本(ben)發(fa)明屬于電(dian)氣(qi)工程(cheng)領域，尤(you)其(qi)(qi)涉及(ji)一種電(dian)導率(lv)-溫(wen)度(du)自適(shi)應可逆變色(se)復合涂料(liao)及(ji)其(qi)(qi)制備方法(fa)和應用。

背景技術：

1、電(dian)力設(she)備(bei)長期運(yun)(yun)行(xing)過程中，隨著設(she)備(bei)老化以及(ji)季節(jie)性負荷(he)波動等影(ying)響(xiang)，常出(chu)現異常發(fa)(fa)熱(re)(re)的(de)(de)情況(kuang)，長時間(jian)異常發(fa)(fa)熱(re)(re)會影(ying)響(xiang)設(she)備(bei)的(de)(de)正常運(yun)(yun)行(xing)，引(yin)發(fa)(fa)安(an)全(quan)事(shi)故。同時，在電(dian)力設(she)備(bei)中，氣-固界面的(de)(de)絕緣強(qiang)度是影(ying)響(xiang)設(she)備(bei)整(zheng)體絕緣強(qiang)度的(de)(de)關建因素。因此，提出(chu)一種既能實現溫(wen)度監測又能提升絕緣件絕緣強(qiang)度的(de)(de)方法(fa)，對于(yu)保障設(she)備(bei)的(de)(de)安(an)全(quan)穩定運(yun)(yun)行(xing)具有重(zhong)要意義。

2、目前常見的(de)(de)電(dian)(dian)力(li)設備溫(wen)(wen)(wen)度(du)檢測(ce)(ce)方(fang)式主要(yao)有紅外測(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)、熱(re)電(dian)(dian)偶測(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)和光纖(xian)測(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)。紅外測(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)可快速測(ce)(ce)量(liang)設備表面溫(wen)(wen)(wen)度(du)，但(dan)設備昂貴(gui)且在光滑(hua)金屬表面測(ce)(ce)量(liang)誤差較大；熱(re)電(dian)(dian)偶測(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)結構(gou)簡單，但(dan)抗(kang)噪能(neng)力(li)差；光纖(xian)測(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)穩定性好，準確度(du)高(gao)，但(dan)由于自身(shen)存在復(fu)雜的(de)(de)光耦合(he)回路，具有一定的(de)(de)局限性。可逆熱(re)致(zhi)變(bian)色(se)合(he)成物(wu)測(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)操作簡單、直觀明了(le)，適合(he)結構(gou)復(fu)雜、溫(wen)(wen)(wen)度(du)分布(bu)不均的(de)(de)電(dian)(dian)力(li)設備。傳統通過改變(bian)設備體積(ji)電(dian)(dian)導(dao)率(lv)以提高(gao)設備絕緣(yuan)強度(du)的(de)(de)方(fang)法并(bing)未考(kao)慮(lv)設備運行(xing)過程中的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)梯度(du)，并(bing)且體積(ji)改性會影響設備的(de)(de)其他性能(neng)。因(yin)此，開發(fa)一種電(dian)(dian)導(dao)率(lv)-溫(wen)(wen)(wen)度(du)自適應可逆變(bian)色(se)復(fu)合(he)涂(tu)料具有重要(yao)意義。

技術實現思路

1、針對現有(you)技術存在(zai)的不足(zu)，本發(fa)明的目的在(zai)于提供一種電(dian)導(dao)(dao)率-溫(wen)(wen)度(du)(du)自(zi)適應可(ke)(ke)逆(ni)變(bian)色(se)復(fu)合涂料(liao)及其(qi)制備方法和應用，所(suo)述電(dian)導(dao)(dao)率-溫(wen)(wen)度(du)(du)自(zi)適應可(ke)(ke)逆(ni)變(bian)色(se)復(fu)合涂料(liao)能(neng)夠根據(ju)涂覆設備表面(mian)的溫(wen)(wen)度(du)(du)變(bian)化發(fa)生(sheng)顏色(se)改(gai)變(bian)，提供可(ke)(ke)視化的溫(wen)(wen)度(du)(du)參(can)考，且根據(ju)設備表面(mian)運行過程中(zhong)的溫(wen)(wen)度(du)(du)梯(ti)度(du)(du)自(zi)適應的形成電(dian)導(dao)(dao)率梯(ti)度(du)(du)變(bian)化，涂敷在(zai)絕緣(yuan)件表面(mian)可(ke)(ke)以顯(xian)著提高(gao)絕緣(yuan)件的沿面(mian)耐電(dian)性能(neng)。

