【摘 要】
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随着电网系统的快速发展,在使用过程中通常会发生过热故障引起的设备损坏。为加快监测速度,减少经济损失,保护电力设备的正常使用,本文设计了中温热色性材料和示温涂层以期具有在电力系统的应用价值。由于大多数电力设备的过热故障升温30℃以上,一般不会高于200℃,故将变色点设计在70-200℃之间。主要内容和成果如下:1.紫外吸收改性氟硅化苯丙乳液的性能研究。为提高苯丙乳液聚合物涂层的耐候性和热稳定性,采用
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随着电网系统的快速发展,在使用过程中通常会发生过热故障引起的设备损坏。为加快监测速度,减少经济损失,保护电力设备的正常使用,本文设计了中温热色性材料和示温涂层以期具有在电力系统的应用价值。由于大多数电力设备的过热故障升温30℃以上,一般不会高于200℃,故将变色点设计在70-200℃之间。主要内容和成果如下:1.紫外吸收改性氟硅化苯丙乳液的性能研究。为提高苯丙乳液聚合物涂层的耐候性和热稳定性,采用2-[3-（2H-苯并三唑-2基）-4-羟基苯基]乙基-2-甲基丙烯酸酯（HMEB）、甲基丙烯酸六氟丁酯（HFMA）、乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）以预乳化半连续种子乳液聚合法制备了一系列新型改性苯丙乳液聚合物。用透射电镜（TEM）、红外光谱（FT-IR）、紫外吸收可见光谱（UV-Vis）、X射线光电子能谱（XPS）、粒径分析（DLS）、Zeta电位、热重（TG）和荧光紫外灯加速老化试验对乳液及其涂层进行了表征,初步探讨了涂层紫外吸收机理。结果如下:（1）在323 nm和350 nm处有明显的紫外吸收峰。当HMEB、HFMA和VTMS的含量分别达到4%、2%和3%时,涂层的抗紫外老化性能最好。（2）经过1000 h老化试验,色差（ΔE）和失光率（ΔG）分别为6.86和51.10%,而未改性涂层的色差（ΔE）和失光率（ΔG）分别高达16.05和72.22%。（3）氟硅单体的引入,提高了涂层的热稳定性和耐水性。初始分解温度从327℃提高到339℃。（4）采用该新型涂料作为防护涂层的热致变色材料,在紫外老化100 h后,Δb*仅为0.84。这种新型耐紫外线乳液在户外耐候性要求高的防护涂料中具有极好的潜力。（第2章）2.微胶囊化可逆热色性材料变色行为研究。通过原位聚合法将芯材复配物用脲醛树脂进行包封。结果表明:（1）通过筛选,发现结晶紫内酯（CVL）:双酚A（BPA）:1,10-癸二醇=1:2:40时变色行为最佳,变色时间21 s,复色时间13 s,变色色差为24.36,可作为芯材复配物。（2）通过SEM和DLS表征说明微胶囊呈粒径分布均一的光滑球形结构,粒径分布跨度在5-22μm之间。（3）通过FTIR和TG-DSC表征,证明脲醛树脂壁材对芯材进行有效包覆,芯材包覆后变色温度提高了3℃左右。（4）微胶囊经过100次循环仍然具有可逆变色性能,但变色色差由23.3降低至11.1。（5）通过100 h紫外加速老化实验发现涂层仍具有可逆变色性能,涂层的紫外吸收性能极大提高了变色微胶囊的耐候性。（第3章）3.钴基热色性材料及变色涂层的研究。两种热色性材料（TC-A、TC-C）通过液相法成功制备。其中,TC-A以碳酸钴、草酸钾的酸溶液,通过二氧化铅氧化、乙酸催化、乙醇共结晶等液相步骤制备而成。TC-C以磷酸氢二铵和氯化钴液相反应制备而成。两种材料分别在130℃和180℃具有颜色变化,粒径均为微米级。通过X射线衍射（XRD）、TG等测试结果说明:TC-A材料为K3[Co（C2O4）3]·3H2O,发生热分解变为粉红色的CoC2O4。TC-C材料为NH4CoPO4·H2O,发生热分解变为蓝色的CoHPO4。以TC-A、TC-C为变色颜料制备了单变色涂层,与材料变色情况一致。以TC-A、TC-B（偏钒酸铵）、TC-C为变色颜料,通过配色制备了三种示温涂层,每种涂层均有5-6个示温点。为提高监测效率,设计了一种自动报警和快速监测的测温技术,并进行了颜色值提取和色差计算。（第4章）
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