[發明專利]表面包覆導電粉的骨料顆粒及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 200810041223.7
• 申請日: 2008-07-31
• 公開（公告）號: CN101329925A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 張晏清
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H01B1/16
• 分類號: H01B1/16;H01B1/00;H01B1/22;H01B13/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于靜電防護技術領域，具體涉及一種表面包覆導電粉的骨料顆粒及其制備方法和應用。?

背景技術

在軍工、化工、石油等行業，保證安全生產、防止出現火災和爆炸事件具有重要意義。靜電起電是這些行業引起火災、爆炸等事故的主要誘發因素之一。因此，靜電防護是各行業最關注的安全問題之一。靜電的產生幾乎是難以避免的，但可以通過各種行之有效的措施加以防護，以其降低到可以接受的程度，并盡可能地減少危害。目前，工業上消除靜電最廣泛、切實可行的方法為接地泄漏法：其特點是采用接地、增濕、加入抗靜電劑、鋪設導電橡膠或噴涂導電涂料等措施讓靜電荷盡快地從帶電體上泄漏消失，避免靜電的積累，從而消除靜電的危害。防靜電結構材料系采用電阻率較低的材料制作，電阻性能應調節在合適的范圍內，通常電阻率所取范圍是10⁶-10⁹Ω·cm。?

目前，國內外對導電水泥基材料進行廣泛深入的研究。導電水泥基材料可能應用于：接地裝置，建筑物的避雷設備，消除靜電裝置，建筑采暖地面，環境加熱，機敏混凝土，金屬防腐陰極保護技術，高速公路的自動控監控以及運動中的重量稱重，工程上還可以利用導電混凝土的電阻率變化，對大型結構如核電場設施與大壩的微裂紋進行監測等。?

導電或導靜電材料主要是依靠加入導電骨料、形成部分通路達到導電或靜電荷泄漏目的。?

在眾多的導電材料中，碳粉或碳纖維最適宜作為導電水泥基材料的骨料。由于顏色較深，在樹脂行業可采用導電云母粉作為骨料。銅、鐵的電阻率極低，但由于水泥漿體呈強堿性，在金屬表面形成氧化膜，其電阻率比金屬大得多，所以不適于作為導電混凝土中的導電相材料。鎳粉在水泥漿體中不會氧化，亦可作為導電水泥基材料的骨料，但成本高。?

但是現有的碳制材料、導電云母粉或鎳粉加入膠凝材料后，嚴重影響漿體的流動性，碳纖維易于結團，制備的材料物理力學性能差；此外摻量大，經濟性差。?

發明內容

本發明目的在于提供一種表面包覆導電粉的骨料顆粒及其制備方法和應用。?

本發明提出的表面包覆導電粉的骨料顆粒，在干燥、無導電性的非金屬礦物顆粒表面包覆有碳或鎳粉，其中，非金屬礦物顆粒與碳或鎳粉的質量比為1∶0.1～1∶0.01。?

本發明中，所述非金屬礦物顆粒為石英砂或石灰石顆粒。?

本發明提出的表面包覆導電粉的骨料顆粒的制備方法，具體步驟如下：?

(1)將石英砂或石灰石顆粒、碳或鎳粉、苯乙烯-丙烯酸乳液或丙烯酸乳液或硅酸鈉溶液混合均勻，其中，石英砂：碳或鎳粉：苯乙烯-丙烯酸乳液或丙烯酸乳液或硅酸鈉溶液的質量比為1∶(0.1～0.01)∶0.1，石英砂或石灰石顆粒粒徑為0.5-2.5mm；?

(2)將步驟(1)所得混合物凝結、硬化后，經分散得到所需產品。?

本發明提出的表面包覆導電粉的骨料顆粒在導電或防靜電的水泥基材料或樹脂類材料中的應用。?

本發明提出的表面包覆導電粉的骨料顆粒制備導電或防靜電的水泥基材料，具體步驟如下：將水泥、表面包覆導電粉的骨料顆粒和水，攪拌均勻，即形成水泥其材料，其中：水泥與表面包覆導電粉的骨料顆粒質量比為1∶(1～5)，水與水泥質量比為(0.4-0.6)∶1。在上述制備過程中，還可以加入普通水泥砂漿中普遍使用的外加劑、摻合料，以改善水泥砂漿的工作性與物理力學性能。外加劑、摻合料的加入量與普通水泥砂漿制備中的加入量相同。?

本發明提出的表面包覆導電粉的骨料顆粒制備導電或防靜電的樹脂類材料，具體步驟如下：將聚合物樹脂、表面包覆導電粉的骨料顆粒和固化劑，攪拌均勻，即形成樹脂類材料，其中：聚合物樹脂與表面包覆導電粉的骨料顆粒質量比為1∶1～5。在上述制備過程中，還可以加入普通聚合物樹脂砂漿中普遍使用的添加劑、填料，以改善聚合物樹脂砂漿的工作性與物理力學性能。添加劑與填料的加入量與普通水泥砂漿制備中的加入量相同。?

本發明的效果：采用本發明所述工藝，在碳粉摻量4％的條件下制備的導電水泥砂漿的電阻率，與單純摻加20％碳粉、2％碳纖維條件下制備的導電水泥砂漿的電阻率基本相同。但強度大幅度提高。?

具體實施方式

下面結合具體的實施例進一步說明本發明是如何實現的：?

實施例1：采用膠粘工藝方法制備表面包覆碳骨料顆粒并以此制備用于導電或防靜電的水泥基材料制品：?

(1)按1∶0.05∶0.1質量比分別稱取石英砂∶碳∶苯乙烯-丙烯酸乳液，石英砂粒徑1～2.5mm；?