甲苯溶 液反應得到氨基改性納米Si02，其中3-氨丙基三乙氧基硅烷與納米Si02的質量比為1 : 5; 然后，在N，N-二甲基甲酰胺溶液中加入順丁烯二酸酐，攪拌溶解完全得到混合溶液；在所 述氨基改性納米Si0 2中加入N，N-二甲基甲酰胺攪拌均勻得到分散液；將分散液滴加到所 述混合溶液中，然后在70°C攪拌反應完全，得到的反應產物經過洗滌、過濾、干燥后可得所 述改性納米Si0 2單體，其中，所述順丁稀二酸酐與納米Si02的質量比為1 : 5。
[0034] 實施例2B
[0035] 在本實施例中，鋁合金線表面刷涂處理液，所述處理液由5. Owt%的乙二醇二甲基 丙烯酸酯、5. Owt%的甲基丙烯酸縮水甘油酯、1. 2wt%的烷基酚醚磺化琥珀酸酯、2. Owt% 的丙稀酰胺、〇. 8wt%的改性納米3;102單體（實施例2A)、1. Owt%的氫氧化錯、15wt%的醋 酸乙酯，和余量的N-甲基吡咯烷酮。涂覆后，在100°C固化處理45min即可得到超憎水涂 膜，所述超憎水涂膜的厚度控制為10 μ m。
[0036] 實施例2C
[0037] 在本實施例中，鋁合金線表面刷涂處理液，所述處理液由5. 5wt%的乙二醇二甲基 丙烯酸酯、3. 5wt%的甲基丙烯酸縮水甘油酯、1. 5wt%的烷基酚醚磺化琥珀酸酯、2. 2wt% 的丙稀酰胺、1. 〇wt%的改性納米3;102單體（實施例2A)、1. 2wt%的氫氧化錯、15wt%的醋 酸乙酯，和余量的N-甲基吡咯烷酮。涂覆后，在100°C固化處理45min即可得到超憎水涂 膜，所述超憎水涂膜的厚度控制為10 μ m。
[0038] 比較例1C
[0039] 在本對比例中，將納米Si02和硅烷偶聯(lián)劑KH550在50°C的無水甲苯溶液反應得到 改性納米Si0 2，其中硅烷偶聯(lián)劑KH550與納米Si02的質量比為1 : 5。
[0040] 比較例1D
[0041] 在本對比例中，將納米SiOjP γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在50°C的 無水甲苯溶液反應得到改性納米Si02，其中γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷與納米 Si02的質量比為1 : 4。
[0042] 比較例2A
[0043] 在本比較例中，鋁合金線表面刷涂處理液，所述處理液由5. Owt%的乙二醇二甲基 丙烯酸酯、5. Owt%的甲基丙烯酸縮水甘油酯、1. 2wt%的烷基酚醚磺化琥珀酸酯、2. Owt% 的丙稀酰胺、〇· 8wt%的改性納米3;102單體（比較例1C)、L Owt%的氫氧化錯、15wt%的醋 酸乙酯，和余量的N-甲基吡咯烷酮。涂覆后，在100°C固化處理45min即可得到涂膜，所述 涂膜的厚度控制為10 μ m。
[0044] 比較例2B
[0045] 在本比較例中，鋁合金線表面刷涂處理液，所述處理液由5. Owt%的乙二醇二甲基 丙烯酸酯、5. Owt%的甲基丙烯酸縮水甘油酯、1. 2wt%的烷基酚醚磺化琥珀酸酯、2. Owt% 的丙稀酰胺、〇· 8wt%的改性納米3;102單體（比較例ID)、L Owt%的氫氧化錯、15wt%的醋 酸乙酯，和余量的N-甲基吡咯烷酮。涂覆后，在100°C固化處理45min即可得到涂膜，所述 涂膜的厚度控制為10 μ m。
[0046] 比較例2C
[0047] 在本比較例中，鋁合金線表面刷涂處理液，所述處理液由5. Owt%的乙二醇二甲基 丙烯酸酯、5. Owt%的甲基丙烯酸縮水甘油酯、1. 2wt%的烷基酚醚磺化琥珀酸酯、0. 8wt% 的改性納米Si02單體（實施例2A)、1. Owt %的氫氧化鋁、15wt %的醋酸乙酯，和余量的 N-甲基吡咯烷酮。涂覆后，在100°C固化處理45min即可得到涂膜，所述涂膜的厚度控制為 10 μ m〇
[0048] 比較例2D
[0049] 在本比較例中，鋁合金線表面刷涂處理液，所述處理液由6. 2wt%的乙二醇二甲 基丙稀酸酯、5. Owt %的甲基丙稀酸縮水甘油酯、2. Owt %的丙稀酰胺、0. 8wt %的改性納米 Si02單體（實施例2A)、1. Owt%的氫氧化鋁、15wt%的醋酸乙酯，和余量的N-甲基吡咯烷 酮。涂覆后，在l〇〇°C固化處理45min即可得到涂膜，所述涂膜的厚度控制為10 μ m。
[0050] 實施例2B-2C，以及比較例2A-2D得到的涂層性能如表3所示。
