【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功能性绝缘材料制备，尤其涉及一种热致变色层及其制备方法和绝缘材料及其制备方法。
技术介绍
1、绝缘结构是电力设备重要组成部分，但在设备制造、安装、运行过程中，不可避免出现绝缘缺陷，引起绝缘击穿和沿面闪络等故障。绝缘缺陷是指电力设备绝缘材料出现的一些影响绝缘性能的异常结构，包括气泡、裂缝、局部破损、电极尖端、异物等集中性缺陷和受潮、老化等分散性缺陷，这些缺陷会影响电气、电子设备的正常运行。绝缘缺陷通常导致局部电场升高，引起放电与温度升高等现象，使绝缘材料不断老化、最终发生绝缘击穿等事故，造成电力设备损坏及电网停电等问题，严重影响电力系统的安全稳定运行。
2、目前通常采用局部放电测量（超声波、特高频、脉冲电流）等方法来检测绝缘缺陷。局部放电检测方法通过检测设备运行过程中产生的声波、电磁波、电流等信号，需要昂贵精密的检测设备，而且要求检测人员具有丰富的专业知识，缺乏直观性和普适性，在一定程度上限制了其应用。绝缘缺陷通常伴随着放电及温度升高现象，将热致变色材料引入绝缘系统能够实时直观地显示材料表面温度，成为绝缘缺陷检测的新方法。但现有热致变色绝缘材料的变色原理来源于电子给体和电子受体的氧化还原反应，只能实现单一颜色的深浅变化，难以准确表征温度变化。受自然界生物刺激-响应特性的启发，胆甾相液晶材料可使涂层颜色能跟随温度呈现可逆性变化，以实现电气设备表面绝缘温度的实时直观检测。
3、cn112980248b公开了一种感温变色液晶微胶囊油墨，包括如下质量分数组分：第一水性树脂，液晶微胶囊，第一附着力促进剂
4、同时，选择绝缘性能优异的绝缘材料，避免产生绝缘缺陷成为了绝缘结构的发展目标，目前广泛使用的绝缘材料为有机聚合物，其中包括聚烯烃、有机树脂以及聚酰亚胺等，有机聚合物具有优异的机械、加工和电气性能，并且耐高温、耐电压、防水防潮、耐腐蚀等特性，在绝缘材料中表现优异。环氧树脂中的双酚a结构赋予聚合物优良的韧性、刚性和高温性能。环氧树脂中的醚键和羟基为极性基团，可与多种表面之间形成较强的相互作用，产生强力的粘结，固化后与无机颗粒可广泛地用于高压绝缘件，柱状绝缘支撑等。
5、cn113549301b公开了一种环氧树脂超高导热绝缘材料及制备方法，所述材料包括环氧树脂基料，改性复合无机填料和固化剂。其中，改性复合无机填料由四种不同粒径的无机填料组成。该技术方案通过对四种粒径的无机填料进行表面修饰改性、除污改性后进行混合，并对粒径大小和不同粒径的用量比例进行选择，使得改性复合无机填料与环氧树脂基料及固化剂混合后，使其物理、电气性能获得保持且具备工艺实施所要求的低粘度特性。该技术方案中没有考虑击穿强度等绝缘性能，高含量填料掺杂提高了导热性能，但会降低绝缘性能；此外，该高导热绝缘材料未考虑热致变色性能，不能用于温度的直观诊断。
6、综上所述，绝缘材料在使用及安装过程中不可避免的会出现绝缘缺陷，使温度升高从而导致绝缘性能劣化，因此，绝缘材料在使用过程中的表面温度测定手段困难，绝缘材料的电气性能差，仍是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对以上问题，本专利技术提供了一种热致变色层及其制备方法和绝缘材料及其制备方法，其中热致变色层能够在不同温度下呈现不同的颜色，可以直观的显示出材料的表面温度，且颜色变化可逆，能够反复使用；同时采用所述热致变色层制备了绝缘材料，所述绝缘材料中包含基质、热致变色层和高沿面闪络强度顶层，所述热致变色层中加入烷醇，使所述热致变色层在所述绝缘材料中能够粘附在基质上，同时可以与高沿面闪络强度顶层中的环氧树脂相互作用，由此制备出的绝缘材料的颜色可以随温度变化，同时高沿面闪络强度顶层能够抑制表面电荷积聚，具有高沿面闪络强度等性能。
2、本专利技术提供一种热致变色层，所述热致变色层由胆甾相液晶和烷醇混合制成；所述热致变色层的厚度为0.1-0.4mm；所述热致变色层的颜色随其温度变化，具体为：在（10-60）±0.5℃下颜色变化依次为无色、蓝色、紫色、绿色和无色；所述胆甾相液晶包括质量比为（6-18）：（1-13）：1的胆固醇油烯基碳酸酯（coc）、胆固醇壬酸酯（cep）和氯化胆固醇（cc）；所述热致变色层的变色临界温度随所述胆固醇油烯基碳酸酯（coc）、胆固醇壬酸酯（cep）、氯化胆固醇（cc）的质量比变化而变化。
3、进一步地，所述热致变色层的变色临界温度随所述胆固醇油烯基碳酸酯（coc）、胆固醇壬酸酯（cep）、氯化胆固醇（cc）的质量比（coc：cep：cc）变化规律如表1所示。
4、
5、进一步地，所述胆甾相液晶与烷醇的质量比为（1：1）-（2：1）。
6、进一步地，所述烷醇为十六烷醇、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种或几种。
7、本专利技术还提供一种所述热致变色层的制备方法，包括以下步骤：
8、将胆固醇油烯基碳酸酯、胆固醇壬酸酯、氯化胆固醇和烷醇共同在油浴条件下加热搅拌，得到液晶混合液，并将所述液晶混合液旋涂成膜，固化得到所述热致变色层。
