一种具有不可润湿丨自清洁特性的超疏水仿生新材料及其在电力系统中的应用.pdf

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1、一种具有不可润湿/自清洁特性的超疏水仿生新材料及其在电力系统中的应用演讲人：陈俊武 2023年8月4日CONTENT01 DSAN仿生材料技术特点02 防污闪/防凝露技术原理03 检测鉴定04 应用案例DSAN仿生材料技术特点01一、技术特点“予独爱莲之出淤泥而不染”爱莲说 北宋 周敦颐模拟荷叶表面的仿生材料1.核心技术原理荷叶效应10um200nm多级结构2.实现机理一、技术特点接触角160滚动角23.超疏水一、技术特点不易沾灰自清洁：1级灰尘5.超自洁一、技术特点6.不可润湿性-高湿环境下防止凝露的生成防止凝露生成一、技术特点仍然保持超疏水状态：接触角150、滚动角60d）相对湿度99%（

2、180d）6.不可润湿性-高湿环境中长时间保持超疏水 通过在设备表面涂覆超疏水仿生材料，可有效防止设备表面形成水膜，在高湿环境中仍然保持超疏水特性，使表面不具备产生凝露的放电通道。一、技术特点水中“固-气”接触呈镜面状CHCHSiO基底-X、-X为可互相反应的基团+CH-XCH-XCH-X面漆疏水颗粒SiOCHCHSiOXXX底漆（C-F树脂体系）底漆（C-F树脂体系）底漆（C-F树脂体系）面漆 在玻璃、陶瓷、石材、铝板以及各类常规涂层上的附着力均可达到1级漆膜附着力测定法(GB 1720-1979)一、技术特点7.优秀的附着力化学键化学键键能键能/(KJmol-1)波长波长/nmC-F485

3、247C-H414289C-C332360C-O326367光谱光谱波长范围/nm光强/(W/m2)AM 1.5G280-15001000UV280-40046.1UVB280-3201.52UVA320-40044.6 DSAN仿生材料中引入了含氟化合物，其中的C-F键键能达到485KJmol-1(对应波长247nm，小于UV光的最低波长280nm)，UV光能量无法将C-F键断开，故此技术的耐紫外光老化性能远超一般材料。一、技术特点8.优秀的耐老化性能一、技术特点8.优秀的耐老化性能一、技术特点8.优秀的耐老化性能憎水丧失特性水中浸泡超过180天后仍保持超疏水国内外同类产品均疏水效果下降或丧

4、失超疏油特性DSAN仿生材料具有超疏油特性，疏油能力优于国内外竞品附 着 力1级，远胜美国“超级干”及国内产品防 覆 冰DSAN涂料具有优秀的延迟结冰、减少结冰量、易脱冰、加速融冰功能户外使用寿命3000h加速老化后无起皮、开裂等现象憎水迁移性国内外超疏水材料均无憎水迁移特性一、技术特点9.DSAN与国内外同类技术产品的性能比较 项项 目目DSAN超双疏仿生材料超双疏仿生材料硅橡胶材料硅橡胶材料 RTV/PRTV成膜温度常温常温成膜时间24小时16090-110滚动角（水）60接触角（油-正十六烷）15050滚动角（油-正十六烷）70自清洁能力自洁系数99%疏灰可抵御水泥灰、鸟粪、青苔自洁系数

5、85%易沾灰对特殊污秽无抵御能力憎水丧失性30天 仍保持超疏水状态2天丧失疏水性 接触角（），则污秽颗粒能够被液滴吸收（牵引）。图3-2 液滴-污秽颗粒接触位置受力分析图二、防污闪/凝露技术原理1.自清洁水珠在绝缘污秽表面自洁及其运动特点水珠在绝缘污秽表面自洁及其运动特点污秽遇水呈现明显的污秽遇水呈现明显的收缩收缩现象现象二、防污闪/凝露技术原理1.自清洁污秽在干燥或均匀润湿条件下泄漏电流分布二、防污闪/凝露技术原理2.污闪机理及影响因素污秽在不均匀润湿条件下电流分布局部发热-放电干区-污闪污秽+污秽不均匀润湿i*R i 2*R污秽在湿润条件下，泄漏电流较大二、防污闪/凝露技术原理2.污闪机理

6、及影响因素i*R i 2*R超疏水材料表面的不可湿润性及污秽遇水收缩特性，泄漏电流极小，超疏水材料表面不会形成污秽放电干区i 0 二、防污闪/凝露技术原理硅橡胶绝缘子超双疏材料2.污闪机理及影响因素水滴在电场作用下的运动特点二、防污闪/凝露技术原理RTV超双疏材料2.污闪机理及影响因素试验结果图3-9 染污程度与泄漏电流关系图图3-10 染污程度与剩余污秽质量关系图 对于受到不同程度染污的超疏水涂层，各组泄漏电流之间不存在明显差异，泄漏电流数值都保持在16A左右。试验结束后超疏水涂层表面剩余污秽质量已低于总污秽质量的21.8%。二、防污闪/凝露技术原理2.污闪机理及影响因素试验结果图3-11