CN104318973A - 一种新型丙烯酸改性的膨润土降阻剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种丙烯酸改性的膨润土降阻剂的制备方法，以重量百分含量计，该降阻剂由以下组分组成：膨润土30%-50%、丙烯酸15%-20%、氢氧化钠2.5%-5%、过硫酸铵2.5%-8%、去离子水20%-40%、聚苯胺6%-15%、石墨10%-15%。本发明所制得的丙烯酸改性的膨润土降阻剂具有电阻率低，高吸水膨胀性，对接地体腐蚀性小，长效稳定等特性。其电阻率低于0.3Ω?m，吸水性达到50g/g，膨胀倍数为8-10倍。通过增大接地体的等效面积、减小接地体与周围土壤的接触电阻以及改善并长期保持接地体周围土壤的导电特性，来降低接地体的接地电阻。

Description

一种新型丙烯酸改性的膨润土降阻剂

技术领域

本发明属于一种新型丙烯酸改性的膨润土降阻剂。采用丙烯酸改性的膨润土、聚苯胺、石墨等作为主要组分材料制备具有低电阻率、高吸水膨胀性、高防腐性的降阻剂，可应用于降低各类接地装置的电阻。

背景技术

降阻剂是一种广泛应用于防雷和电气接地中的工程材料，特别是在土壤电阻率较高的地区，具有良好的降阻效果。

早在五十年代，通常采用加大金属接地体的几何尺寸来降低高电阻率土壤的接地电阻，这不仅耗费了大量的金属材料，成本高，而且存在施工量大、降阻效果不明显等困难。后期开始采用在工业废渣或木炭中加食盐作为接地降阻材料，有机凝胶类的化学性降阻剂，无机化学性接地降阻剂等，这一系列降阻剂在其使用的初期有明显的降阻效果，但对金属接地极的腐蚀严重，加之季节性的地下水位起落会导致降阻剂中的活性成分随着雨水流失而逐渐失去其降阻效果，使接地装置的接地电阻迅速反弹。

膨润土是一种广泛应用的降阻材料。由于其特殊的晶体结构，膨润土具有离子交换性、吸水性、保水性、膨胀性、吸附性等一系列很具有价值的特性。它含有K、Ca、Al、Mg、Fe等多种金属氧化物，当电流通过时，他们会发生点解，形成树枝状导电回路，使地中电流扩散出去，达到降阻效果。另外，由于膨润土吸水性极强，吸水膨胀后，扩大了接地体与接触面，使接地体与大地接触更加紧密，从而降低接地电阻。同其他无机材料相比，在降阻应用方面具有很好的发展前景。随着改性技术的采用，膨润土的性能大大提高，必将在降阻领域得到更大发展。聚苯胺是一种新型功能高分子材料,具有良好的热稳定性、化学稳定性和优良的电化学性能，原料易得，价格低廉，合成工艺简单，还有独特的掺杂现象等优点。与常规缓蚀剂相比，聚苯胺没有任何的环境副作用，是一种符合时代和科技发展的绿色缓蚀剂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有降阻剂的缺陷，提供一种低电阻率、防腐性能佳，吸水膨胀性强，制备工艺简单，便于施工，用于接地网的丙烯酸改性的膨润土降阻剂。

为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。

一种丙烯酸改性的膨润土降阻剂，该降阻剂以质量百分比计算，包括以下组分：

膨润土 30%-50%

丙烯酸 15%-20%

氢氧化钠 2.5%-5%

过硫酸铵 2.5%-8%

去离子水 20%-40%

聚苯胺 6%-15%

石墨 10%-15%。

所述的丙烯酸改性的膨润土降阻剂，是采用了丙烯酸单体溶液改性的膨润土，其中过硫酸铵为引发剂。

所述的膨润土属于2:1型层状硅铝酸盐，经改性后的膨润土具有大的比表面积和层间距，可掺入高导电性聚合物，有效提高其导电性能。

所述的丙烯酸是α,β-不饱和酸，容易聚合或共聚形成均聚物或共聚物。经聚合的酸往往可用于诸如超吸水剂，分散剂，絮凝剂和增稠剂之类的应用。所以用丙烯酸来改性膨润土，提高其吸水膨胀性能。

所述的丙烯酸改性的膨润土降阻剂中其导电物质为石墨和聚苯胺，而且聚苯胺具有稳定的链结构以及链上的氮杂原子对金属的吸附性等独特的防腐蚀性能的特性，因此使用聚苯胺亦作为降阻剂的防腐材料。