9、进一步地，所述胆固醇油烯基碳酸酯、胆固醇壬酸酯和氯化胆固醇的总质量与所述烷醇的质量比为（1：1）-（2：1）。
10、进一步地，所述胆固醇油烯基碳酸酯、胆固醇壬酸酯、氯化胆固醇的质量比为（6-18）：（1-13）：1。
11、进一步地，所述烷醇为十六烷醇、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种或几种。
12、进一步地，所述加热搅拌的温度为96-110℃，加热搅拌的速度为800-1000r/min，加热搅拌的时间为1-2h。
13、进一步地，所述旋涂的转速为300-1200r/min，旋涂的时间为10-50s。
14、进一步地，所述固化的温度为60-120℃，固化的时间为5-20h。
15、进一步地，所述热致变色层的厚度为0.1-0.4mm。
16、本专利技术还提供一种包含所述热致变色层的绝缘材料，所述绝缘材料由下至上依次由基质、所述热致变色层和高沿面闪络强度顶层制备而成；所述绝缘材料的颜色随其温度变化，具体为：所述绝缘材料由蓝色变为紫色，再由紫色变为绿色，再由绿色变为无色的温度变化范围为（10-60）±0.5℃；所述绝缘材料的变色临界温度依次为：由无色向蓝色的变色临界温度为（10.2-2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热致变色层，其特征在于，所述热致变色层由胆甾相液晶和烷醇混合制成；所述热致变色层的厚度为0.1-0.4mm；所述热致变色层的颜色随其温度变化，具体为：在（10-60）±0.5℃下颜色变化依次为无色、蓝色、紫色、绿色和无色；所述胆甾相液晶包括质量比为（6-18）：（1-13）：1的胆固醇油烯基碳酸酯、胆固醇壬酸酯和氯化胆固醇；所述热致变色层的变色临界温度随所述胆固醇油烯基碳酸酯、胆固醇壬酸酯、氯化胆固醇的质量比变化而变化。
2.根据权利要求1所述的热致变色层，其特征在于，所述胆甾相液晶与烷醇的质量比为（1：1）-（2：1）。
3.根据权利要求1所述的热致变色层，其特征在于，所述烷醇为十六烷醇、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种或几种。
4.一种权利要求1-3任一项所述热致变色层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.一种包含权利要求1-3任一项所述热致变色层的绝缘材料，其特征在于，所述绝缘材料由下至上依次由基质、所述热致变色层和高沿面闪络强度顶层制备而成；所述绝缘材料的颜色随其温度变
6.根据权利要求5所述的绝缘材料，其特征在于，所述无机纳米颗粒为氧化铝，无机纳米颗粒的粒径≤100nm。
7.一种权利要求5-6任一项所述绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中所述旋涂的转速为300-1200r/min，旋涂的时间为10-50s。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中所述基质的温度变化范围与所述热致变色层的温度变化范围一致。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4中所述无机纳米颗粒的加入量为高沿面闪络强度顶层总质量的1-5%。
...【技术特征摘要】
1.一种热致变色层，其特征在于，所述热致变色层由胆甾相液晶和烷醇混合制成；所述热致变色层的厚度为0.1-0.4mm；所述热致变色层的颜色随其温度变化，具体为：在（10-60）±0.5℃下颜色变化依次为无色、蓝色、紫色、绿色和无色；所述胆甾相液晶包括质量比为（6-18）：（1-13）：1的胆固醇油烯基碳酸酯、胆固醇壬酸酯和氯化胆固醇；所述热致变色层的变色临界温度随所述胆固醇油烯基碳酸酯、胆固醇壬酸酯、氯化胆固醇的质量比变化而变化。
2.根据权利要求1所述的热致变色层，其特征在于，所述胆甾相液晶与烷醇的质量比为（1：1）-（2：1）。
3.根据权利要求1所述的热致变色层，其特征在于，所述烷醇为十六烷醇、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种或几种。
4.一种权利要求1-3任一项所述热致变色层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.一种包含权利要求1-3任一项所述热致变色层的绝缘材料，其特征在于，所述绝缘材料由下至上依次由基质、所述热致变色层和高沿面闪络强度顶层制备而成；所述绝缘材料的颜色随其温度变化，具体为：所述绝缘材料由蓝色变为紫色，再由紫色变为绿色，再由绿色变为无色的温度变化范围为（10-60）±0.5℃；所述绝缘材料的变色临...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱明晓，何海龙，滕昭鑫，夏冰，李鹏，董磊，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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