一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑及其製備方法
2023-10-18 02:26:04
專利名稱：一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種聚醯亞胺類導電膜劑及其製備方法。
背景技術：
電力線路中常用的母導線主要是銅母線和鋁母線。當銅鋁導體直接接觸時，金屬的接觸表面在空氣中水分和二氧化碳和其他雜質的作用下極易形成電解液，從而形成以鋁為負極、銅為正極的原電池使鋁產生電化腐蝕造成接觸電阻增大。另由於銅鋁的彈性模量和熱膨脹係數相差很大，在運行過程中經過多次震動或通斷電循環會使接觸表面產生較大的接觸縫隙也同樣會增大接觸電阻。接觸電阻增大會導致電力接頭的發熱增大進而加劇電化學腐蝕，由此產生惡性循環最終導致電力接頭損毀。為解決電力接頭易發熱、易腐蝕、接觸電阻易變大的問題，傳統方法有兩種一種是對電力接頭搭接表面進行搪錫處理，另一種是採用了塗覆技術，塗抹的是導電膏。然而這兩種方法都有其明顯的缺點與不足。首先搪錫處理有如下不足(I)前處理工藝複雜，費時費料，又很容易對環境造成汙染。(2)需專用設備，設備投資大，成本造價較高。其次導電膏是以礦物油、合成脂類油、矽油作基礎油，加入導電、抗氧化、抗腐蝕、 抑弧等特殊添加劑，如鋁、銀、銅等金屬導電粉末及矽、二氧化矽等抑弧粉末，經研磨、分散、 等一系列生產工藝而製成的軟狀膏體。而在實際使用時，需要按使用溫度、主要特點、應用範圍、作用要求等綜合因素來進行選用。而且，一般導電膏普遍存在如下缺陷(I)導電膏與金屬間的附著力差，在寒冷乾燥的環境中容易變硬龜裂、脫落，失去油封作用；(2)在接頭壓力的作用下，易造成工作面少、兩邊堆積的現象，當溫度升高的時候易造成流失；(3)機油分子本身存在不飽和雙鍵，易受空氣中的臭氧腐蝕氧化變酸，對金屬部件造成腐蝕；(4)導電膏的有效期與使用周期較短，一般為1-2年；(5)導電膏極易吸附灰塵和有害物質，以至於降低或喪失對接頭的保護作用。
發明內容
本發明的目的是為了解決現有電力接頭易發熱、易腐蝕、接觸電阻易變大的問題， 而提供一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑及其製備方法。本發明的一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑按質量百分比含量計算，是由 40 % 80 %的聚醯亞胺前體溶液、10 % 25 %的有機分散劑、O. 001 % 10 %的金屬捕捉劑和3% 40%的導電微粒組成的。
本發明的一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑的製備方法是按照以下步驟進行的一、將導電微粒與聚醯亞胺前體溶液按質量比為I : I 13的比例混合均勻，用恆溫磁力攪拌儀，在轉速為100 lOOOrpm、溫度為15°C 40°C的條件下,攪拌10 20min, 得混合液A;將金屬捕捉劑與有機分散劑的按質量比為I : I 3000的比例混合均勻，得混合液B ;然後將混合液A與混合液B按體積比I : O. 25 O. 625的比例混合均勻，在轉速為100 IOOOrpm,持續通入IS氣的條件下攪拌8 IOh,即得聚醯亞胺糊膏；二、將步驟一得到的聚醯亞胺糊膏在玻璃板上流延或塗抹均勻，然後放入箱式電阻爐中，在120°C 350°C溫度下，烘乾30min，即得聚醯亞胺類導電膜劑。本發明的有益效果為(I)與銅鋁等金屬的附著力強；(2)膜劑為固化薄膜不會在壓力作用下造成堆積和流失；(3)耐油、一般酸和有機溶劑，並且長期使用不氧化；(4)工作溫度範圍大，長期使用溫度範圍-40 300°C ；(5)高導電性,最低體積電阻率可達1(Γ6Ωο ；(6)導電性粒子不是單純金屬粒子，從而節約成本。本發明的聚醯亞胺類導電膜劑可以廣泛運用於電力傳輸中各種電力接頭的接觸保護，可以有效減小接觸電阻，有效防止電力接頭的氧化腐蝕。
圖I為電力接頭試驗測試模型；其中，I為銅塊，2為鋁塊，3為長螺栓，4為螺帽，5 為聚醯亞胺導電膜劑，6為短螺栓，7為絕緣電木。
具體實施例方式本發明技術方案不局限於以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的任意組合。
具體實施方式