2、為達此目(mu)的，本(ben)發明采用以下技術(shu)方案：

3、第一(yi)方面，本(ben)發明(ming)提供了一(yi)種電(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)(lv)-溫度自適(shi)應(ying)(ying)可(ke)逆變色復(fu)(fu)合(he)(he)涂料(liao)(liao)，所(suo)述(shu)電(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)(lv)-溫度自適(shi)應(ying)(ying)可(ke)逆變色復(fu)(fu)合(he)(he)涂料(liao)(liao)包括如(ru)下重(zhong)量份(fen)(fen)(fen)(fen)數的組分(fen)：樹脂1份(fen)(fen)(fen)(fen)、電(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)(lv)-溫度自適(shi)應(ying)(ying)復(fu)(fu)合(he)(he)材料(liao)(liao)0.3～0.6份(fen)(fen)(fen)(fen)(例(li)如(ru)0.3份(fen)(fen)(fen)(fen)、0.4份(fen)(fen)(fen)(fen)、0.5份(fen)(fen)(fen)(fen)、0.6份(fen)(fen)(fen)(fen)等)和可(ke)逆熱致變色合(he)(he)成物0.2～0.5份(fen)(fen)(fen)(fen)(例(li)如(ru)0.2份(fen)(fen)(fen)(fen)、0.25份(fen)(fen)(fen)(fen)、0.3份(fen)(fen)(fen)(fen)、0.35份(fen)(fen)(fen)(fen)、0.4份(fen)(fen)(fen)(fen)、0.45份(fen)(fen)(fen)(fen)、0.5份(fen)(fen)(fen)(fen)等)，所(suo)述(shu)電(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)(lv)-溫度自適(shi)應(ying)(ying)復(fu)(fu)合(he)(he)材料(liao)(liao)包括如(ru)下組分(fen)：導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)填料(liao)(liao)、硅烷偶聯劑(ji)和溶劑(ji)。

4、優(you)選地，所述導電(dian)填料的平均(jun)粒徑為0.9～1.2μm，例如可以為0.9μm、1.0μm、1.1μm、1.2μm等。

5、優選地，所述(shu)導電填料包括tio2和/或batio3。

6、優(you)選地，所述硅烷偶聯劑包括kh-550和/或kh-560。

7、優選地，所述溶劑包括乙醇(chun)和/或(huo)丙酮。

8、優選地(di)，所述電導率-溫度自適應復合(he)材料包括如下重量份(fen)(fen)數(shu)的組分：導電填料8～10份(fen)(fen)(例(li)如8份(fen)(fen)、8.5份(fen)(fen)、9份(fen)(fen)、9.5份(fen)(fen)、10份(fen)(fen)等)，硅烷(wan)偶聯劑(ji)0.1～0.2份(fen)(fen)(例(li)如0.1份(fen)(fen)、0.15份(fen)(fen)、0.18份(fen)(fen)、0.2份(fen)(fen)等)和溶劑(ji)50～80份(fen)(fen)(例(li)如50份(fen)(fen)、55份(fen)(fen)、60份(fen)(fen)、65份(fen)(fen)、70份(fen)(fen)、75份(fen)(fen)、80份(fen)(fen)等)。

9、優選地(di)，所述(shu)可(ke)逆熱致(zhi)變(bian)色合成物(wu)包括(kuo)囊(nang)壁材料和囊(nang)芯材料。

10、優選(xuan)地，所(suo)述囊芯材料如下組分：發(fa)色劑、顯色劑和溶劑。

11、優選(xuan)地，所述發色劑包括(kuo)結晶紫內酯(zhi)。

12、優選地，所述顯色劑(ji)包(bao)括(kuo)雙酚a。

13、優(you)選地，所(suo)述溶(rong)劑包(bao)括萘。

14、優(you)選地(di)，所述可逆熱致變色合(he)成(cheng)物包括如下重(zhong)量份(fen)(fen)(fen)數的(de)組分(fen)：發色劑(ji)(ji)1份(fen)(fen)(fen)，顯色劑(ji)(ji)1～3份(fen)(fen)(fen)(例如1份(fen)(fen)(fen)、1.5份(fen)(fen)(fen)、2份(fen)(fen)(fen)、2.5份(fen)(fen)(fen)、3份(fen)(fen)(fen)等)和溶劑(ji)(ji)45～65份(fen)(fen)(fen)(例如45份(fen)(fen)(fen)、50份(fen)(fen)(fen)、55份(fen)(fen)(fen)、60份(fen)(fen)(fen)、65份(fen)(fen)(fen)等)。

