【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于防冰材料，具体涉及一种用于导线防冰的磁流体材料及制备方法。
技术介绍
1、输电线路覆冰严重威胁电力系统的运行安全，而我国是电线覆冰灾害最严重的国家之一。目前常用的防治电线覆冰的方法包括机械法、自然被动法、电线表面改性法和热力法。其中，机械法只能在一定程度内减轻灾害，但不能预防灾害。自然被动法会因不均匀或不同期脱冰产生导线跳跃的线路事故。表面改性法对因雨淞形成的覆冰没有效果。热力法除冰是利用附加热源或导线自身发热，使冰雪在导线上无法积覆或使已积覆的冰雪融化。研究发现，磁流体(又称磁性液体)这种新型功能材料，既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性，理论上可用于导线防冰。然而对于输电线路来说，由于始终存在交变电流，因此始终具有较强的磁场场强，如果磁流体在线路运行下始终以突起状态存在于线路表面，反而可能成为导致线路电晕加剧的缺陷。此外，磁性材料的发热控制不好还会成为热源导致线路发热而造成安全隐患。
2、目前将磁流体材料用于防冰领域的报道还比较少，已有的是将磁流体材料用于航空防冰专利，例如cn110774709a和cn111806701a。以cn111806701a(20201023)为例，该专利公开了一种磁敏多孔防冰复合材料，将商用粒径为800nm的f3o4纳米颗粒、聚二甲基硅氧烷、甲苯和硅油进行混合和固化，涂敷于阳极氧化孔内，可以得到较好防冰效果。然而该材料的铁损效应是未知的，应用于输电导线时会存在隐患。
3、综上所述，有必要提出新的方法和材料，以补充现有技术的不足。
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1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于导线防冰的磁流体材料及制备方法，具体技术方案如下。
2、一种锰锌铁氧体纳米颗粒，所述锰锌铁氧体纳米颗粒的分子式为(mnxzny)fe2o4，x＝0.1-1，y＝0.1-1；包括由以下重量份的材料制成：硝酸铁10-40份、硝酸锰1-10份和硝酸锌1-15份。
3、进一步，x＝0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1；y＝0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1。
4、进一步，所述锰锌铁氧体纳米颗粒包括由以下重量份的材料制成：硝酸铁30-40份、硝酸锰5-10份和硝酸锌10-15份。
5、作为一种优选，所述锰锌铁氧体纳米颗粒包括由以下重量份的材料制成：硝酸铁40份、硝酸锰10份和硝酸锌10份。
6、作为一种优选，所述锰锌铁氧体纳米颗粒的分子式为(mnxzny)fe2o4，x＝0.5，y＝0.5。
7、进一步，所述锰锌铁氧体纳米颗粒的粒径范围约为100-200nm。
8、优选的，所述锰锌铁氧体纳米颗粒的粒径范围约为100-150nm。
9、进一步，所述锰锌铁氧体纳米颗粒的粒径范围包括100-110nm、110-120nm、120-130nm、130-140nm或140-150nm。
10、上述锰锌铁氧体纳米颗粒的制备方法，所述制备方法为水热法，具体步骤如下：
11、s01：将以下重量份材料加入纯水中搅拌：硝酸铁10-40份、硝酸锰1-10份和硝酸锌1-15份，调节反应溶液ph值为碱性；
12、s02：将所述反应溶液加入反应釜中以100～300℃的温度水热反应6～48h；
13、s03：将反应完成后的产物进行离心(可选用乙醇进行清洗)，随后干燥研磨并进行退火处理，所述退火处理的过程为以3-10℃/min的加热速度加热至600-1200℃，保温4-24小时，冷却至室温，得到锰锌铁氧体纳米颗粒粗品；
14、s04：将所述锰锌铁氧体纳米颗粒粗品加入到5％-25％的油酸和/或3％-20％的氟硅烷乙醇中修饰，得到修饰后的所述锰锌铁氧体纳米颗粒。
15、进一步，所述s01中调节反应溶液ph值范围为9-11。
16、进一步，所述s02中的反应溶液在反应釜中以120-180℃的温度水热反应12-18h。
17、进一步，所述s03中的退火处理的过程为以5-10℃/min的加热速度加热至900-1000℃，保温12-24h，冷却至室温。
18、进一步，所述s04中将所述锰锌铁氧体纳米颗粒粗品加入甲醇超声，然后加入5％-25％的油酸和/或3％-20％的氟硅烷乙醇反应，进一步加热去除未反应溶剂后将产物清洗干净，干燥后用磁性材料吸附收集(以证明制得的纳米颗粒具有磁性)得到修饰后的所述锰锌铁氧体纳米颗粒。
