一種新型丙烯酸改性的膨潤土降阻劑的製作方法
2023-06-04 02:23:21 3
一種新型丙烯酸改性的膨潤土降阻劑的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種丙烯酸改性的膨潤土降阻劑的製備方法，以重量百分含量計，該降阻劑由以下組分組成：膨潤土30%-50%、丙烯酸15%-20%、氫氧化鈉2.5%-5%、過硫酸銨2.5%-8%、去離子水20%-40%、聚苯胺6%-15%、石墨10%-15%。本發明所製得的丙烯酸改性的膨潤土降阻劑具有電阻率低，高吸水膨脹性，對接地體腐蝕性小，長效穩定等特性。其電阻率低於0.3Ω?m，吸水性達到50g/g，膨脹倍數為8-10倍。通過增大接地體的等效面積、減小接地體與周圍土壤的接觸電阻以及改善並長期保持接地體周圍土壤的導電特性，來降低接地體的接地電阻。
【專利說明】
一種新型丙烯酸改性的膨潤土降阻劑
【技術領域】
[0001]本發明屬於一種新型丙烯酸改性的膨潤土降阻劑。採用丙烯酸改性的膨潤土、聚苯胺、石墨等作為主要組分材料製備具有低電阻率、高吸水膨脹性、高防腐性的降阻劑，可應用於降低各類接地裝置的電阻。
【背景技術】
[0002]降阻劑是一種廣泛應用於防雷和電氣接地中的工程材料，特別是在土壤電阻率較高的地區，具有良好的降阻效果。
[0003]早在五十年代，通常採用加大金屬接地體的幾何尺寸來降低高電阻率土壤的接地電阻，這不僅耗費了大量的金屬材料，成本高，而且存在施工量大、降阻效果不明顯等困難。後期開始採用在工業廢渣或木炭中加食鹽作為接地降阻材料，有機凝膠類的化學性降阻齊U，無機化學性接地降阻劑等，這一系列降阻劑在其使用的初期有明顯的降阻效果，但對金屬接地極的腐蝕嚴重，加之季節性的地下水位起落會導致降阻劑中的活性成分隨著雨水流失而逐漸失去其降阻效果，使接地裝置的接地電阻迅速反彈。
[0004]膨潤土是一種廣泛應用的降阻材料。由於其特殊的晶體結構，膨潤土具有離子交換性、吸水性、保水性、膨脹性、吸附性等一系列很具有價值的特性。它含有K、Ca、Al、Mg、Fe等多種金屬氧化物，當電流通過時，他們會發生點解，形成樹枝狀導電迴路，使地中電流擴散出去，達到降阻效果。另外，由於膨潤土吸水性極強，吸水膨脹後，擴大了接地體與接觸面，使接地體與大地接觸更加緊密，從而降低接地電阻。同其他無機材料相比，在降阻應用方面具有很好的發展前景。隨著改性技術的採用，膨潤土的性能大大提高，必將在降阻領域得到更大發展。聚苯胺是一種新型功能高分子材料，具有良好的熱穩定性、化學穩定性和優良的電化學性能，原料易得，價格低廉，合成工藝簡單，還有獨特的摻雜現象等優點。與常規緩蝕劑相比，聚苯胺沒有任何的環境副作用，是一種符合時代和科技發展的綠色緩蝕劑。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於克服現有降阻劑的缺陷，提供一種低電阻率、防腐性能佳，吸水膨脹性強，製備工藝簡單，便於施工，用於接地網的丙烯酸改性的膨潤土降阻劑。
[0006]為實現上述目的，本發明採取了以下技術方案。
[0007]—種丙烯酸改性的膨潤土降阻劑，該降阻劑以質量百分比計算，包括以下組分: 膨潤土30%-50%
丙烯酸15%-20%
氫氧化鈉2.5%-5%
過硫酸銨2.5%-8%
去離子水20%-40%
聚苯胺6%-15%
石墨10%_15%。
[0008]所述的丙烯酸改性的膨潤土降阻劑，是採用了丙烯酸單體溶液改性的膨潤土，其中過硫Ife按為弓I發劑。
[0009]所述的膨潤土屬於2:1型層狀矽鋁酸鹽，經改性後的膨潤土具有大的比表面積和層間距，可摻入高導電性聚合物，有效提高其導電性能。
[0010]所述的丙烯酸是α，β -不飽和酸，容易聚合或共聚形成均聚物或共聚物。經聚合的酸往往可用於諸如超吸水劑，分散劑，絮凝劑和增稠劑之類的應用。所以用丙烯酸來改性膨潤土，提高其吸水膨脹性能。
[0011]所述的丙烯酸改性的膨潤土降阻劑中其導電物質為石墨和聚苯胺，而且聚苯胺具有穩定的鏈結構以及鏈上的氮雜原子對金屬的吸附性等獨特的防腐蝕性能的特性，因此使用聚苯胺亦作為降阻劑的防腐材料。
[0012]本發明的另一目的是提供了製備上述丙烯酸改性的膨潤土降阻劑的方法，包括以下步驟:
(O向膨潤土中加入一定比例的去離子水，攪拌均勻，得到漿液；
