本发明属于示温变色材料，具体涉及一种示温变色涂层材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、随着城市化进程的不断加快，干式变压器在城市配电网中扮演重要角色。干式变压器安全性好，还具有防火防爆、环境适应性强、运行维护便捷等特点，特别适用于城市人口稠密地区和高层建筑，但受限于过载能力制约，其导热性能仍有较大提升空间，过载运行时的绕组温升将会进一步加剧绝缘劣化进程，一旦绕组温度超过绝缘耐受温度，会严重影响干式变压器的运行寿命，根据红外测温管理标准《q/ygd.2.06.13-2010》记载，当干式变压器的温度高于120℃时，干式变压器绕组和铁心将会发生严重缺陷，造成变压器故障，影响电力设备正常工作。因此，开展干式变压器温度检测研究具有重要意义，可为干式变压器热致故障诊断提供参考。
2、例如cn115109450a公开了一种大量程多变色不可逆示温涂料及其制备方法，所述示温涂料包括如下组分：铋黄、三氧化二钕、氧化镨、钼酸钠、氧化铈、氟硅酸钠、氧化钼、三氧化钨、钨酸铵、五氧化二锑、钨酸锑、铬酸铅、铬酸钡、硝酸锶、氧化镍、氧化钴、锆硅酸钠、氟化锂、硒粉、硅酸铝、氢氧化铝、三氧化二铝、大红粉、甲苯胺紫红、荧光红、永固红中的多种组合物，虽然所述示温涂料具有9个颜色变化，测温范围为200～1200℃。
3、又例如cn111253861a公开了一种石化装备高温多变色不可逆示温涂料及其制备方法，所述石化装备高温多变色不可逆示温涂料的原料包括以下组分：有机硅树脂55～75％，群青8～20％，增稠剂0.8～2％，填料6～15％，以及有机溶剂6～20％；该发明提供的不可逆示温涂料在250～300℃之间时，漆膜原色无光变暗；当温度在300～350℃之间时，漆膜变蓝灰色；当温度在350～400℃之间时，漆膜逐渐变成灰色；当温度在400～450℃之间时，漆膜最后逐渐变为灰白色。
4、再例如cn118147821a公开了一种热致变色纳米纤维膜，所述热致变色纳米纤维膜包括有机溶剂、硬质聚氨酯颗粒和镍有机金属配合物，所述金属化合物选自氯化镍、溴化镍、氯化钴或溴化钴，所述脂肪链选自二乙胺盐酸盐、二乙胺氢溴酸盐、三乙胺盐酸盐或三乙胺氢溴酸盐，所述的热致变色纳米纤维膜颜色转变的温度为70～72℃。
5、但是，上述三篇发明提供的示温涂料的变色温度范围均不能满足干式变压器热致故障温度检测要求。
6、因此，针对上述技术问题，急需开发一种变色温度范围满足干式变压器热致故障温度检测要求，且变色效果明显的示温变色涂层材料。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种示温变色涂层材料及其制备方法和应用，所述示温变色涂层材料的变色温度范围为105～120℃，满足干式变压器热致故障温度检测要求，且变色效果明显，同时还具有性能稳定，粘附性能好，疏水、耐电性能优，生产成本低，制备工艺简单方便一级产物成品率高等特点，完全符合干式变压器热致缺陷温度检测要求。
2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
3、第一方面，本发明提供一种示温变色涂层材料，所述示温变色涂层材料包括示温变色材料和基漆；
4、所述示温变色材料的原料包括二水合草酸、草酸钾、碳酸钴、氧化剂和ph调节剂。
5、本发明提供的示温变色涂层材料为双组份，包括示温变色材料和基漆，使用时将二者直接混合涂覆在干式变压器表面，静置干燥即可；所述示温变色材料的制备原料包括二水合草酸、草酸钾、碳酸钴、氧化剂和ph调节剂，上述原料进行搭配所得示温变色材料与基漆混合所得涂层材料，可在105～120℃之间发生变色，变色过程为深灰色变成浅紫色，变色效果十分明显，便于观察，即变色温度范围符合干式变压器热致缺陷温度检测要求；此外，所述示温变色涂层材料还具有粘附性能好，耐电性能好，耐候性能优良，制备工艺简单方便，生产成本低以及产物成品率高等特点，涂敷在设备表面不会影响设备的正常运行，适用于干式变压器热致缺陷温度检测。
