一種大分子新型降阻劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大分子新型降阻劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]接地是保障電氣、通信、微電子等設(shè)備及建筑物和人身安全的重要手段。為了保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行及人身和設(shè)備的安全，發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)備要做到可靠接地且具有較低的接地電阻值，但由于受客觀條件的限制，僅僅靠打角鐵粧、延長(zhǎng)接地體及擴(kuò)大接地網(wǎng)來(lái)達(dá)到這樣高的要求，通常是很困難的。接地降阻劑是一種輔助性材料，已在接地工程中大量應(yīng)用，其降阻、緩蝕性能穩(wěn)定，效果良好，已被寫進(jìn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)踐證明是降低接地電阻的有效措施。
[0003]目前對(duì)降阻劑在工程應(yīng)用中反應(yīng)最為強(qiáng)烈的有以下幾方面的問(wèn)題。
[0004](I)對(duì)接地體的腐蝕問(wèn)題。這是電力系統(tǒng)中反映最為強(qiáng)烈的問(wèn)題。一些化學(xué)降阻劑和火山灰降阻劑，以及一些礦渣降阻劑對(duì)鋼接地體具有強(qiáng)烈的腐蝕性。這些降阻劑雖然在剛施加后的短期內(nèi)起到了一定的降阻作用，但卻對(duì)鋼接地體造成嚴(yán)重的腐蝕，降阻效果隨著時(shí)間的推移會(huì)迅速下降。
[0005](2)降阻穩(wěn)定性問(wèn)題。這也是用戶的反應(yīng)較為強(qiáng)烈的問(wèn)題，特別是一些化學(xué)降阻劑，流質(zhì)降阻劑。廠家追求短期的降阻效果，在降阻劑中加入了大量的無(wú)機(jī)鹽類，雖然能在短期內(nèi)有效降低接地裝置的接地電阻，但降阻效果是不穩(wěn)定的，因?yàn)樵谶@類降阻劑所含的無(wú)機(jī)鹽會(huì)隨著雨水迅速流失而使降阻劑失去降阻效果，使接地裝置的接地電阻迅速反彈回升。
[0006](3)降阻劑對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題。降阻劑由于直接埋在地下，降阻劑中如含有重金屬等有毒物質(zhì)就會(huì)對(duì)地下水資源造成污染，尤其是一些變電所直接取井水作生活用水的就特別重要。
[0007]因此發(fā)明一種大分子降阻劑，能夠改善現(xiàn)有降阻劑易流失，腐蝕大的缺點(diǎn)，很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于變電站接地網(wǎng)中，降低接地電阻，保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的降阻劑。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案。
[0010]一種大分子降阻劑及其制備方法，其特征在于:所述降阻劑為以大分子聚合物為導(dǎo)電材料，按照重量百分含量計(jì)，該降阻劑包括以下組分:
主導(dǎo)劑50%~60%
改性劑5%~10%
導(dǎo)電材料20%~30%
助劑5%~10% 其中所述主導(dǎo)劑為鈉基膨潤(rùn)土 ；所述改性劑為十六烷基三甲基溴化銨；所述導(dǎo)電材料為聚吡咯；所述助劑為對(duì)甲苯磺酸鈉和氯化鐵溶液(lmol/L)。
[0011]優(yōu)選地，所述主導(dǎo)劑為鈉基膨潤(rùn)土。膨潤(rùn)土中含有大量的鉀、鈉、鈣、鎂、鋁、鐵、鈦的金屬氧化物，遇水后能電離出大量的金屬離子，還含有大量的半導(dǎo)體元素。因此，純膨潤(rùn)土的電阻率較低。膨潤(rùn)土具有較強(qiáng)的吸水性和保水性，吸后呈漿糊狀，抗干早能力強(qiáng)。土壤的導(dǎo)電性能好。膨潤(rùn)土粉吸水后體積膨脹到原體積的12 ~ 13倍，且膠質(zhì)價(jià)高，粘質(zhì)大，能與接地體可靠地接觸，能緊密地和周圍的土壤接觸，減小了接地體與土壤的接觸電阻。膨潤(rùn)土本身的防腐性能、膨潤(rùn)土粉加水施工后與接地體接觸緊密，內(nèi)部不存在空氣。避免了接地體的吸氧腐蝕；另外膨潤(rùn)土內(nèi)的某些成份與鋼鐵長(zhǎng)期接觸后能起鈍化反應(yīng)。在鋼鐵表面生成一層鈍化膜，對(duì)接地體有保護(hù)作用。經(jīng)改性劑改性后的鈉基膨潤(rùn)土更易于和其他高導(dǎo)電率的物質(zhì)聚合，并且其層間的無(wú)極陽(yáng)離子被其他疏水性的離子取代，從而具有了疏水性，不易隨著雨水而流失。
