【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及功能性絕緣材料制備，尤其涉及一種熱致變色層及其制備方法和絕緣材料及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、絕緣結(jié)構(gòu)是電力設(shè)備重要組成部分，但在設(shè)備制造、安裝、運行過程中，不可避免出現(xiàn)絕緣缺陷，引起絕緣擊穿和沿面閃絡(luò)等故障。絕緣缺陷是指電力設(shè)備絕緣材料出現(xiàn)的一些影響絕緣性能的異常結(jié)構(gòu)，包括氣泡、裂縫、局部破損、電極尖端、異物等集中性缺陷和受潮、老化等分散性缺陷，這些缺陷會影響電氣、電子設(shè)備的正常運行。絕緣缺陷通常導(dǎo)致局部電場升高，引起放電與溫度升高等現(xiàn)象，使絕緣材料不斷老化、最終發(fā)生絕緣擊穿等事故，造成電力設(shè)備損壞及電網(wǎng)停電等問題，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
2、目前通常采用局部放電測量（超聲波、特高頻、脈沖電流）等方法來檢測絕緣缺陷。局部放電檢測方法通過檢測設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的聲波、電磁波、電流等信號，需要昂貴精密的檢測設(shè)備，而且要求檢測人員具有豐富的專業(yè)知識，缺乏直觀性和普適性，在一定程度上限制了其應(yīng)用。絕緣缺陷通常伴隨著放電及溫度升高現(xiàn)象，將熱致變色材料引入絕緣系統(tǒng)能夠?qū)崟r直觀地顯示材料表面溫度，成為絕緣缺陷檢測的新方法。但現(xiàn)有熱致變色絕緣材料的變色原理來源于電子給體和電子受體的氧化還原反應(yīng)，只能實現(xiàn)單一顏色的深淺變化，難以準(zhǔn)確表征溫度變化。受自然界生物刺激-響應(yīng)特性的啟發(fā)，膽甾相液晶材料可使涂層顏色能跟隨溫度呈現(xiàn)可逆性變化，以實現(xiàn)電氣設(shè)備表面絕緣溫度的實時直觀檢測。
3、cn112980248b公開了一種感溫變色液晶微膠囊油墨，包括如下質(zhì)量分?jǐn)?shù)組分：第一水性樹脂，液晶微膠囊，第一附著力促進劑
4、同時，選擇絕緣性能優(yōu)異的絕緣材料，避免產(chǎn)生絕緣缺陷成為了絕緣結(jié)構(gòu)的發(fā)展目標(biāo)，目前廣泛使用的絕緣材料為有機聚合物，其中包括聚烯烴、有機樹脂以及聚酰亞胺等，有機聚合物具有優(yōu)異的機械、加工和電氣性能，并且耐高溫、耐電壓、防水防潮、耐腐蝕等特性，在絕緣材料中表現(xiàn)優(yōu)異。環(huán)氧樹脂中的雙酚a結(jié)構(gòu)賦予聚合物優(yōu)良的韌性、剛性和高溫性能。環(huán)氧樹脂中的醚鍵和羥基為極性基團，可與多種表面之間形成較強的相互作用，產(chǎn)生強力的粘結(jié)，固化后與無機顆粒可廣泛地用于高壓絕緣件，柱狀絕緣支撐等。
5、cn113549301b公開了一種環(huán)氧樹脂超高導(dǎo)熱絕緣材料及制備方法，所述材料包括環(huán)氧樹脂基料，改性復(fù)合無機填料和固化劑。其中，改性復(fù)合無機填料由四種不同粒徑的無機填料組成。該技術(shù)方案通過對四種粒徑的無機填料進行表面修飾改性、除污改性后進行混合，并對粒徑大小和不同粒徑的用量比例進行選擇，使得改性復(fù)合無機填料與環(huán)氧樹脂基料及固化劑混合后，使其物理、電氣性能獲得保持且具備工藝實施所要求的低粘度特性。該技術(shù)方案中沒有考慮擊穿強度等絕緣性能，高含量填料摻雜提高了導(dǎo)熱性能，但會降低絕緣性能；此外，該高導(dǎo)熱絕緣材料未考慮熱致變色性能，不能用于溫度的直觀診斷。