6、在本发明中，所述“变色温度范围为105～120℃”以及“可在105～120℃之间发生变色”的意思均表示：当示温变色材料的温度达到105℃，其形成的涂层的颜色会发生变化，且在105～120℃之间，该涂层的颜色也会随着温度的升高逐渐发生变化；同时，上述颜色变化均可通过肉眼观察发现。
7、本发明提供的示温变色涂层材料中所包含的示温变色材料和基漆需要分开存储，使用前将二者直接混合后涂覆在干式变压器表面，当干式变压器达到故障温度时表面涂覆的示温涂层会发生变色，进而能有效反映被测干式变压器发生异常发热现象。
8、优选地，所述示温变色材料和基漆的质量比为(1～5):10，例如1:10、1.5:10、2:10、2.5:10、3:10、3.5:10、4:10、4.5:10或5:10等。
9、优选地，所述示温变色材料的原料按照重量份包括如下组分：
10、
11、
12、其中，所述草酸钾的含量可以为15重量份、20重量份、40重量份、60重量份、80重量份、100重量份、120重量份、140重量份、160重量份、180重量份或200重量份等。
13、所述碳酸钴的含量可以为50重量份、60重量份、70重量份、80重量份、90重量份或100重量份等。
14、所述氧化剂的含量可以为50重量份、55重量份、60重量份、65重量份、70重量份、75重量份或80重量份等。
15、所述ph调节剂的含量可以为40重量份、42重量份、44重量份、46重量份、48重量份、50重量份、52重量份、54重量份、56重量份、58重量份或60重量份等。
16、优选地，所述氧化剂包括二氧化铅。
17、优选地，所述ph调节剂包括冰醋酸。
18、优选地，所述基漆包括防污闪复合涂料。
19、优选地，所述防污闪复合涂料为无色透明防污闪复合涂料，所述无色透明防污闪复合涂料具有持久性和就地成型的特点，还具有优良的憎水性及均衡的憎水迁移性，进而可以保证在恶劣天气下(例如中雨环境下)，示温变色涂层材料形成的涂层表面不会生成连续的水膜；此外，所述无色透明防污闪复合涂料的电气绝缘性能优良，阻燃性能好，且具有较强的附着力、耐酸碱性能，耐紫外线性能和自洁性能好，同时无色透明的特点不影响示温变色材料的显色，能够避免基漆颜色对观察示温变色材料的颜色变化造成影响。
20、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述示温变色涂层材料的制备方法，所述制备方法包括提供基漆和制备示温变色材料；
21、所述制备示温变色材料包括如下步骤：
22、(1)将二水合草酸和草酸钾在水中混合，得到混合液；
23、(2)向步骤(1)所得混合液中加入碳酸钴进行复分解反应，再加入氧化剂进行氧化反应，再加入ph调节剂进行混合，静置后经抽滤，收集过滤液；
24、(3)向步骤(2)所得过滤液中加入无水乙醇进行结晶，经过滤，得到所述示温变色材料。
25、本发明提供的示温变色材料的制备方法共包括四个步骤：首先将二水合草酸(h2c2o4·2(h2o))和草酸钾(k2c2o4)溶解在水中，得到混合液，为后续反应提供c2o42-和酸性环境；然后向上述混合液中加入碳酸钴(coco3)进行复分解反应可以生成草酸钴(coc2o4)，再加入氧化剂进行氧化反应，可以将co2+氧化成co3+，再加入ph调节剂提供酸性环境，可以促进络合物生成；最后加入无水乙醇，可以结晶得到k3[co(c2o4)3]·h2o，即为所述示温变色材料。
26、优选地，步骤(1)所述混合的温度为60～70℃，例如60℃、62℃、64℃、66℃、68℃或70℃等。
27、优选地，步骤(1)所述混合的时间为20～40min，例如20min、22min、25min、27min、30min、33min、35min、38min或40min等
28、优选地，步骤(1)所述混合在转速为400～900r/min(例如400r/min、450r/min、500r/min、550r/min、600r/min、650r/min、700r/min、750r/min、800r/min、850r/min或900r/min等)的搅拌条件下进行。
29、优选地，步骤(2)所述复分解反应的温度为60～70℃，例如60℃、62℃、64℃、66℃、68℃或70℃等。