一本實施方式的一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑按質量百分比含量計算，主要包含40 % 80 %的聚醯亞胺前體溶液、10 % 25 %的有機分散劑、 O. 001 % 10 %的金屬捕捉劑和3 % 40 %的導電微粒。本實施方式的有益效果為(I)與銅鋁等金屬的附著力強；(2)膜劑為固化薄膜不會在壓力作用下造成堆積和流失；(3)耐油、一般酸和有機溶劑，並且長期使用不氧化；(4)工作溫度範圍大，長期使用溫度範圍-40 300°C ；(5)高導電性，最低體積電阻率可達1(Γ6Ωο ；(6)導電性粒子不是單純金屬粒子，從而節約成本。本實施方式的聚醯亞胺類導電膜劑可以廣泛運用於電力傳輸中各種電力接頭的接觸保護，可以有效減小接觸電阻，有效防止電力接頭的氧化腐蝕。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是聚醯亞胺前體溶液為 RC5019、RC5044、RC5075、RC5076、RC5063、RC5069、RK692、NR150A、NR150A2、NR150B、 NR150B2、NR150AB、NR150AG*NR150B2G。其它步驟及參數與具體實施方式
一相同。本實施方式的RC5019、RC5044、RC5075、RC5076、RC5063、RC5069、RK692、NR150A、 NR150A2、NRl50B、NR150B2、NR150AB、NR150AG 或 NR150B2G 為市售產品。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一至二不同的是有機分散劑為 N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、r-丁內酯或丙烯酸。其它步驟及參數與具體實施方式
一至二相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一至三之一不同的是金屬捕捉劑為嘧啶硫醇、三嗪二硫醇、2-巰基苯並咪唑的一種或其中的幾種按任意比混合。其它步驟及參數與具體實施方式
一至三之一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是導電微粒為銀粉、銅粉、碳粉、鋁粉、矽粉中的一種或其中的幾種按任意比混合。其它步驟及參數與具體實施方式
一至四之一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至五之一不同的是導電微粒直徑大小為ΙΟμπι lnm。其它步驟及參數與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
七本實施方式的一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑的製備方法，是按照以下步驟進行的一、將導電微粒與聚醯亞胺前體溶液按質量比為I : I 13的比例混合均勻，用恆溫磁力攪拌儀，在轉速為100 lOOOrpm、溫度為15°C 40°C的條件下,攪拌10 20min, 得混合液A;將金屬捕捉劑與有機分散劑的按質量比為I : I 3000的比例混合均勻，得混合液B ;然後將混合液A與混合液B按體積比I : O. 25 O. 625的比例混合均勻，在轉速為100 lOOOrpm,持續通入IS氣的條件下攪拌8 IOh,即得聚醯亞胺糊膏；二、將步驟一得到的聚醯亞胺糊膏在玻璃板上流延或塗抹均勻，然後放入箱式電阻爐中，在120°C 350°C溫度下，烘乾30min，即得聚醯亞胺類導電膜劑。本實施方式製得的聚醯亞胺類導電膜劑的電阻率為I X 10-6 Ω cm I X 102 Ω cm。本實施方式的有益效果為(7)與銅鋁等金屬的附著力強；(8)膜劑為固化薄膜不會在壓力作用下造成堆積和流失；(9)耐油、一般酸和有機溶劑，並且長期使用不氧化；(10)工作溫度範圍大，長期使用溫度範圍-40 300°C ；(11)高導電性，最低體積電阻率可達1(Γ6Ωο ；(12)導電性粒子不是單純金屬粒子，從而節約成本。本實施方式的聚醯亞胺類導電膜劑可以廣泛運用於電力傳輸中各種電力接頭的接觸保護，可以有效減小接觸電阻，有效防止電力接頭的氧化腐蝕。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
