[發明專利]一種導電水泥接地材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710101005.7
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106946515A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 何迎春;王艷芹
• 申請（專利權）人: 寧波高新區遠創科技有限公司
• 主分類號: C04B28/02
• 分類號: C04B28/02;H01R4/66;C04B111/94
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技術領域

本發明涉及一種導電水泥接地材料的制備方法，屬于接地材料制備技術領域。

背景技術

導電混凝土是一種智能化、多功能新型特種功能混凝土，引發了國內外許多學者的關注和研究。大量研究表明，導電混凝土可適用于電磁干擾屏蔽、工業防靜電、電力設備接地工程、機場和道路融冰化雪、建筑采暖、大型結構無損檢查和微裂紋監測等領域的新型建筑材料，有著廣闊的應用前景。目前，導電混凝土技術發展日趨成熟，導電混凝土開始應用于橋梁融冰化雪、電站地網接地等實際工程中。相信導電混凝土的導電特性、溫敏特性、電熱特性、電磁效應必將被充分利用，為人類的社會發展做出重要貢獻。

導電性能和力學性能是評價水泥基導電混凝土的兩個重要指標，但是試驗中往往難以制備出導電性能和力學性能同時優秀的混凝土。焦炭、炭黑等導電相吸水性強，在制備導電混凝土時，水灰比大大增加，加之自身強度小，所制備的導電混凝土雖然擁有較好的導電性能，但是強度大幅度下降，難以滿足工程對力學強度的要求。鋼纖維直徑大，低摻量下，難以形成導電網絡，較高摻量下，工作性能差，且導電混凝土長期的導電性能不穩定。雖然摻加碳纖維制備導電混凝土能夠起到一定兼顧的作用，但由于碳纖維長徑比大且橫切面積小，低摻量下難以形成導電網絡，而較高摻量下，碳纖維在水泥基體中分散性差，且會帶入較多氣泡，影響導電混凝土的強度。所以制備一種即具有優良導電性能，又可兼顧材料強度的導電混凝土材料很有必要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對傳統導電混凝土接地材料無法兼顧導電性能和材料強度的問題，提供了一種通過制備導電纖維進行摻雜至導電凝膠液中，經導電凝膠液對混凝土材料進行粘合，增強混凝土材料力學強度，同時內部纖維形成的導電網絡增強材料導電性能的方法，本發明通過導電炭黑與聚對苯二甲酸乙二醇酯混合紡絲制備導電纖維，隨后將導電纖維摻雜至導電水凝膠中，超聲分散后與水泥和水攪拌混合形成漿料，隨后靜置固化并自然養護即可制備得導電混凝土材料，本發明制備的導電水泥接地材料力學性能優異，且具有良好的導電性能，具有廣闊的使用前景。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

（1）選取導電炭黑置于球磨罐中，在450～600r/min下球磨3～5h，過200目篩收集得導電炭黑粉末，隨后按質量比1:10，將導電炭黑粉末與聚對苯二甲酸乙二醇酯攪拌混合并置于雙螺桿復合紡絲機中，控制紡絲機一區溫度為260℃、二區溫度為285℃、三區溫度為285℃、紡絲溫度為290℃，同時調整紡絲壓力為15～20MPa，待卷繞后經牽伸收集得牽伸絲，靜置冷卻至室溫后，將其剪切至8～10mm即可收集得導電纖維；

（2）按重量份數計，分別稱量45～50份去離子水、5～10份上述制備的導電纖維、3～5份聚乙二醇二丙烯酸酯、3～5份磷酸鈉、1～2份N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺和2～3份丙烯酰胺置于燒杯中，攪拌混合并置于200～300W下超聲分散10～15min，制備得改性分散液；

（3）按重量份數計，分別稱量45～50份上述制備的改性分散液、5～10份質量分數10%過硫酸鉀溶液和12～15份質量份數5%四甲基乙二胺溶液置于燒杯中，在200～300W下超聲分散10～15min后，再在45～50℃下旋轉蒸發至原體積的1/3，制備得導電凝膠液；

（4）按重量份數計，分別稱量45～50份去離子水、25～30份上述制備的導電凝膠液、55～60份水泥和1～2份2000HCJA型聚羧酸減水劑置于攪拌機中，在攪拌機中攪拌混合3～5min后，出料并注入模具中，隨后將模具置于振動臺上振蕩處理1～2min，排除氣泡后置于室溫下靜置20～24h，隨后脫模并置于室內自然養護25～30天，即可制備得一種導電水泥接地材料。

本發明制備的導電水泥接地材料干密度為0.85～0.89g/cm³，養護25～30天后，接地材料電阻為25～28Ω，抗壓強度為3.5～3.8MPa，抗折強度為1.8～2.5MPa，電阻率為0.22～0.23Ω·cm。

本發明與其他方法相比，有益技術效果是：

（1）本發明制備的導電水泥接地材料導電性能優異，電阻強度較同類產品下降了15～20%，且具有良好的力學性能，有效提高材料的使用范圍；

（2）本發明制備的導電水泥接地材料制備步驟簡單，安全綠色無污染。

具體實施方式