[0012]優(yōu)選地，所述改性劑為十六烷基三甲基溴化胺。十六烷基三甲基溴化胺為陽(yáng)離子表面活性劑，因而更易在帶負(fù)電的表面上吸附，形成吸附膜并呈現(xiàn)出獨(dú)特的性能如固體表面疏水化性、殺菌、抗靜電等，并且這些性能是其它表面活性型類型所無(wú)法取代的。
[0013]優(yōu)選地，所述導(dǎo)電材料為聚吡咯。在眾多導(dǎo)電高分子材料中，聚吡咯由于具有電導(dǎo)率高、環(huán)境穩(wěn)定性好、易于合成等特點(diǎn)，成為導(dǎo)電高分子材料研宄的熱點(diǎn)之一。目前國(guó)內(nèi)外已有很多有關(guān)及其復(fù)合材料在傳感器、二次電池、藥物輸送、電磁屏蔽和金屬防腐等領(lǐng)域的文獻(xiàn)報(bào)道。吡咯單體在常態(tài)下是一種無(wú)色的油狀液體，它可以通過(guò)化學(xué)氧化或電化學(xué)氧化的方法生成聚合物一一聚吡咯。相對(duì)于苯胺、噻吩等單體，吡咯單體的聚合電位較低，這意味著在進(jìn)行化學(xué)氧化聚合時(shí)，即使選用比較溫和的氧化劑，吡咯的聚合反應(yīng)仍然可以進(jìn)行。
[0014]本發(fā)明還提供了制備上述大分子降阻劑的方法，包括以下步驟。
[0015](I)向主導(dǎo)劑鈉基膨潤(rùn)土中加入去離子水，制備成漿液，攪拌3h后，倒去上層清液和下層殘?jiān)?br>[0016](2)再加入完全溶解的改性劑十六烷基三甲基溴化銨，攪拌12h后，靜置12h，倒去上層清液，得到改性后的鈉基膨潤(rùn)土。
[0017](3)向改性后的鈉基膨潤(rùn)土中加入完全溶解的對(duì)甲苯磺酸鈉和吡咯單體，攪拌Ih后，加入氯化鐵溶液，繼續(xù)攪拌6h后，靜置12h，倒去上層清液后，調(diào)節(jié)PH、干燥、研磨，得到變電站接地網(wǎng)新型降阻劑，實(shí)驗(yàn)流程圖如圖1所示。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的大分子降阻劑具有以下的性能。
[0019]本發(fā)明采用特定的配方，通過(guò)主導(dǎo)劑和導(dǎo)電材料的共同作用，能夠大大改善降阻劑易隨雨水流失的缺陷，使用壽命更長(zhǎng)。
[0020]本發(fā)明的降阻劑，對(duì)基體金屬的腐蝕性小，特別是對(duì)于鐵基金屬，基本沒(méi)有腐蝕。
[0021]本發(fā)明的降阻劑，降阻效果好，電阻率可達(dá)到1.49Ω.πι對(duì)環(huán)境無(wú)污染，無(wú)毒性。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。所用藥品如下。
[0023]天然膨潤(rùn)土，NaCl (分析純)，十六烷基三甲基溴化銨(分析純)，吡咯(化學(xué)純)，對(duì)甲苯磺酸鈉(分析純)，氯化鐵(分析純)。
[0024]實(shí)施例1制備大分子降阻劑的方法為。
[0025](I)稱取20g的鈉基膨潤(rùn)土加入到燒杯內(nèi)，然后加入10mL的去離子水，在80°C下攪拌3h后，加入5g的完全溶解的十六烷基三甲基溴化銨，再持續(xù)攪拌12h，將所得到的溶液過(guò)濾，過(guò)濾的產(chǎn)物用去離子水洗滌至沒(méi)有泡沫，放入真空干燥箱中干燥，得到有機(jī)改性的膨潤(rùn)土。
[0026](2)在燒杯中加入一定量的真空干燥后的有機(jī)膨潤(rùn)土，加入10ml的水，在60°C下高速攪拌3h形成均勾的懸浮液后，降至室溫。接著加入10.5g摻雜劑對(duì)甲基苯磺酸鈉，再滴入5g吡咯單體，充分?jǐn)嚢璺稚⒓sIh后，用滴液漏斗緩慢滴入150ml的lmol/ L的氯化鐵水溶液，繼續(xù)反應(yīng)6 ho靜置冷卻后出料，離心分離、洗滌除雜3~ 5次。在80°C下真空干燥24 h，研磨細(xì)化，得到黑色的聚吡咯/有機(jī)膨潤(rùn)土復(fù)合材料，電阻率達(dá)到1.49Ω - mo
[0027]實(shí)施例2制備大分子降阻劑的方法為。