30、优选地，步骤(2)所述复分解反应的时间为10～30min，例如10min、12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min或30min等。
31、优选地，步骤(2)所述氧化反应的温度为20～30℃，例如20℃、22℃、24℃、26℃、28℃或30℃等。
32、优选地，步骤(2)所述氧化反应的时间为10～30min，例如10min、12min、15min、17min、20min、22min、25min、27min或30min。
33、优选地，步骤(2)所述混合的温度为室温。
34、优选地，步骤(2)所述静置的时间为60～80min，例如60min、62min、65min、67min、70min、72min、75min、77min或80min等。
35、优选地，步骤(2)所述抽滤的时间为5～10min，例如5min、6min、7min、8min、9min或10min等。
36、优选地，以所述二水合草酸的用量为50重量份计，步骤(3)所述无水乙醇的用量为100～150重量份，例如100重量份、105重量份、110重量份、115重量份、120重量份、125重量份、130重量份、135重量份、140重量份、145重量份或150重量份等。
37、优选地，步骤(3)所述结晶的时间为20～40min，例如20min、22min、25min、27min、30min、32min、35min、37min或40min等。
38、优选地，步骤(3)所述过滤后还包括干燥的步骤。
39、优选地，所述干燥的温度为50～60℃，例如50℃、52℃、54℃、56℃、58℃或60℃等。
40、优选地，所述干燥的时间为24～48h，例如24h、30h、36h、42h或48h等。
41、第三方面，本发明提供一种干式变压器，所述干式变压器表面涂覆有如第一方面所述的示温变色涂层材料。
42、第四方面，本发明提供一种如第三方面所述的干式变压器在配电网中的应用。
43、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
44、(1)本发明提供的示温变色涂层材料包括示温变色材料和基漆，所述示温变色材料的原料包括二水合草酸、草酸钾、碳酸钴、氧化剂和ph调节剂，采用上述特定原料的示温变色材料和基漆进行搭配，使所得示温变色涂层材料具有适宜的变色温度范围(105～120℃)，且在温度达到120℃时，颜色变化十分明显，便于观察，满足干式变压器热致缺陷温度检测要求。
45、(2)此外，本发明提供的示温变色涂层材料还具有粘附性能好，性能稳定，耐电性能好，耐候性能优良，制备工艺简单方便，生产成本低以及产物成品率高等特点，涂敷在设备表面不会影响设备的正常运行，适用于干式变压器热致缺陷温度检测。
1.一种示温变色涂层材料，其特征在于，所述示温变色涂层材料包括示温变色材料和基漆；
2.根据权利要求1所述的示温变色涂层材料，其特征在于，所述示温变色材料和基漆的质量比为(1～5):10。
3.根据权利要求1或2所述的示温变色涂层材料，其特征在于，所述示温变色材料的原料按照重量份包括如下组分：
4.根据权利要求1～3任一项所述的示温变色涂层材料，其特征在于，所述基漆包括防污闪复合涂料；
5.一种如权利要求1～4任一项所述示温变色涂层材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括提供基漆和制备示温变色材料；
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合的温度为60～70℃；
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述复分解反应的温度为60～70℃，时间为10～30min；
8.根据权利要求5～7任一项所述的制备方法，其特征在于，以所述二水合草酸的用量为50重量份计，步骤(3)所述无水乙醇的用量为100～150重量份；
9.一种干式变压器，其特征在于，所述干式变压器表面涂覆有如权利要求1～4任一项所述的示温变色涂层材料。
10.一种如权利要求9所述的干式变压器在配电网中的应用。
