輸電線路的覆冰現象給人們的生活和工作帶來極大的不便,也為區域經濟發展造成巨大的損失。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狀和發展趨勢,比較了目前國內外各種輸電線路防除冰方法的優缺點。

在此基礎上,重點選擇防覆冰塗料作為輸電線路防覆冰技術的研究開發方向,提出了以改性的矽溶膠-苯丙乳液為基料成膜物質,FeMnCuO_4為吸光顏料,製得所需要的防覆冰塗料。

文章詳細地討論了該種塗料的製備工藝和性能測試結果,包括矽溶膠基料的改性,過渡金屬複合氧化物型顏料的製備和選擇,塗料顏基比的確定,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的確定,塗料的附著力、防腐蝕、耐侯性和防冰性能的檢測等。

結果表明:按改性矽溶膠:苯丙乳液=10:1的比例製備基料,用共沉澱法經1000℃焙燒製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%,所製得的塗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麵結冰,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,並結合紫外-可見光譜等測試數據,對所用顏料的結構、性能作了較為深入的探索,為防覆冰塗料製備中顏料的選擇提供了理論依據。在成膜物質矽溶膠及改性矽溶膠的計算中,采用了RHF方法和6-31G基組,並對相應的軌道能量和集居數進行了分析。

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