一種新型高分子骨架降阻劑的製作方法
2023-09-24 01:33:45 1
本發明涉及電力、運輸、石油石化等領域接地降阻材料的技術領域，尤其涉及一種新型高分子骨架降阻劑，它是具有一種新型水性高分子材料骨架結構的新型物理降阻劑——石墨基物理降阻材料。適用於石油、石化、電力、建築等領域中接地材料、接地網、防雷接地系統等的降阻需求。
背景技術：
接地是保障電力、通信、微電子等設備、建築物及人身安全的重要手段。可靠的接地應具有較低的接地電阻值。且接地電阻不隨運行時間發生太大的變化。通常接地網是由一些水平或垂直的金屬或非金屬電極構成的封閉或開放網絡組成。接地材料通常由鋼、銅、不鏽鋼等金屬，或導電高分子、石墨塊、導電塗料等導電非金屬材料與金屬材料複合組成的接地裝置。穩定、可靠的接地裝置可以防止設備事故，保障弱電系統和人員安全。
接地材料及接地裝置的主要評價指標是其接地電阻。接地的接地電阻與所在區域的土壤電阻率成正比，與接地網總面積的平方根成反比。隨著電力、微電子等技術進步，對接地的接地電阻的要求越來越高，因此，在不改變接地網土壤環境的情況下為了降低接地電阻，只能增加接地裝置的面積，造成整體造價提高，特別是在山區、沙土地等高電阻率地區更加難以有效降低接地網接地電阻，從上世紀70年代開始國內外開始研製各種類型的降阻劑，通過擴大接地體接觸面積、改善周圍土壤電阻率及增大散流面積等作用實現不增加接地網面積接地電阻達標的效果。
目前，降阻劑類產品分為物理降阻劑和化學降阻劑兩種。化學降阻劑類型。主要以Cl-、SO42-、NO3-或其他電解質鹽類為導電物，以樹脂、水泥、矽酸鹽等為凝膠物。化學降阻劑的導電機理與土壤相同，只有在存在水的時候才會電離出離子。化學降阻劑這種導電機理會帶來對附近土壤存在較強汙染、高濃度離子嚴重加速接地材料腐蝕、導電離子隨雨水流失導致降阻效果逐漸下降等缺點，無法滿足日益提高的接地性能和環境保護要求。
物理降阻劑與化學降阻劑恰恰相反，物理降阻劑是以非電解質的固體粉末為導電材料，並以強鹼弱酸為膠凝物配製而來。物理降阻劑可以說從根本上解決了化學降阻劑所帶來的副面影響。那就是減輕了對接地裝置材料的腐蝕。由於物理降阻劑的降阻作用來源於非電解質的固體粉末，所以它不受雨水、地下水、酸鹼鹽、高低溫等諸多因素的影響。但物理降阻劑的降阻效果及價格還不理想。
技術實現要素：
針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種新型高分子骨架降阻劑，目的在於提供一種結構更為高效的降阻劑，實現更優良的降阻效果。
為了實現上述發明目的 ，本發明是通過以下技術方案來實現的：
一種新型高分子骨架降阻劑，包括以下原料按重量份數比構成：
水溶性高分子骨架10~30%；保水劑：10%~30%；散流導電劑： 40%~80%；輔助劑： 0.5~2%。
所述水溶性高分子骨架包括：水性高分子聚丙烯醯胺、 聚乙烯醇。
所述保水劑包括：膨潤土、水泥。
所述保散流導電劑包括：高導電率石墨粉、導電炭黑；散流導電劑是由高導電性的粉劑組成，導電劑粒徑不大於150μm，採用99%石墨化的超細石墨粉或導電炭黑。
所述輔助劑包括：固化劑、分散劑、緩蝕劑、pH調節劑。
所述固化劑包括：水溶性高分子固化劑、戊二醛水溶液。