15、優選地，所述樹(shu)脂(zhi)包括環氧樹(shu)脂(zhi)和/或光敏樹(shu)脂(zhi)。

16、優(you)選地，所述環(huan)氧(yang)樹脂包(bao)括e-44環(huan)氧(yang)樹脂和/或der-331雙酚a環(huan)氧(yang)樹脂。

17、優選地，所述樹(shu)脂(zhi)為(wei)環氧樹(shu)脂(zhi)，電(dian)導(dao)率-溫度自適(shi)應可逆變色復合涂(tu)料還包括(kuo)20～25wt％(例如20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％等(deng))的固(gu)化劑(ji)。

18、優選地，所述固化(hua)劑(ji)包括聚(ju)酰胺(an)固化(hua)劑(ji)和/或jh-593環氧樹脂固化(hua)劑(ji)。

19、第二方(fang)面，本(ben)發明(ming)提供了一種如第一方(fang)面所述的(de)電導率-溫(wen)度自適應可(ke)逆變(bian)色復合涂料的(de)制備方(fang)法，所述制備方(fang)法包括以下步驟(zou)：

20、1)將導電填(tian)料、硅(gui)烷偶聯(lian)劑和溶劑攪拌混合，利用(yong)硅(gui)烷偶聯(lian)劑對(dui)導電填(tian)料進行(xing)表面(mian)處理，得(de)到(dao)電導率-溫度自適應復合材料；

21、2)將電導率(lv)-溫度自適(shi)應(ying)復合材料(liao)、可逆熱(re)致變(bian)色(se)(se)合成物和樹脂(zhi)攪拌混合，得到所述電導率(lv)-溫度自適(shi)應(ying)可逆變(bian)色(se)(se)復合涂料(liao)。

22、優選地，步驟1)中所述(shu)攪(jiao)拌(ban)混合的轉速為100～200r/min，例如可以為100r/min、120r/min、140r/min、160r/min、180r/min、200r/min等。

23、優選地，步驟(zou)1)中所述攪拌混合(he)的時(shi)間(jian)為1.5～2.5h，例(li)如(ru)可以為1.5h、1.7h、1.9h、2.1h、2.3h、2.5h等。

24、優選地，步驟1)中所述表面處理后還包括抽濾、清洗(xi)、干燥(zao)和(he)研磨(mo)。

25、優選地(di)，步(bu)驟(zou)1)中所(suo)述(shu)研磨在(zai)球磨機中進行。

26、優選地，步驟(zou)2)中所述攪拌混(hun)合(he)的(de)時間為5～15min，例如可以為5min、10min、15min等。

27、優選地，步驟2)中所述攪拌混合(he)的轉速為300～400r/min，例如可以(yi)為300r/min、320r/min、340r/min、360r/min、380r/min、400r/min等。

28、優(you)選地(di)，步(bu)驟2)中所述可(ke)逆(ni)(ni)熱(re)致變色合(he)成物的制(zhi)備方法包括如(ru)下步(bu)驟：將(jiang)溶(rong)劑加熱(re)熔化(hua)，依次加入發色劑和顯色劑攪拌混合(he)，冷卻，得(de)(de)到囊芯材料，將(jiang)囊芯材料加入脲醛樹脂預聚體，進行縮(suo)聚反(fan)應得(de)(de)到可(ke)逆(ni)(ni)熱(re)致變色合(he)成物。