6、綜上所述，絕緣材料在使用及安裝過程中不可避免的會出現(xiàn)絕緣缺陷，使溫度升高從而導(dǎo)致絕緣性能劣化，因此，絕緣材料在使用過程中的表面溫度測定手段困難，絕緣材料的電氣性能差，仍是亟待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對以上問題，本專利技術(shù)提供了一種熱致變色層及其制備方法和絕緣材料及其制備方法，其中熱致變色層能夠在不同溫度下呈現(xiàn)不同的顏色，可以直觀的顯示出材料的表面溫度，且顏色變化可逆，能夠反復(fù)使用；同時采用所述熱致變色層制備了絕緣材料，所述絕緣材料中包含基質(zhì)、熱致變色層和高沿面閃絡(luò)強度頂層，所述熱致變色層中加入烷醇，使所述熱致變色層在所述絕緣材料中能夠粘附在基質(zhì)上，同時可以與高沿面閃絡(luò)強度頂層中的環(huán)氧樹脂相互作用，由此制備出的絕緣材料的顏色可以隨溫度變化，同時高沿面閃絡(luò)強度頂層能夠抑制表面電荷積聚，具有高沿面閃絡(luò)強度等性能。
2、本專利技術(shù)提供一種熱致變色層，所述熱致變色層由膽甾相液晶和烷醇混合制成；所述熱致變色層的厚度為0.1-0.4mm；所述熱致變色層的顏色隨其溫度變化，具體為：在（10-60）±0.5℃下顏色變化依次為無色、藍(lán)色、紫色、綠色和無色；所述膽甾相液晶包括質(zhì)量比為（6-18）：（1-13）：1的膽固醇油烯基碳酸酯（coc）、膽固醇壬酸酯（cep）和氯化膽固醇（cc）；所述熱致變色層的變色臨界溫度隨所述膽固醇油烯基碳酸酯（coc）、膽固醇壬酸酯（cep）、氯化膽固醇（cc）的質(zhì)量比變化而變化。
3、進一步地，所述熱致變色層的變色臨界溫度隨所述膽固醇油烯基碳酸酯（coc）、膽固醇壬酸酯（cep）、氯化膽固醇（cc）的質(zhì)量比（coc：cep：cc）變化規(guī)律如表1所示。
4、
5、進一步地，所述膽甾相液晶與烷醇的質(zhì)量比為（1：1）-（2：1）。
6、進一步地，所述烷醇為十六烷醇、十九烷醇、二十一烷醇、二十六烷醇、二十七烷醇、二十八烷醇和三十烷醇中的一種或幾種。
7、本專利技術(shù)還提供一種所述熱致變色層的制備方法，包括以下步驟：
8、將膽固醇油烯基碳酸酯、膽固醇壬酸酯、氯化膽固醇和烷醇共同在油浴條件下加熱攪拌，得到液晶混合液，并將所述液晶混合液旋涂成膜，固化得到所述熱致變色層。
9、進一步地，所述膽固醇油烯基碳酸酯、膽固醇壬酸酯和氯化膽固醇的總質(zhì)量與所述烷醇的質(zhì)量比為（1：1）-（2：1）。
10、進一步地，所述膽固醇油烯基碳酸酯、膽固醇壬酸酯、氯化膽固醇的質(zhì)量比為（6-18）：（1-13）：1。
11、進一步地，所述烷醇為十六烷醇、十九烷醇、二十一烷醇、二十六烷醇、二十七烷醇、二十八烷醇和三十烷醇中的一種或幾種。
12、進一步地，所述加熱攪拌的溫度為96-110℃，加熱攪拌的速度為800-1000r/min，加熱攪拌的時間為1-2h。
13、進一步地，所述旋涂的轉(zhuǎn)速為300-1200r/min，旋涂的時間為10-50s。
14、進一步地，所述固化的溫度為60-120℃，固化的時間為5-20h。
15、進一步地，所述熱致變色層的厚度為0.1-0.4mm。
16、本專利技術(shù)還提供一種包含所述熱致變色層的絕緣材料，所述絕緣材料由下至上依次由基質(zhì)、所述熱致變色層和高沿面閃絡(luò)強度頂層制備而成；所述絕緣材料的顏色隨其溫度變化，具體為：所述絕緣材料由藍(lán)色變?yōu)樽仙儆勺仙優(yōu)榫G色，再由綠色變?yōu)闊o色的溫度變化范圍為（10-60）±0.5℃；所述絕緣材料的變色臨界溫度依次為：由無色向藍(lán)色的變色臨界溫度為（10.2-2本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種熱致變色層，其特征在于，所述熱致變色層由膽甾相液晶和烷醇混合制成；所述熱致變色層的厚度為0.1-0.4mm；所述熱致變色層的顏色隨其溫度變化，具體為：在（10-60）±0.5℃下顏色變化依次為無色、藍(lán)色、紫色、綠色和無色；所述膽甾相液晶包括質(zhì)量比為（6-18）：（1-13）：1的膽固醇油烯基碳酸酯、膽固醇壬酸酯和氯化膽固醇；所述熱致變色層的變色臨界溫度隨所述膽固醇油烯基碳酸酯、膽固醇壬酸酯、氯化膽固醇的質(zhì)量比變化而變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱致變色層，其特征在于，所述膽甾相液晶與烷醇的質(zhì)量比為（1：1）-（2：1）。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱致變色層，其特征在于，所述烷醇為十六烷醇、十九烷醇、二十一烷醇、二十六烷醇、二十七烷醇、二十八烷醇和三十烷醇中的一種或幾種。