七不同的是步驟一所述的聚醯亞胺前體溶液為 RC5019、RC5044、RC5075、RC5076、RC5063、RC5069、RK692、NR150A、NR150A2、 NR150B、NR150B2、NR150AB、NR150AG或NR150B2G。其它步驟及參數與具體實施方式
七相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
七至八不同的是步驟一所述的有機分散劑為N-甲基-2-吡咯烷酮、r- 丁內酯或丙烯酸。其它步驟及參數與具體實施方式
七至八相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
七至九之一不同的是步驟一所述的金屬捕捉劑為嘧啶硫醇、三嗪二硫醇、2-巰基苯並咪唑中的一種或其中的幾種按任意比混合。其它步驟及參數與具體實施方式
七至九之一相同。
具體實施方式
十一本實施方式與具體實施方式
七至十之一不同的是步驟一所述的導電微粒為銀粉、銅粉、碳粉、鋁粉、矽粉中的一種或其中的幾種按任意比混合。其它步驟及參數與具體實施方式
七至十之一相同。
具體實施方式
十二 本實施方式與具體實施方式
七至i^一之一不同的是步驟一所述的導電微粒直徑大小為ΙΟμπι lnm。其它步驟及參數與具體實施方式
七至十一之一相同。通過以下試驗驗證本發明的效果試驗I本試驗的一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑的製備方法，是按照以下步驟進行的一、在2. 5g的RC5019中加入2g的銀粉，用恆溫磁力攪拌儀，在20°C溫度，300rpm 速度的條件下攪拌15min，得混合液A ;再將O. OOlg的2-氨基-I，3，5-三嗪-4，6- 二硫醇 (ATDT)與I. 25g的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合均勻，得混合液B ;然後將ImL混合液 A與O. 26mL混合液B混合均勻，在通入氬氣的密封環境中攪拌8h，得聚醯亞胺糊膏；二、將步驟一得到的聚醯亞胺糊膏均勻塗抹於銅塊表面，再放入箱式電阻爐中，在 120°C溫度下烘乾30min，即得聚醯亞胺類導電膜劑；其中，銅塊表面用80#耐水砂紙打磨 3min,再放入丙酮中清洗處理乾淨。本實施方式的RC5019是購買自東莞大田化工有限公司。將本試驗得到的聚醯亞胺類導電膜劑與另一經過80#耐水砂紙打磨3min的鋁塊採用搭接方式，組裝成電力接頭試驗測試模型(如圖I所示)。試驗2本試驗的一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑的製備方法，是按照以下步驟進行的一、在2. 5g的RC5019中加入2g的銀粉，用恆溫磁力攪拌儀，在20°C溫度，400rpm 速度的條件下攪拌15min，得混合液A ;再將O. OOlg的2-氨基-1，3，5-三嗪-4，6- 二硫醇 (ATDT)與I. 25g的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合均勻，得混合液B ;然後將ImL混合液 A與O. 4mL混合液B混合均勻，在通入氬氣的密封環境中攪拌8h，得聚醯亞胺糊膏；二、將步驟一得到的聚醯亞胺糊膏均勻塗抹於銅塊表面，再放入箱式電阻爐中，在 200°C溫度下烘乾30min，即得聚醯亞胺類導電膜劑；其中，銅塊表面用80#耐水砂紙打磨 3min,再放入丙酮中清洗處理乾淨。將本試驗得到的聚醯亞胺類導電膜劑分割成30 X 30mm，取經80#耐水砂紙打磨 3min後的鋁塊與銅塊，將分割後30 X 30mm的聚醯亞胺類導電膜劑均勻塗抹在打磨處理後的鋁塊與銅塊表面，用搭接方式固定，然後用螺母加緊固定，組裝成電力接頭試驗測試模型 (如圖I所示)。試驗3