(2)向丙烯酸中加入一定比例的氫氧化鈉溶液，中和之後，加入一定比例的過硫酸銨，攪拌均勻，得到單體溶液；
(3)將膨潤土眾液與單體溶液按一定的比例混合,70°C下恆溫磁力攪拌回流30min；
(4)將聚苯胺與去離子水按一定比例混合後，超聲分散lOmin，得到聚苯胺分散液；
(5)將石墨與去離子水按一定比例混合後,超聲分散1min,得到石墨分散液；
(6)再依次加入一定比例的聚苯胺和石墨，40°C下恆溫磁力攪拌30min，得到降阻劑體系，於80°C下乾燥後即可用於接地網中。
[0013]與現有的降阻劑相比，本發明的丙烯酸改性的膨潤土降阻劑具有以下的性能:
1、本發明採用特定的配方工藝，通過丙烯酸改性膨潤土，擴大了膨潤土的層間距，有利於高分子導電物質插層，從而製備出低電阻率、防腐性能佳，吸水膨脹性強的膨潤土降阻劑。其電阻率低於0.3 Ω -m,吸水性達到50g/g，膨脹倍數為8-10倍；
2、本發明的降阻劑，對接地體腐蝕小，防腐性能優異；
3、本發明的降阻劑製備工藝簡單，施工方便。
【具體實施方式】
[0014]結合具體實施例進一步詳細描述本發明的實施方案。以下實施例的原料分別購自以下廠商。
[0015]膨潤土:信陽豫龍膨潤土廠；丙烯酸:廣東汕頭市西隴化工廠；氫氧化鈉:天津風船化學試劑科技有限公司；過硫酸銨:西隴化工股份有限公司；石墨:國藥集團化學試劑有限公司；聚苯胺:市售。
[0016]實施例丙烯酸改性的膨潤土降阻劑，由以下組分組成:
膨潤土50kg
丙烯酸20kg
氫氧化鈉2.5kg
過硫酸銨5kg
去離子水20kg聚苯胺8kg
石墨10kg。
[0017]實施例的降阻劑的製備方法為:
(O向膨潤土中加入去離子水，攪拌均勻，得到漿液；
(2)向丙烯酸中加入氫氧化鈉溶液，中和之後，加入一定比例的過硫酸銨，攪拌直至過硫酸銨溶解完全，得到單體溶液；
(3)將膨潤土眾液與單體溶液按混合,70°C下恆溫磁力攪拌回流30min；
(4)將聚苯胺與去離子水按一定比例混合後，超聲分散lOmin，得到聚苯胺分散液；
(5)將石墨與去離子水按一定比例混合後,超聲分散1min,得到石墨分散液；
(6)再依次加入聚苯胺和石墨，40°C下恆溫磁力攪拌30min，得到降阻劑體系，於80°C下乾燥後即可用於接地網中。
[0018]製備的丙烯酸改性的膨潤土降阻劑，其電阻率低於0.3Ω.πι，吸水性達到50g/g，膨脹倍數為8-10倍。
[0019]以上是針對本發明的可行實施例的具體說明，但該實施例並非用以限制本發明的專利範圍，凡未脫離本發明的等效實施或變更，均應包含於本發明的專利範圍中。
【權利要求】
1.一種新型丙烯酸改性的膨潤土降阻劑，其特徵在於:該降阻劑以質量百分比計算，包括以下組分: 膨潤土30%-50% 丙烯酸15%-20% 氫氧化鈉2.5%-5% 過硫酸銨2.5%-8% 去離子水20%-40% 聚苯胺6%-15% 石墨10%_15%。
2.根據權利要求1所述的丙烯酸改性的膨潤土降阻劑，區別於其他降阻劑的顯著特徵在於:採用了丙烯酸改性的鈉基膨潤土。
3.根據權利要求1所述的丙烯酸改性的膨潤土降阻劑製備方法，其特徵在於:使用聚苯胺作為降阻劑的防腐材料。
4.一種製備權利要求1所述的丙烯酸改性的膨潤土降阻劑的方法，其特徵在於，包括以下步驟: (O向膨潤土中加入一定比例的去離子水，攪拌均勻，得到漿液； (2)向丙烯酸中加入一定比例的氫氧化鈉溶液，中和之後，加入一定比例的過硫酸銨，攪拌lOmin，直至過硫酸銨溶解完全，得到單體溶液；(3)將膨潤土眾液與單體溶液按一定的比例混合,70°C下恆溫磁力攪拌回流30min； (4)將聚苯胺與去離子水按一定比例混合後，超聲分散lOmin，得到聚苯胺分散液； (5)將石墨與去離子水按一定比例混合後,超聲分散1min,得到石墨分散液； (6)再依次加入一定比例的聚苯胺和石墨，40°C下恆溫磁力攪拌30min，得到降阻劑體系，於80°C下乾燥後即可用於接地網中。
【文檔編號】H01R4/66GK104318973SQ201410571765
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月24日 優先權日:2014年10月24日
【發明者】周藝, 徐松, 易琴, 朱志平, 胡波濤 申請人:長沙理工大學