4.一種權(quán)利要求1-3任一項所述熱致變色層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
5.一種包含權(quán)利要求1-3任一項所述熱致變色層的絕緣材料，其特征在于，所述絕緣材料由下至上依次由基質(zhì)、所述熱致變色層和高沿面閃絡(luò)強度頂層制備而成；所述絕緣材料的顏色隨其溫度變
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的絕緣材料，其特征在于，所述無機納米顆粒為氧化鋁，無機納米顆粒的粒徑≤100nm。
7.一種權(quán)利要求5-6任一項所述絕緣材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟3中所述旋涂的轉(zhuǎn)速為300-1200r/min，旋涂的時間為10-50s。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟3中所述基質(zhì)的溫度變化范圍與所述熱致變色層的溫度變化范圍一致。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟4中所述無機納米顆粒的加入量為高沿面閃絡(luò)強度頂層總質(zhì)量的1-5%。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種熱致變色層，其特征在于，所述熱致變色層由膽甾相液晶和烷醇混合制成；所述熱致變色層的厚度為0.1-0.4mm；所述熱致變色層的顏色隨其溫度變化，具體為：在（10-60）±0.5℃下顏色變化依次為無色、藍(lán)色、紫色、綠色和無色；所述膽甾相液晶包括質(zhì)量比為（6-18）：（1-13）：1的膽固醇油烯基碳酸酯、膽固醇壬酸酯和氯化膽固醇；所述熱致變色層的變色臨界溫度隨所述膽固醇油烯基碳酸酯、膽固醇壬酸酯、氯化膽固醇的質(zhì)量比變化而變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱致變色層，其特征在于，所述膽甾相液晶與烷醇的質(zhì)量比為（1：1）-（2：1）。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱致變色層，其特征在于，所述烷醇為十六烷醇、十九烷醇、二十一烷醇、二十六烷醇、二十七烷醇、二十八烷醇和三十烷醇中的一種或幾種。
4.一種權(quán)利要求1-3任一項所述熱致變色層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
5.一種包含權(quán)利要求1-3任一項所述熱致變色層的絕緣材料，其特征在于，所述絕緣材料由下至上依次由基質(zhì)、所述熱致變色層和高沿面閃絡(luò)強度頂層制備而成；所述絕緣材料的顏色隨其溫度變化，具體為：所述絕緣材料由藍(lán)色變?yōu)樽仙儆勺仙優(yōu)榫G色，再由綠色變?yōu)闊o色的溫度變化范圍為（10-60）±0.5℃；所述絕緣材料的變色臨...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱明曉，何海龍，滕昭鑫，夏冰，李鵬，董磊，
申請(專利權(quán))人：中國石油大學(xué)華東，
類型：發(fā)明
國別省市：
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