本試驗的一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑的製備方法，是按照以下步驟進行的一、在2. 5g的RC5019中加入2g的銀粉，用恆溫磁力攪拌儀，在30°C溫度，600rpm 速度的條件下攪拌15min，得混合液A ;再將O. OOlg的2-氨基-1，3，5-三嗪-4，6- 二硫醇 (ATDT)與I. 25g的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合均勻，得混合液B ;然後將ImL混合液 A與O. 5mL混合液B混合均勻，在通入氬氣的密封環境中攪拌8h，得聚醯亞胺糊膏；二、將步驟一得到的聚醯亞胺糊膏均勻塗抹於銅塊表面，再放入箱式電阻爐中，在 250°C溫度下烘乾30min，即得聚醯亞胺類導電膜劑；其中，銅塊表面用80#耐水砂紙打磨 3min,再放入丙酮中清洗處理乾淨。將本試驗得到的聚醯亞胺類導電膜劑與另一經過80#耐水砂紙打磨3min的鋁塊採用搭接方式，組裝成電力接頭試驗測試模型(如圖I所示)。試驗4本試驗的一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑的製備方法，是按照以下步驟進行的一、在2. 5g的RC5019中加入2g的銀粉，用恆溫磁力攪拌儀，在30°C溫度，300rpm 速度的條件下攪拌15min，得混合液A ;再將O. OOlg的2-氨基-1，3，5-三嗪-4，6- 二硫醇 (ATDT)與I. 25g的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合均勻，得混合液B ;然後將ImL混合液 A與O. 35mL混合液B混合均勻，在通入氬氣的密封環境中攪拌8h，得聚醯亞胺糊膏；二、將步驟一得到的聚醯亞胺糊膏均勻塗抹於銅塊表面，再放入箱式電阻爐中，在 300°C溫度下烘乾30min，即得聚醯亞胺類導電膜劑；其中，銅塊表面用80#耐水砂紙打磨 3min,再放入丙酮中清洗處理乾淨。將本試驗得到的聚醯亞胺類導電膜劑與另一經過80#耐水砂紙打磨3min的鋁塊採用搭接方式，組裝成電力接頭試驗測試模型(如圖I所示)。試驗5本試驗的一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑的製備方法，是按照以下步驟進行的一、在2. 5g的RC5019中加入2g的銀粉，用恆溫磁力攪拌儀，在35°C溫度，700rpm 速度的條件下攪拌15min，得混合液A ;再將O. OOlg的2-氨基-1，3，5-三嗪-4，6- 二硫醇 (ATDT)與I. 25g的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合均勻，得混合液B ;然後將ImL混合液 A與O. 6mL混合液B混合均勻，在通入氬氣的密封環境中攪拌8h，得聚醯亞胺糊膏；二、將步驟一得到的聚醯亞胺糊膏均勻塗抹於銅塊表面，再放入箱式電阻爐中，在 350°C溫度下烘乾30min，即得聚醯亞胺類導電膜劑；其中，銅塊表面用80#耐水砂紙打磨 3min,再放入丙酮中清洗處理乾淨。將本試驗得到的聚醯亞胺類導電膜劑與另一經過80#耐水砂紙打磨3min的鋁塊採用搭接方式，組裝成電力接頭試驗測試模型(如圖I所示)。對試驗I至5製得的電力接頭試驗測試模型進行試驗測試，結果如表I所示，由表 I可知，本發明製得的聚醯亞胺類導電膜劑可有效減少接觸電阻。對試驗I至5製得的電力接頭試驗測試模型進行鹽霧試驗測試，結果如表2所示， 由表2可知，本發明製得的聚醯亞胺類導電膜劑經過鹽霧腐蝕後接觸電阻並沒有明顯增加。表I膜劑塗抹前後接觸電阻的測試數據
環境溫度21℃檢測次數試驗I試驗2試驗3試驗4試驗5平均值接觸電阻μΩ塗覆前6.66.76.56.66.56.58塗覆後5.35.15.45.35.15.24降阻率20.4%表2鹽霧試驗前後膜劑接觸電阻的測試數據
鹽霧試驗經過24小時鹽霧試驗處理檢測次數試驗1試驗2試驗3試驗4試驗5平均值接觸電阻μΩ試驗前5.35.15.45.35.15.24試驗後5.55.85.75.85.65.68變化率8.4%腐蝕情況銅塊接觸表面未見明顯腐蝕斑點
權利要求
1.一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑，其特徵在於電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑按質量百分比含量計算，是由40% 80%的聚醯亞胺前體溶液、10% 25%的有機分散劑、O. 001% 10%的金屬捕捉劑和3% 40%的導電微粒組成的。