所述的一種新型高分子骨架降阻劑，包括以下原料按重量份數比構成：水性高分子聚丙烯醯胺10%；鈉基膨潤土： 30%；細石墨粉： 58%；分散劑、緩蝕劑、pH調節劑： 2%；按上述原料重量份數比取各原料構成的降阻劑，其降阻係數可達0.3以下，其中輔助劑中分散劑、緩蝕劑、pH調節劑的比例是：5:3:2；上述原料製備工藝是：將水性高分子聚丙烯醯胺、鈉基膨潤土和細石墨粉混合均勻，再加入分散劑、緩蝕劑、pH調節劑混合劑，重新混合均勻。
所述的一種新型高分子骨架降阻劑，包括以下原料按重量份數比構成：水性高分子聚丙烯醯胺30%；鈉基膨潤土：20%；細石墨粉： 49.5%；分散劑、緩蝕劑、pH調節劑： 0.5%；按上述原料重量份數比取各原料構成的降阻劑，其降阻係數可達0.3以下，其中輔助劑中分散劑、緩蝕劑、pH調節劑的比例是：5:3:2 ；上述原料製備工藝是：將水性高分子聚丙烯醯胺、鈉基膨潤土和細石墨粉混合均勻，再加入分散劑、緩蝕劑、pH調節劑混合劑，重新混合均勻。
所述的一種新型高分子骨架降阻劑，包括以下原料按重量份數比構成：聚乙烯醇10~30%；水泥：10%~30%；超細石墨粉： 40%~80%；分散劑、緩蝕劑、pH調節劑： 0.5~2%；按上述原料重量份數比取各原料構成的降阻劑，施工時，用1%~5%的戊二醛水溶液作為固化劑，降阻係數可達0.3以下；其中輔助劑中分散劑、緩蝕劑、pH調節劑的比例是：5:3:2；上述原料製備工藝：將水性高分子聚丙烯醯胺、鈉基膨潤土和細石墨粉混合均勻，再加入分散劑、緩蝕劑、pH調節劑混合劑，重新混合均勻。
所述的一種新型高分子骨架降阻劑，包括以下原料按重量份數比構成：聚乙烯醇30%；水泥： 40%；超細石墨粉： 49.5%；分散劑、緩蝕劑、pH調節劑：0.5%；按上述原料重量份數比取各原料構成的降阻劑，施工時，用2%的戊二醛水溶液作為固化劑，降阻係數可達0.3以下；其中輔助劑中分散劑、緩蝕劑、pH調節劑的比例是：5:3:2；上述原料製備工藝：將水性高分子聚丙烯醯胺、鈉基膨潤土和細石墨粉混合均勻，再加入分散劑、緩蝕劑、pH調節劑混合劑，重新混合均勻。
本發明的優點及有益效果如下：
本發明中，高分子骨架降阻劑包含水溶性高分子材料作為降阻劑的骨架材料，在降阻劑施工時，水溶性降阻劑在水與輔助劑的作用下，形成結構上的骨架結構，並對填充於內的其他成分形成囚籠效應，將散流劑、保水劑等固定在高分子材料形成的囚籠中，形成堅固的空間結構。保水劑在空間結構中在水的作用下，向外膨脹，在每個囚籠內形成向外的壓緊力。提高了降阻劑整體的空間密實度，使降阻劑內部、降阻劑與土壤的結合更為緊密。進一步提高降阻劑的散流效果。超細的導電散流劑在輔助劑的作用下，形成更大的比表面積，在降阻劑內部空間形成更多的連續相，提高降阻劑的體電導率，從而降低降阻劑的接地電阻。可以實現對高電阻率土壤地區接地材料降低接地電阻的作用。
下面結合體實施例，對本發明的技術方案進行詳細的說明。
具體實施方式
本發明是一種新型高分子骨架降阻劑，包括以下原料按重量份數比構成：
水溶性高分子骨架10~30%；
保水劑：10%~30%；
散流導電劑： 40%~80%；
輔助劑： 0.5~2%。
水溶性高分子骨架包括：水性高分子聚丙烯醯胺、 聚乙烯醇。
保水劑包括：膨潤土、水泥。具有防治水分快速流失作用，可選用水泥、膨潤土等。膨潤土可以選用鈉基膨潤土。
散流導電劑包括：高導電率石墨粉、導電炭黑。散流導電劑是由高導電性的粉劑組成，導電劑粒徑不大於150μm，可採用99%石墨化的超細石墨粉或導電炭黑。