本发明的另一目的是提供了制备上述丙烯酸改性的膨润土降阻剂的方法，包括以下步骤：

（1）向膨润土中加入一定比例的去离子水，搅拌均匀，得到浆液；

（2）向丙烯酸中加入一定比例的氢氧化钠溶液，中和之后，加入一定比例的过硫酸铵，搅拌均匀，得到单体溶液；

（3）将膨润土浆液与单体溶液按一定的比例混合，70℃下恒温磁力搅拌回流30min；

（4）将聚苯胺与去离子水按一定比例混合后，超声分散10min，得到聚苯胺分散液；

（5）将石墨与去离子水按一定比例混合后，超声分散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℃下恒温磁力搅拌30min，得到降阻剂体系，于80℃下干燥后即可用于接地网中。

与现有的降阻剂相比，本发明的丙烯酸改性的膨润土降阻剂具有以下的性能：

1、本发明采用特定的配方工艺，通过丙烯酸改性膨润土，扩大了膨润土的层间距，有利于高分子导电物质插层，从而制备出低电阻率、防腐性能佳，吸水膨胀性强的膨润土降阻剂。其电阻率低于0.3Ω•m，吸水性达到50g/g，膨胀倍数为8-10倍；

2、本发明的降阻剂，对接地体腐蚀小，防腐性能优异；

3、本发明的降阻剂制备工艺简单，施工方便。

具体实施方式

结合具体实施例进一步详细描述本发明的实施方案。以下实施例的原料分别购自以下厂商。

膨润土：信阳豫龙膨润土厂；丙烯酸：广东汕头市西陇化工厂；氢氧化钠：天津风船化学试剂科技有限公司；过硫酸铵：西陇化工股份有限公司；石墨：国药集团化学试剂有限公司；聚苯胺：市售。

实施例 丙烯酸改性的膨润土降阻剂，由以下组分组成：

膨润土 50kg

丙烯酸 20kg

氢氧化钠 2.5kg

过硫酸铵 5kg

去离子水 20kg

聚苯胺 8kg

石墨 10kg。

实施例的降阻剂的制备方法为：

（1）向膨润土中加入去离子水，搅拌均匀，得到浆液；

（2）向丙烯酸中加入氢氧化钠溶液，中和之后，加入一定比例的过硫酸铵，搅拌直至过硫酸铵溶解完全，得到单体溶液；

（3）将膨润土浆液与单体溶液按混合，70℃下恒温磁力搅拌回流30min；

（4）将聚苯胺与去离子水按一定比例混合后，超声分散10min，得到聚苯胺分散液；

（5）将石墨与去离子水按一定比例混合后，超声分散10min，得到石墨分散液；

（6）再依次加入聚苯胺和石墨，40℃下恒温磁力搅拌30min，得到降阻剂体系，于80℃下干燥后即可用于接地网中。

制备的丙烯酸改性的膨润土降阻剂，其电阻率低于0.3Ω•m，吸水性达到50g/g，膨胀倍数为8-10倍。

以上是针对本发明的可行实施例的具体说明，但该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明的等效实施或变更，均应包含于本发明的专利范围中。

Claims (4)

1.一种新型丙烯酸改性的膨润土降阻剂，其特征在于：该降阻剂以质量百分比计算，包括以下组分：

膨润土 30%-50%

丙烯酸 15%-20%

氢氧化钠 2.5%-5%

过硫酸铵 2.5%-8%

去离子水 20%-40%

聚苯胺 6%-15%

石墨 10%-15%。

2.根据权利要求1所述的丙烯酸改性的膨润土降阻剂，区别于其他降阻剂的显著特征在于：采用了丙烯酸改性的钠基膨润土。

3.根据权利要求1所述的丙烯酸改性的膨润土降阻剂制备方法，其特征在于：使用聚苯胺作为降阻剂的防腐材料。

4.一种制备权利要求1所述的丙烯酸改性的膨润土降阻剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）向膨润土中加入一定比例的去离子水，搅拌均匀，得到浆液；

（2）向丙烯酸中加入一定比例的氢氧化钠溶液，中和之后，加入一定比例的过硫酸铵，搅拌10min，直至过硫酸铵溶解完全，得到单体溶液；

（3）将膨润土浆液与单体溶液按一定的比例混合，70℃下恒温磁力搅拌回流30min；

（4）将聚苯胺与去离子水按一定比例混合后，超声分散10min，得到聚苯胺分散液；

（5）将石墨与去离子水按一定比例混合后，超声分散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℃下恒温磁力搅拌30min，得到降阻剂体系，于80℃下干燥后即可用于接地网中。