CN104966542B - 一种大分子降阻剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大分子新型降阻剂及其制备方法，按重量百分含量计，该降阻剂由以下组分组成：主导剂50%~60%，改性剂5%~10%，导电材料20%~30%，助剂5%~10%，所述主导剂为钠基膨润土，所述改性剂为十六烷基三甲基溴化胺，所述导电材料为聚吡咯，所述助剂为对甲苯磺酸钠和氯化铁溶液。本发明采用特定的配方，通过主导剂和导电材料的共同作用，能够大大改善降阻剂易随雨水流失的缺陷，使用寿命更长；对基体金属的腐蚀性小，对于铁基金属，基本没有腐蚀；降阻效果好，电阻率可达到1.49Ω·m，对环境无污染，无毒性。

Description

一种大分子降阻剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种大分子降阻剂及其制备方法。

背景技术

接地是保障电气、通信、微电子等设备及建筑物和人身安全的重要手段。为了保证电力系统的正常运行及人身和设备的安全,发电厂和变电站的电气设备要做到可靠接地且具有较低的接地电阻值,但由于受客观条件的限制,仅仅靠打角铁桩、延长接地体及扩大接地网来达到这样高的要求,通常是很困难的。接地降阻剂是一种辅助性材料,已在接地工程中大量应用,其降阻、缓蚀性能稳定,效果良好,已被写进国家标准和相关行业标准,实践证明是降低接地电阻的有效措施。

目前对降阻剂在工程应用中反应最为强烈的有以下几方面的问题。

(1)对接地体的腐蚀问题。这是电力系统中反映最为强烈的问题。一些化学降阻剂和火山灰降阻剂,以及一些矿渣降阻剂对钢接地体具有强烈的腐蚀性。这些降阻剂虽然在刚施加后的短期内起到了一定的降阻作用,但却对钢接地体造成严重的腐蚀,降阻效果随着时间的推移会迅速下降。

(2)降阻稳定性问题。这也是用户的反应较为强烈的问题,特别是一些化学降阻剂,流质降阻剂。厂家追求短期的降阻效果,在降阻剂中加入了大量的无机盐类,虽然能在短期内有效降低接地装置的接地电阻,但降阻效果是不稳定的,因为在这类降阻剂所含的无机盐会随着雨水迅速流失而使降阻剂失去降阻效果,使接地装置的接地电阻迅速反弹回升。

(3)降阻剂对环境的污染问题。降阻剂由于直接埋在地下,降阻剂中如含有重金属等有毒物质就会对地下水资源造成污染,尤其是一些变电所直接取井水作生活用水的就特别重要。

因此发明一种大分子降阻剂，能够改善现有降阻剂易流失，腐蚀大的缺点，很有必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种用于变电站接地网中，降低接地电阻，保证电力系统安全运行的降阻剂。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案。

一种大分子降阻剂及其制备方法，其特征在于：所述降阻剂为以大分子聚合物为导电材料，按照重量百分含量计，该降阻剂包括以下组分：

其中所述主导剂为钠基膨润土；所述改性剂为十六烷基三甲基溴化铵；所述导电材料为聚吡咯；所述助剂为对甲苯磺酸钠和1mol/L的氯化铁溶液。

优选地，所述主导剂为钠基膨润土。膨润土中含有大量的钾、钠、钙、镁、铝、铁、钛的金属氧化物，遇水后能电离出大量的金属离子，还含有大量的半导体元素。因此，纯膨润土的电阻率较低。膨润土具有较强的吸水性和保水性，吸后呈浆糊状，抗干早能力强。土壤的导电性能好。膨润土粉吸水后体积膨胀到原体积的12～13倍，且胶质价高，粘质大，能与接地体可靠地接触，能紧密地和周围的土壤接触，减小了接地体与土壤的接触电阻。膨润土本身的防腐性能、膨润土粉加水施工后与接地体接触紧密，内部不存在空气。避免了接地体的吸氧腐蚀；另外膨润土内的某些成份与钢铁长期接触后能起钝化反应。在钢铁表面生成一层钝化膜，对接地体有保护作用。经改性剂改性后的钠基膨润土更易于和其他高导电率的物质聚合，并且其层间的无极阳离子被其他疏水性的离子取代，从而具有了疏水性，不易随着雨水而流失。

优选地，所述改性剂为十六烷基三甲基溴化胺。十六烷基三甲基溴化胺为阳离子表面活性剂，因而更易在带负电的表面上吸附，形成吸附膜并呈现出独特的性能如固体表面疏水化性、杀菌、抗静电等，并且这些性能是其它表面活性型类型所无法取代的。