19、作为一种优选，所述s04中将所述锰锌铁氧体纳米颗粒粗品用5％-25％的油酸和3％-20％氟硅烷共同修饰。
20、油酸或氟硅烷的修饰可以使锰锌铁氧体纳米颗粒的表面具有有机活性基团或具备疏水性，后续和硅油等油基溶剂能够更好结合成为均匀的磁流体。
21、上述锰锌铁氧体纳米颗粒在制备输电导线防冰磁流体涂料或防霜磁流体涂料中的应用。
22、进一步，所述锰锌铁氧体纳米颗粒与硅油等油基溶剂混合均匀，进行超声处理后制备成为磁流体涂料。
23、进一步，所述磁流体涂料可通过磁铁施加一定的磁场填充到输电导线的多孔表面结构中。
24、有益技术效果
25、本专利技术采用水热法制备出了一种粒径在100nm左右、呈四方晶体结构的锰锌铁氧体纳米颗粒。这种锰锌铁氧体纳米颗粒具有低居里温度和很小的铁损效应，用于输电导线防冰防霜材料的制备。
26、其次，本专利技术将制备出的锰锌铁氧体纳米颗粒用油酸、氟硅烷或油酸与氟硅烷的组合进行修饰，使这种锰锌铁氧体纳米颗粒表面具有活性基团或呈现疏水特性，后续可以与硅油等油基溶剂能够更好结合成为均匀的磁流体材料(或称磁流体涂料)，涂敷于抗低温高湿的超疏水氧化孔结构内，使输电导线具备优异的防冰或防霜性能。
27、最后，本专利技术采用的水热法制备，操作相对简单，设备要求不高，总体成本可控，适用于工业化大规模推广。
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1.一种锰锌铁氧体纳米颗粒，其特征在于，所述锰锌铁氧体纳米颗粒的分子式为(MnxZny)Fe2O4，X＝0.1-1，Y＝0.1-1；包括由以下重量份的材料制成：硝酸铁10-40份、硝酸锰1-10份和硝酸锌1-15份。
2.如权利要求1所述的锰锌铁氧体纳米颗粒，其特征在于，所述锰锌铁氧体纳米颗粒包括由以下重量份的材料制成：硝酸铁30-40份、硝酸锰5-10份和硝酸锌10-15份。
3.如权利要求1所述的锰锌铁氧体纳米颗粒，其特征在于，所述锰锌铁氧体纳米颗粒的分子式为(MnxZny)Fe2O4，X＝0.5，Y＝0.5。
4.如权利要求1所述的锰锌铁氧体纳米颗粒，其特征在于，所述锰锌铁氧体纳米颗粒的粒径范围为100-200nm。
5.权利要求1-4任一项所述的锰锌铁氧体纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法为水热法，具体步骤如下：
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述S01中调节反应溶液pH值范围为9-11。
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述S02中的反应溶液在反应釜中以120-1
8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述S03中的退火处理的过程为以5-10℃/min的加热速度加热至900-1000℃，保温12-24h，冷却至室温。
9.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述S04中将所述锰锌铁氧体纳米颗粒粗品加入甲醇超声，然后加入5％-25％的油酸和/或3％-20％的氟硅烷乙醇反应，进一步加热去除未反应溶剂后将产物清洗干净，干燥后用磁性材料吸附收集得到修饰后的所述锰锌铁氧体纳米颗粒。
10.权利要求1-4任一项所述的锰锌铁氧体纳米颗粒在制备输电导线防冰磁流体涂料或防霜磁流体涂料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种锰锌铁氧体纳米颗粒，其特征在于，所述锰锌铁氧体纳米颗粒的分子式为(mnxzny)fe2o4，x＝0.1-1，y＝0.1-1；包括由以下重量份的材料制成：硝酸铁10-40份、硝酸锰1-10份和硝酸锌1-15份。
2.如权利要求1所述的锰锌铁氧体纳米颗粒，其特征在于，所述锰锌铁氧体纳米颗粒包括由以下重量份的材料制成：硝酸铁30-40份、硝酸锰5-10份和硝酸锌10-15份。
3.如权利要求1所述的锰锌铁氧体纳米颗粒，其特征在于，所述锰锌铁氧体纳米颗粒的分子式为(mnxzny)fe2o4，x＝0.5，y＝0.5。
4.如权利要求1所述的锰锌铁氧体纳米颗粒，其特征在于，所述锰锌铁氧体纳米颗粒的粒径范围为100-200nm。
5.权利要求1-4任一项所述的锰锌铁氧体纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法为水热法，具体步骤如下：
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