[發明專利]一種丙烯酸改性的膨潤土降阻劑

有效

• 申請號: 201410571765.0
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104318973B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 周藝;徐松;易琴;朱志平;胡波濤
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: H01B1/00
• 分類號: H01B1/00;C09K17/40;H01R4/66
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技術領域

本發明屬于一種新型丙烯酸改性的膨潤土降阻劑。采用丙烯酸改性的膨潤土、聚苯胺、石墨等作為主要組分材料制備具有低電阻率、高吸水膨脹性、高防腐性的降阻劑，可應用于降低各類接地裝置的電阻。

背景技術

降阻劑是一種廣泛應用于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。

早在五十年代，通常采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。后期開始采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劑，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。

膨潤土是一種廣泛應用的降阻材料。由于其特殊的晶體結構，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，形成樹枝狀導電回路，使地中電流擴散出去，達到降阻效果。另外，由于膨潤土吸水性極強，吸水膨脹后，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。隨著改性技術的采用，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

本發明的目的在于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，制備工藝簡單，便于施工，用于接地網的丙烯酸改性的膨潤土降阻劑。

為實現上述目的，本發明采取了以下技術方案。

一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%。

所述的丙烯酸改性的膨潤土降阻劑，是采用了丙烯酸單體溶液改性的膨潤土，其中過硫酸銨為引發劑。

所述的膨潤土屬于2:1型層狀硅鋁酸鹽，經改性后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。

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于諸如超吸水劑，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。

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。

本發明的另一目的是提供了制備上述丙烯酸改性的膨潤土降阻劑的方法，包括以下步驟：

（1）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，中和之后，加入一定比例的過硫酸銨，攪拌均勻，得到單體溶液；

（3）將膨潤土漿液與單體溶液按一定的比例混合，70℃下恒溫磁力攪拌回流30min；

（4）將聚苯胺與去離子水按一定比例混合后，超聲分散10min，得到聚苯胺分散液；

（5）將石墨與去離子水按一定比例混合后，超聲分散10min，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℃下恒溫磁力攪拌30min，得到降阻劑體系，于80℃下干燥后即可用于接地網中。

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：