优选地，所述导电材料为聚吡咯。在众多导电高分子材料中，聚吡咯由于具有电导率高、环境稳定性好、易于合成等特点，成为导电高分子材料研究的热点之一。目前国内外已有很多有关及其复合材料在传感器、二次电池、药物输送、电磁屏蔽和金属防腐等领域的文献报道。吡咯单体在常态下是一种无色的油状液体，它可以通过化学氧化或电化学氧化的方法生成聚合物——聚吡咯。相对于苯胺、噻吩等单体，吡咯单体的聚合电位较低，这意味着在进行化学氧化聚合时，即使选用比较温和的氧化剂，吡咯的聚合反应仍然可以进行。

本发明还提供了制备上述大分子降阻剂的方法，包括以下步骤。

(1)向主导剂钠基膨润土中加入去离子水，制备成浆液，搅拌3h后，倒去上层清液和下层残渣。

(2)再加入完全溶解的改性剂十六烷基三甲基溴化铵，搅拌12h后，静置12h，倒去上层清液，得到改性后的钠基膨润土。

(3)向改性后的钠基膨润土中加入完全溶解的对甲苯磺酸钠和吡咯单体，搅拌1h后，加入氯化铁溶液，继续搅拌6h后，静置12h，倒去上层清液后，调节PH、干燥、研磨，得到变电站接地网新型降阻剂，实验流程图如图1所示。

与现有技术相比，本发明的大分子降阻剂具有以下的性能。

本发明采用特定的配方，通过主导剂和导电材料的共同作用，能够大大改善降阻剂易随雨水流失的缺陷，使用寿命更长。

本发明的降阻剂，对基体金属的腐蚀性小，特别是对于铁基金属，基本没有腐蚀。

本发明的降阻剂，降阻效果好，电阻率可达到1.49Ω·m对环境无污染，无毒性。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。所用药品如下。

天然膨润土，NaCl(分析纯)，十六烷基三甲基溴化铵(分析纯)，吡咯(化学纯)，对甲苯磺酸钠(分析纯)，氯化铁(分析纯)。

实施例1制备大分子降阻剂的方法为。

(1)称取20g的钠基膨润土加入到烧杯内，然后加入100mL的去离子水，在80℃下搅拌3h后，加入5g的完全溶解的十六烷基三甲基溴化铵，再持续搅拌12h，将所得到的溶液过滤，过滤的产物用去离子水洗涤至没有泡沫，放入真空干燥箱中干燥，得到有机改性的膨润土。

(2)在烧杯中加入一定量的真空干燥后的有机膨润土，加入100ml的水，在60℃下高速搅拌3h形成均匀的悬浮液后，降至室温。接着加入10.5g掺杂剂对甲基苯磺酸钠，再滴入5g吡咯单体，充分搅拌分散约1h后，用滴液漏斗缓慢滴入150ml的1mol/L的氯化铁水溶液，继续反应6h。静置冷却后出料，离心分离、洗涤除杂3～5次。在80℃下真空干燥24h，研磨细化，得到黑色的聚吡咯/有机膨润土复合材料,电阻率达到1.49Ω·m。

实施例2制备大分子降阻剂的方法为。

(1)称取20g的钠基膨润土加入到烧杯内，然后加入100mL的去离子水，在80℃下搅拌3h后，加入6g的完全溶解的十六烷基三甲基溴化铵，再持续搅拌12h，将所得到的溶液过滤，过滤的产物用去离子水洗涤至没有泡沫，放入真空干燥箱中干燥，得到有机改性的膨润土。

(2)在烧杯中加入一定量的真空干燥后的有机膨润土，加入100ml的水，在60℃下高速搅拌3h形成均匀的悬浮液后，降至室温。接着加入8g掺杂剂对甲基苯磺酸钠，再滴入6g吡咯单体，充分搅拌分散约1h后，用滴液漏斗缓慢滴入175ml的1mol/L的氯化铁水溶液，继续反应6h。静置冷却后出料，离心分离、洗涤除杂3～5次。在80℃下真空干燥24h，研磨细化，得到黑色的聚吡咯/有机膨润土复合材料,电阻率达到1.67Ω·m。

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 (1)

1.一种大分子降阻剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)称取20g的钠基膨润土加入到烧杯内，然后加入100mL的去离子水，在80℃下搅拌3h后，加入5g的完全溶解的十六烷基三甲基溴化铵，再持续搅拌12h，将所得到的溶液过滤，过滤的产物用去离子水洗涤至没有泡沫，放入真空干燥箱中干燥，得到有机改性的膨润土；(2)在烧杯中加入一定量的真空干燥后的有机膨润土，加入100ml的水，在60℃下高速搅拌3h形成均匀的悬浮液后，降至室温；接着加入10.5g掺杂剂对甲基苯磺酸钠，再滴入5g吡咯单体，充分搅拌分散约1h后，用滴液漏斗缓慢滴入150ml的1mol/L的氯化铁水溶液，继续反应6h；静置冷却后出料，离心分离、洗涤除杂3～5次；在80℃下真空干燥24h，研磨细化，得到黑色的聚吡咯/有机膨润土复合材料,电阻率达到1.49Ω·m。