29、優選地，所(suo)述(shu)縮(suo)聚(ju)反(fan)應包括以下(xia)步(bu)驟：將(jiang)囊芯(xin)材(cai)料(liao)在90℃下(xia)加熱(re)至(zhi)完(wan)全溶(rong)解(jie)，加入阿拉(la)伯樹(shu)(shu)膠粉(fen)水溶(rong)液(ye)(阿拉(la)伯樹(shu)(shu)膠粉(fen)質量分(fen)數為5％)進行超聲攪(jiao)(jiao)拌，形成水包油乳液(ye)，調整攪(jiao)(jiao)拌速度至(zhi)400r/min，緩慢滴(di)加脲醛樹(shu)(shu)脂(zhi)預聚(ju)體(ti)(ti)，滴(di)加乙酸(suan)溶(rong)液(ye)調節(jie)體(ti)(ti)系(xi)ph值(zhi)至(zhi)4，繼(ji)續攪(jiao)(jiao)拌15～25min，加入氯化鈉(na)，攪(jiao)(jiao)拌反(fan)應1.5～2.5h，再加乙酸(suan)溶(rong)液(ye)將(jiang)體(ti)(ti)系(xi)ph值(zhi)調節(jie)至(zhi)2，繼(ji)續在300r/min下(xia)攪(jiao)(jiao)拌0.5～1.5h后冷卻，抽濾，清洗(xi)，得(de)到(dao)濾餅，真空干(gan)燥(zao)到(dao)可逆(ni)熱(re)致變色合成物(wu)。

30、優選地，所述脲醛樹(shu)脂(zhi)預聚體(ti)制(zhi)備包括以下步驟：稱取10g尿素(su)、23.7g甲(jia)(jia)醛水(shui)(shui)溶液(甲(jia)(jia)醛質量分數(shu)為37％)和50ml水(shui)(shui)混(hun)合攪(jiao)拌，直(zhi)至(zhi)尿素(su)完全溶解，加入(ru)三(san)乙(yi)醇(chun)胺調節混(hun)合溶液的ph值至(zhi)8.5，85℃，300r/min下攪(jiao)拌混(hun)合1h，冷卻，得到脲醛樹(shu)脂(zhi)預聚體(ti)。

31、優(you)選地(di)，所述(shu)加(jia)熱的(de)溫度為100～120℃，例如可以為100℃、105℃、110℃、115℃、120℃等(deng)。

32、優選(xuan)地，所述攪拌混合的時(shi)間為(wei)0.5～1h，例如可以(yi)為(wei)0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h、1h等。

33、優選地，所述冷(leng)卻的溫度為15～30℃，例如可以為15℃、20℃、25℃、30℃等。

34、優選地，所(suo)述(shu)冷卻后(hou)還(huan)包括研(yan)磨和篩選。

35、優(you)選(xuan)地，所述研磨在球(qiu)磨機中進行。

36、優選地，所述篩選后囊芯材料(liao)的粒徑為30～100μm，例如可以為30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、95μm、100μm等。

37、優選地，所述(shu)電導率-溫(wen)度(du)自適應可逆變色復(fu)合涂料(liao)的(de)制備方法(fa)包(bao)括以(yi)下步驟：

38、1)將導電(dian)(dian)填料、硅烷(wan)(wan)偶聯劑(ji)(ji)和(he)溶劑(ji)(ji)100～200r/min下攪拌混合1.5～2.5h，利用(yong)硅烷(wan)(wan)偶聯劑(ji)(ji)對導電(dian)(dian)填料進行表(biao)面(mian)處理(li)，隨后(hou)進行抽(chou)濾、清(qing)洗(xi)、干燥和(he)研磨，得到電(dian)(dian)導率(lv)-溫度自(zi)適應復合材料；

39、2)將溶劑于(yu)100～120℃加(jia)熱熔化，依次加(jia)入發色(se)劑和顯色(se)劑，300～400r/min下(xia)攪拌混合0.5～1h，冷卻至15～30℃，得到囊芯(xin)材(cai)料，將囊芯(xin)材(cai)料加(jia)入脲醛樹脂預聚(ju)體，進行縮聚(ju)反應得到可逆熱致變色(se)合成物；

40、3)將(jiang)電導(dao)率(lv)-溫度自(zi)適應(ying)復合材料(liao)、可(ke)逆熱致(zhi)變(bian)色合成物、樹脂和固(gu)化劑300～400r/min下(xia)攪拌混合5～15min，得(de)到所(suo)述電導(dao)率(lv)-溫度自(zi)適應(ying)可(ke)逆變(bian)色復合涂料(liao)。