2.根據權利要求I所述的一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑，其特徵在於所述的聚醯亞胺前體溶液為 RC5019、RC5044、RC5075、RC5076、RC5063、RC5069、RK692、NR150A、 NR150A2、NR150B、NR150B2、NR150AB、NR150AG 或 NR150B2G。
3.根據權利要求I所述的一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑，其特徵在於所述的有機分散劑為N-甲基-2-吡咯烷酮、r- 丁內酯或丙烯酸。
4.根據權利要求I所述的一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑，其特徵在於所述的金屬捕捉劑為嘧啶硫醇、三嗪二硫醇、2-巰基苯並咪唑中的一種或其中的幾種按任意比混合。
5.根據權利要求I所述的一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑，其特徵在於所述的導電微粒為銀粉、銅粉、碳粉、鋁粉、矽粉中的一種或其中的幾種按任意比混合。
6.如權利要求I所述的一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑的製備方法，其特徵在於一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑的製備方法是按照以下步驟進行的一、將導電微粒與聚醯亞胺前體溶液按質量比為I: I 13的比例混合均勻，用恆溫磁力攪拌儀，在轉速為100 lOOOrpm、溫度為15°C 40°C的條件下,攪拌10 20min,得混合液A ;將金屬捕捉劑與有機分散劑的按質量比為I : I 3000的比例混合均勻，得混合液B ;然後將混合液A與混合液B按體積比I : O. 25 O. 625的比例混合均勻，在轉速為100 IOOOrpm,持續通入IS氣的條件下攪拌8 IOh,即得聚醯亞胺糊膏；二、將步驟一得到的聚醯亞胺糊膏在玻璃板上流延或塗抹均勻，然後放入箱式電阻爐中，在120°C 350°C溫度下，烘乾30min，即得聚醯亞胺類導電膜劑。
7.根據權利要求6所述的一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑的製備方法，其特徵在於步驟一所述的聚醯亞胺前體溶液為RC5019、RC5044、RC5075、RC5076、RC5063、 RC5069、RK692、NR150A、NR150A2、NR150B、NR150B2、NR150AB、NR150AG 或 NR150B2G。
8.根據權利要求6所述的一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑的製備方法，其特徵在於步驟一所述的有機分散劑為N-甲基-2-吡咯烷酮、r- 丁內酯或丙烯酸。
9.根據權利要求6所述的一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑的製備方法，其特徵在於步驟一所述的金屬捕捉劑為嘧啶硫醇、三嗪二硫醇、2-巰基苯並咪唑中的一種或其中的幾種按任意比混合。
10.根據權利要求6所述的一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑的製備方法，其特徵在於步驟一所述的導電微粒為銀粉、銅粉、碳粉、鋁粉、矽粉中的一種或其中的幾種按任意比混合。
全文摘要
一種電力電纜接頭用聚醯亞胺類導電膜劑及其製備方法，它涉及一種聚醯亞胺類導電膜劑及其製備方法。本發明要解決現有電力接頭易發熱、易腐蝕、接觸電阻易變大的問題。本發明的聚醯亞胺類導電膜劑的製備方法如下一、將導電微粒與聚醯亞胺前體溶液混合均勻，得混合液A；再將金屬捕捉劑與有機分散劑混合均勻，得混合液B；再將混合液A與混合液B攪拌混合，得聚醯亞胺糊膏；二、將聚醯亞胺糊膏烘乾，即得聚醯亞胺類導電膜劑。本發明的聚醯亞胺類導電膜劑可以廣泛運用於電力傳輸中各種電力接頭的接觸保護，可以有效減小接觸電阻，有效防止電力接頭的氧化腐蝕。本發明的聚醯亞胺類導電膜劑應用於電力傳輸領域。
文檔編號C08K3/04GK102585500SQ20121003384
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月15日 優先權日2012年2月15日
發明者襲建軍, 趙君 申請人:哈爾濱工業大學工藝技術研究院