[0051] 表 3
[0052]
[0053] 對于本領域的普通技術人員而言，具體實施例只是對本發(fā)明進行了示例性描述， 顯然本發(fā)明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案 進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發(fā)明的構思和技術方案直接應用于其它場合 的，均在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種具有超憎水的裸導線，其包括鋁合金線，其特征在于所述鋁合金線上形成有超 憎水涂膜，其與水的接觸角不低于130°。2. 根據權利要求1所述的具有超憎水的裸導線，其特征在于：所述鋁合金線的組成 和質量百分比為：〇· 25 ~0· 30wt% 的 Si、0. 20 ~0· 25wt% 的 Cu、0. 55 ~0· 60wt% 的 Mg、 0· 10 ~0· 15wt% 的 Μη、0· 15 ~0.20wt% 的 Cr、0.08 ~0· 10wt% 的 Zr、0.02 ~0.03wt% 的 Te、0. 03~0. 05wt%的Sr，其余為A1和不可避免的雜質。3. 根據權利要求2所述的具有超憎水的裸導線，其特征在于：所述鋁合金線的制造方 法包括以下步驟： ① 在760~790°C熔煉鋁錠，然后添加在熔鋁中添加合金元素，進行精煉、除渣和吹掃， 通過取樣分析、調整并控制合金元素的含量，澆鑄成鋁合金鑄錠，澆鑄溫度為695~705 °C ; ② 將所述鋁合金鑄錠在210~230°C的溫度下固溶化處理3. 5~4. 0小時； ③ 將經過固溶化處理后的鋁合金鑄錠在乳機上熱乳乳制成鋁合金桿，進乳溫度為 490~495°C，終乳溫度為275~280°C;然后進行熱均化處理，處理溫度為180~200°C，時 間為8~10小時； ④ 在鋁合金拉線機上，控制拉線速度為8~10米/秒，拉成鋁合金線成品。4. 根據權利要求1所述的具有超憎水的裸導線，其特征在于：所述超憎水涂膜通過在 所述鋁合金線表面涂覆超憎水處理液，并在60~80°C固化處理45~50min形成。5. 根據權利要求4所述的具有超憎水的裸導線，其特征在于：所述超憎水涂膜的厚度 為5~50 μ m〇6. 根據權利要求4所述的具有超憎水的裸導線，其特征在于：所述超憎水處理液由 5. 0~5. 5wt%的甲基丙稀酸酯、3. 5~5. Owt%的甲基丙稀酸縮水甘油酯、1. 2~1. Swt% 的烷基酸醚磺化琥泊酸酯、2. 0~2. 2wt%的丙稀酰胺、0. 8~1. Owt%的改性納米3;[〇2單 體、1. 0~1. 2wt%的氫氧化鋁和余量的溶劑組成。7. 根據權利要求6所述的具有超憎水的裸導線，其特征在于：所述甲基丙烯酸酯選自 乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯或甲基 丙烯酸羥丙酯中的至少一種。8. 根據權利要求6所述的具有超憎水的裸導線，其特征在于：所述溶劑選自二甲苯、異 丙醇、正丁醇、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇乙醚、以及N-甲基吡咯烷酮中的至少 兩種。9. 根據權利要求6所述的具有超憎水的裸導線，其特征在于：所述改性納米SiO 2單體 通過以下方法制備得到：首先，將納米SiOjP 3-氨丙基三乙氧基硅烷在50°C的無水甲苯溶 液反應得到氨基改性納米Si02，其中3-氨丙基三乙氧基硅烷與納米Si0 2的質量比為1 : 5; 然后，在N，N-Z甲基甲酰胺溶液中加入順丁烯二酸酐，攪拌溶解完全得到混合溶液；在所述 氨基改性納米Si0 2中加入N，N-二甲基甲酰胺攪拌均勻得到分散液；將分散液滴加到所述 混合溶液中，然后在70°C攪拌反應完全，得到的反應產物經過洗滌、過濾、干燥后可得所述 改性納米3;10 2功能單體，其中，所述順丁稀二酸酐與納米SiO 2的質量比為1 : 5。
【文檔編號】H01B7/28GK105989924SQ201510073061
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月11日
【發(fā)明人】白小鵬, 張澤強, 張晟平, 馮艷萍, 曾東, 徐邦斌, 樊雅文, 李艷, 馮衛(wèi)軍, 楊志
【申請人】國家電網公司, 國網新疆電力公司哈密供電公司