41、第三(san)方面，本發明提供了(le)一(yi)種電(dian)(dian)導(dao)率(lv)-溫度自適應(ying)可(ke)逆變色(se)(se)復(fu)合(he)涂(tu)層，所述電(dian)(dian)導(dao)率(lv)-溫度自適應(ying)可(ke)逆變色(se)(se)復(fu)合(he)涂(tu)層采用如第一(yi)方面所述的(de)電(dian)(dian)導(dao)率(lv)-溫度自適應(ying)可(ke)逆變色(se)(se)復(fu)合(he)涂(tu)料制得(de)。

42、第四方面(mian)，本發明(ming)提供(gong)了(le)一(yi)種如第三(san)方面(mian)所述(shu)(shu)電(dian)導率-溫度(du)自(zi)適應可逆變(bian)色復(fu)(fu)合涂(tu)層的(de)制備(bei)(bei)方法，所述(shu)(shu)制備(bei)(bei)方法包(bao)括：將第一(yi)方面(mian)所述(shu)(shu)的(de)電(dian)導率-溫度(du)自(zi)適應可逆變(bian)色復(fu)(fu)合涂(tu)料進行真空(kong)脫氣，涂(tu)覆于絕緣(yuan)件表面(mian)，固(gu)化得(de)到所述(shu)(shu)電(dian)導率-溫度(du)自(zi)適應可逆變(bian)色復(fu)(fu)合涂(tu)層。

43、優選地，所(suo)述真空脫氣的時間為5～10min，例如可以為5min、6min、7min、8min、9min、10min等(deng)。

44、優(you)選地，所述涂覆(fu)的(de)時間為15～30min，例如可以為15min、20min、25min、30min等。

45、優選地，所述涂覆采用刷涂或噴涂的方式進行。

46、優選地，所述固化包括熱(re)固化或(huo)紫外光固化。

47、優選地，所(suo)述熱固化的溫度為15～30℃，例(li)如可以為15℃、20℃、25℃、30℃等。

48、優選地，所述熱固(gu)化(hua)的時間(jian)為(wei)12～24h，例如可以為(wei)12h、16h、20h、24h等。

49、優選地(di)，所述光固化(hua)的(de)時間為40～120s，例如(ru)可以(yi)為40s、50s、60s、70s、80s、90s、100s、110s、120s等。

50、與現有(you)技術相比，本發(fa)明的(de)有(you)益(yi)效果如下(xia)：

51、1)本發(fa)明制(zhi)備(bei)的(de)(de)電(dian)(dian)導率-溫度自適應可逆變(bian)(bian)色復(fu)合涂(tu)(tu)料能夠(gou)根據涂(tu)(tu)覆設(she)備(bei)表面的(de)(de)溫度變(bian)(bian)化發(fa)生顏色改(gai)變(bian)(bian)，提供可視(shi)化的(de)(de)溫度參考，具有成本低、穩定(ding)性(xing)好、原(yuan)材料易獲取(qu)等(deng)優點，顏色變(bian)(bian)化符(fu)合標準dl/t?664-2016規定(ding)的(de)(de)一般電(dian)(dian)力(li)設(she)備(bei)熱(re)致故障缺陷溫度檢測的(de)(de)要求(qiu)。

52、2)本發明制備(bei)的(de)(de)電(dian)導率-溫度自(zi)適應可逆變色復合(he)涂料能(neng)夠根(gen)據設備(bei)表(biao)面(mian)運行過程中(zhong)的(de)(de)溫度梯度自(zi)適應的(de)(de)形成電(dian)導率梯度變化，涂敷在(zai)絕緣件(jian)表(biao)面(mian)可以顯(xian)著(zhu)提高(gao)絕緣件(jian)的(de)(de)沿面(mian)耐電(dian)性能(neng)。

53、3)本發明制備的電(dian)導率-溫度自適應可逆變色(se)復(fu)合涂料涂覆(fu)工藝(yi)簡單、易于操作、成本低，能夠實現設(she)備表面(mian)過熱溫度監測(ce)和(he)提高設(she)備沿面(mian)耐電(dian)性能的雙重功能，具有廣闊的應用前景。