輔助劑包括：固化劑、分散劑、緩蝕劑、pH調節劑等。輔助劑可以促進導電劑的分散性，防止顆粒團聚。固化劑包括：水溶性高分子固化劑、戊二醛水溶液。
本發明製備工藝是：將水溶性高分子骨架、保水劑和散流導電劑混合均勻，再加入輔助劑，重新混合均勻，使用時，添加一定量固化劑混合即可。
本發明降阻劑與常規物理降阻劑相比，新型高分子骨架降阻劑具有骨架結構，利用水性高分子交聯過程中產生的骨架結構，可以鎖住保水劑及導電散流劑不流失，且利用水性高分子材料的溶脹效應，增加降阻劑在土壤中紅的密實度，提高降阻效果。
水溶性高分子材料的骨架結構及溶脹效應，形成降阻劑的骨架結構。
實施例1：
本發明是一種新型高分子骨架降阻劑，包括以下原料按重量份數比構成：
水性高分子聚丙烯醯胺10~30%；
鈉基膨潤土：10%~30%；
細石墨粉： 40%~80%；
分散劑、緩蝕劑、pH調節劑： 0.5~2%。
按上述原料重量份數比取各原料構成的降阻劑，其降阻係數可達0.3以下。其中輔助劑中分散劑、緩蝕劑、pH調節劑的比例是：5:3:2。
上述原料製備工藝是：將水性高分子聚丙烯醯胺、鈉基膨潤土和細石墨粉混合均勻，再加入分散劑、緩蝕劑、pH調節劑混合劑，重新混合均勻。
實施例2：
本發明是一種新型高分子骨架降阻劑，包括以下原料按重量份數比構成：
水性高分子聚丙烯醯胺10%；
鈉基膨潤土： 30%；
細石墨粉： 58%；
分散劑、緩蝕劑、pH調節劑： 2%。
按上述原料重量份數比取各原料構成的降阻劑，其降阻係數可達0.3以下。其中輔助劑中分散劑、緩蝕劑、pH調節劑的比例是：5:3:2。
上述原料製備工藝是：將水性高分子聚丙烯醯胺、鈉基膨潤土和細石墨粉混合均勻，再加入分散劑、緩蝕劑、pH調節劑混合劑，重新混合均勻。
實施例3：
本發明是一種新型高分子骨架降阻劑，包括以下原料按重量份數比構成：
水性高分子聚丙烯醯胺30%；
鈉基膨潤土：20%；
細石墨粉： 49.5%；
分散劑、緩蝕劑、pH調節劑： 0.5%。
按上述原料重量份數比取各原料構成的降阻劑，其降阻係數可達0.3以下。其中輔助劑中分散劑、緩蝕劑、pH調節劑的比例是：5:3:2 。
上述原料製備工藝是：將水性高分子聚丙烯醯胺、鈉基膨潤土和細石墨粉混合均勻，再加入分散劑、緩蝕劑、pH調節劑混合劑，重新混合均勻。
實施例4：
本發明是一種新型高分子骨架降阻劑，包括以下原料按重量份數比構成：
水性高分子聚丙烯醯胺20%；
鈉基膨潤土： 30%；
細石墨粉：49%；
分散劑、緩蝕劑、pH調節劑： 1%。
按上述原料重量份數比取各原料構成的降阻劑，其降阻係數可達0.3以下。其中輔助劑中分散劑、緩蝕劑、pH調節劑的比例是：5:3:2。
上述原料製備工藝是：將水性高分子聚丙烯醯胺、鈉基膨潤土和細石墨粉混合均勻，再加入分散劑、緩蝕劑、pH調節劑混合劑，重新混合均勻。
實施例5：
本發明是一種新型高分子骨架降阻劑，包括以下原料按重量份數比構成：
水性高分子聚丙烯醯胺10%；
鈉基膨潤土： 10%；
細石墨粉：78.5%；
分散劑、緩蝕劑、pH調節劑： 1.5%。
按上述原料重量份數比取各原料構成的降阻劑，其降阻係數可達0.3以下。其中輔助劑中分散劑、緩蝕劑、pH調節劑的比例是：5:3:2。
上述原料製備工藝是：將水性高分子聚丙烯醯胺、鈉基膨潤土和細石墨粉混合均勻，再加入分散劑、緩蝕劑、pH調節劑混合劑，重新混合均勻。
實施例6：
本發明是一種新型高分子骨架降阻劑，包括以下原料按重量份數比構成：
水性高分子聚丙烯醯胺10%；
鈉基膨潤土： 10%；