[0028](I)稱取20g的鈉基膨潤(rùn)土加入到燒杯內(nèi)，然后加入10mL的去離子水，在80°C下攪拌3h后，加入6g的完全溶解的十六烷基三甲基溴化銨，再持續(xù)攪拌12h，將所得到的溶液過(guò)濾，過(guò)濾的產(chǎn)物用去離子水洗滌至沒(méi)有泡沫，放入真空干燥箱中干燥，得到有機(jī)改性的膨潤(rùn)土。
[0029](2)在燒杯中加入一定量的真空干燥后的有機(jī)膨潤(rùn)土，加入10ml的水，在60°C下高速攪拌3h形成均勾的懸浮液后，降至室溫。接著加入8g摻雜劑對(duì)甲基苯磺酸鈉，再滴入6g吡咯單體，充分?jǐn)嚢璺稚⒓sIh后，用滴液漏斗緩慢滴入175ml的lmol/ L的氯化鐵水溶液，繼續(xù)反應(yīng)6 ho靜置冷卻后出料，離心分離、洗滌除雜3~ 5次。在80°C下真空干燥24h，研磨細(xì)化，得到黑色的聚吡咯/有機(jī)膨潤(rùn)土復(fù)合材料，電阻率達(dá)到1.67Ω - mo
[0030]以上是針對(duì)本發(fā)明的可行實(shí)施例的具體說(shuō)明，但該實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本發(fā)明的專利范圍中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大分子新型降阻劑及其制備方法，其特征在于:所述降阻劑為以大分子聚合物為導(dǎo)電材料，按照重量百分含量計(jì)，該降阻劑包括以下組分: 主導(dǎo)劑50%~60% 改性劑5%~10% 導(dǎo)電材料20%~30% 助劑5%~10% 其中所述主導(dǎo)劑為鈉基膨潤(rùn)土 ；所述改性劑為十六烷基三甲基溴化銨；所述導(dǎo)電材料為聚吡咯；所述助劑為對(duì)甲苯磺酸鈉和氯化鐵溶液(lmol/L)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大分子新型降阻劑及其制備方法，其特征在于，質(zhì)量比主導(dǎo)劑:改性劑:導(dǎo)電材料:助劑為1:0.25-0.3:0.25-0.3:8-8.2。3.一種制備權(quán)利要求1所述的一種大分子新型降阻劑及其制備方法，其特征在于，包括以下步驟:(I)向主導(dǎo)劑鈉基膨潤(rùn)土中加入去離子水，制備成漿液，攪拌3h后，倒去上層清液和下層殘?jiān)?2)再加入完全溶解的改性劑十六烷基三甲基溴化銨，攪拌8h后，靜置12h，倒去上層清液，得到改性后的鈉基膨潤(rùn)土；(3)向改性后的鈉基膨潤(rùn)土中加入完全溶解的對(duì)甲苯磺酸鈉和吡咯單體，攪拌Ih后，加入氯化鐵溶液，繼續(xù)攪拌6h后，靜置12h，倒去上層清液后，調(diào)節(jié)PH、干燥、研磨，得到變電站接地網(wǎng)新型降阻劑。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種大分子新型降阻劑及其制備方法，按重量百分含量計(jì)，該降阻劑由以下組分組成：主導(dǎo)劑50%~60%，改性劑5%~10%，導(dǎo)電材料20%~30%，助劑5%~10%，所述主導(dǎo)劑為鈉基膨潤(rùn)土，所述改性劑為十六烷基三甲基溴化胺，所述導(dǎo)電材料為聚吡咯，所述助劑為對(duì)甲苯磺酸鈉和氯化鐵溶液。本發(fā)明采用特定的配方，通過(guò)主導(dǎo)劑和導(dǎo)電材料的共同作用，能夠大大改善降阻劑易隨雨水流失的缺陷，使用壽命更長(zhǎng)；對(duì)基體金屬的腐蝕性小，對(duì)于鐵基金屬，基本沒(méi)有腐蝕；降阻效果好，電阻率可達(dá)到1.49Ω·m，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，無(wú)毒性。
【IPC分類】H01R4/66, C09K17/40, H01B13/00, H01B1/12
【公開(kāi)號(hào)】CN104966542
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510316067
【發(fā)明人】朱志平, 田野, 肖劍峰, 柳森
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)沙理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年6月11日