細石墨粉：80%。
按上述原料重量份數比取各原料構成的降阻劑，其降阻係數可達0.3以下。述原料製備工藝是：將水性高分子聚丙烯醯胺、鈉基膨潤土和細石墨粉混合均勻。
實施例7：
本發明是一種新型高分子骨架降阻劑，包括以下原料按重量份數比構成：
聚乙烯醇10~30%；
水泥：10%~30%；
超細石墨粉： 40%~80%；
分散劑、緩蝕劑、pH調節劑： 0.5~2%。
按上述原料重量份數比取各原料構成的降阻劑，施工時，用1%~5%的戊二醛水溶液作為固化劑，降阻係數可達0.3以下。
其中輔助劑中分散劑、緩蝕劑、pH調節劑的比例是：5:3:2。
上述原料製備工藝：將水性高分子聚丙烯醯胺、鈉基膨潤土和細石墨粉混合均勻，再加入分散劑、緩蝕劑、pH調節劑混合劑，重新混合均勻。
實施例8：
本發明是一種新型高分子骨架降阻劑，包括以下原料按重量份數比構成：
聚乙烯醇10%；
水泥： 30%；
超細石墨粉： 58%；
分散劑、緩蝕劑、pH調節劑： 2%。
按上述原料重量份數比取各原料構成的降阻劑，施工時，用1%的戊二醛水溶液作為固化劑，降阻係數可達0.3以下。
其中輔助劑中分散劑、緩蝕劑、pH調節劑的比例是：5:3:2。
上述原料製備工藝：將水性高分子聚丙烯醯胺、鈉基膨潤土和細石墨粉混合均勻，再加入分散劑、緩蝕劑、pH調節劑混合劑，重新混合均勻。
實施例9：
本發明是一種新型高分子骨架降阻劑，包括以下原料按重量份數比構成：
聚乙烯醇30%；
水泥： 40%；
超細石墨粉： 49.5%；
分散劑、緩蝕劑、pH調節劑：0.5%。
按上述原料重量份數比取各原料構成的降阻劑，施工時，用2%的戊二醛水溶液作為固化劑，降阻係數可達0.3以下。
其中輔助劑中分散劑、緩蝕劑、pH調節劑的比例是：5:3:2。
上述原料製備工藝：將水性高分子聚丙烯醯胺、鈉基膨潤土和細石墨粉混合均勻，再加入分散劑、緩蝕劑、pH調節劑混合劑，重新混合均勻。
實施例10：
本發明是一種新型高分子骨架降阻劑，包括以下原料按重量份數比構成：
聚乙烯醇20%；
水泥： 30%；
超細石墨粉： 49%；
分散劑、緩蝕劑、pH調節劑：1%。
按上述原料重量份數比取各原料構成的降阻劑，施工時，用3%的戊二醛水溶液作為固化劑，降阻係數可達0.3以下。
其中輔助劑中分散劑、緩蝕劑、pH調節劑的比例是：5:3:2。
上述原料製備工藝：將水性高分子聚丙烯醯胺、鈉基膨潤土和細石墨粉混合均勻，再加入分散劑、緩蝕劑、pH調節劑混合劑，重新混合均勻。
實施例11：
本發明是一種新型高分子骨架降阻劑，包括以下原料按重量份數比構成：
聚乙烯醇10%；
水泥： 10%；
超細石墨粉： 78.5%；
分散劑、緩蝕劑、pH調節劑：1.5%。
按上述原料重量份數比取各原料構成的降阻劑，施工時，用4%的戊二醛水溶液作為固化劑，降阻係數可達0.3以下。
其中輔助劑中分散劑、緩蝕劑、pH調節劑的比例是：5:3:2。
上述原料製備工藝：將水性高分子聚丙烯醯胺、鈉基膨潤土和細石墨粉混合均勻，再加入分散劑、緩蝕劑、pH調節劑混合劑，重新混合均勻。
實施例12：
本發明是一種新型高分子骨架降阻劑，包括以下原料按重量份數比構成：
聚乙烯醇10%；
水泥：10%；
超細石墨粉： 80%。
按上述原料重量份數比取各原料構成的降阻劑，施工時，用5%的戊二醛水溶液作為固化劑，降阻係數可達0.3以下。
上述原料製備工藝：將水性高分子聚丙烯醯胺、鈉基膨潤土和細石墨粉混合均勻。