CN105778473A

CN105778473A - 一种应用于抗干扰电表箱的聚氨酯电磁吸波层及制备方法

Info

Publication number: CN105778473A
Application number: CN201610325292.5A
Authority: CN
Inventors: 杨芾藜; 侯兴哲; 周孔均; 胡晓锐; 刘型志
Original assignee: Electric Power Research Institute of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd; State Grid Corp of China SGCC
Current assignee: Electric Power Research Institute of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd; State Grid Corp of China SGCC
Priority date: 2016-05-17
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2016-07-20

Abstract

本发明公开了一种应用于抗干扰电表箱的聚氨酯电磁吸波层，首先选取适量反应物；然后将多元醇置于温度为90～130℃的真空度下干燥30～60分钟；按设定的重量百分比加入镀铁石墨烯颗粒和补强剂搅拌均匀后，按设定的重量百分比加入二异氰酸酯和有机金属催化剂后，加热到80～90℃持续搅拌反应10～20分钟；最后按设定的重量百分比加入促进剂和稳定剂，再次搅拌均匀后将反应得到的混合物倒入厚度为2mm的特制磨具中，在固化3～4天后取出即得到聚氨酯吸波材料。本发明提供的聚氨酯基吸波层由聚氨酯与吸波剂构成。可根据具体的应用环境对三明治吸波层进行优化组合，以满足吸收频带宽、重量轻等要求。

Description

一种应用于抗干扰电表箱的聚氨酯电磁吸波层及制备方法

技术领域

本发明涉及电力计量设备领域，特别是一种应用于抗干扰电表箱的电磁吸波层及制备方法。

背景技术

随着经济全球化的发展，我们用电需求量保持逐年增强的趋势。而我国电力部门在用电稽查、用电管理等方面却缺乏高效的手段，导致窃电行为日趋明显。窃电行为的产生严重损害了电力用户的正常用电造成不利的影响。因此，电力企业必须针对窃电行为采取相应的电力营销反窃电技术，切实提高反窃电水平，实现最优化的企业经济效益。

最难以处理的窃电方法是干扰测量机构。目前的表箱无法阻隔强磁场、或高压电击的影响，因此这种窃电方式几乎没有痕迹，并且难于取证。高频辐射干扰窃电方法作为干扰窃电的一种具有操作时间短，隐蔽性非常强，在表箱外发射大功率信号就能达到干扰电表的目的，不需改动电力设备和计量装置的任何部分，在现场也不留任何痕迹的特点，使窃电稽查人员即使在短时间内发现窃电，也无法定性，只能更换电能表，且电能量追补困难重重。这些特点使得采用高频辐射干扰器对电能表进行电磁干扰窃电已经有漫延之势，因此有必要对表箱的改进加以预防。

采用能够吸收特定频段电磁波的材料，将电磁能转化为其它形式的能量是实现电磁屏蔽的有效手段。而电表箱作为特定的仪器，对吸波材料有特定的要求，特别是如何将吸波剂融入到电表箱中，而又不影响电表箱的功能，同时能够达到理想的电磁吸波效果。为此设计满足抗干扰电表箱的吸波层很有必要。

发明内容

本发明的目的就是提供一种聚氨酯的制备方法及其在抗干扰计量电表箱中的应用。该聚氨酯基体通过与吸波剂颗粒形成电磁吸波层并形成复合结构来实现计量箱和电能表表壳的抗干扰能力。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的：

本发明的一种应用于抗干扰电表箱的聚氨酯制备方法，包括如下步骤：

S1：选取适量反应物，所述反应物包括多元醇、吸波剂颗粒、二异氰酸酯、补强剂、有机金属催化剂、促进剂和稳定剂；

S2：将多元醇置于温度为90～130℃的真空度下干燥30～60分钟；

S3：按设定的重量百分比加入镀铁石墨烯颗粒和补强剂搅拌均匀后，按设定的重量百分比加入二异氰酸酯和有机金属催化剂后，加热到80～90℃持续搅拌反应10～20分钟；

S4：按设定的重量百分比加入促进剂和稳定剂，再次搅拌均匀后在温度为80～100℃反应20～30分钟后将反应得到的混合物倒入厚度为2mm的特制磨具中，在固化3～4天后取出即得到聚氨酯吸波材料。

进一步，所述多元醇为聚乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、丁二烯多元醇或蓖麻油中的至少一种；

所述吸波剂颗粒为铁纳米线、石墨烯、碳纳米管、氧化锌或者他们的复合物；

所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、甲苯二异氰酸酯TDI、对苯二异氰酸酯PPDI、1，5-萘二异氰酸酯NDI，六甲基二异氰酸酯HDI、二甲基联苯二异氰酸酯TODI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI中的至少一种；

所述补强剂为云母、硫酸钡、高岭土、硅酸钙、蒙脱土或硅灰石中的至少一种；

所述有机金属催化剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、二新癸酸二甲基锡或辛酸亚锡中的至少一种；

所述促进剂为十八醇和/或液体石蜡；

所述稳定剂为三氧化二铁、四氧化三铁、三氧化二铬、四氧化三铅、氧化锌或二氧化钛中的至少一种。

进一步，所述各反应物原料的重量百分比如下：多元醇11％～75％，吸波剂颗粒10％～80％，二异氰酸酯1％～6.5％，补强剂7％～20％，有机金属催化剂0.1％～0.35％，促进剂0.1％～0.4％，稳定剂0.1％～0.3％。

进一步，所述各反应物原料的重量百分比如下：多元醇22.4％，吸波剂颗粒60％，二异氰酸酯2％，补强剂15％，有机金属催化剂0.2％，促进剂0.3％，稳定剂0.1％。

进一步，根据聚氨酯制备方法制备聚氨酯吸波材料，然后将聚氨酯制备方法制备成层状物得到电磁吸波层，然后根据抗干扰电表箱的要求将电磁吸波层粘接成三明治吸波体，安装在电表中。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

本发明通过聚氨酯作为基体制作电磁吸波层。聚氨酯性能可调范围宽、适应性强；耐磨性能好；机械强度大；粘接性能好；弹性好，具有优良的复原性，可用于动态接缝；低温柔性好；耐候性好，使用寿命长达15～20年；耐油性好；耐生物老化；价格适中等优点。

采用镀铁石墨烯颗粒等与聚氨酯制作电磁吸波层，并采用优化组合的方式能够满足大幅度提高吸波层的电磁吸波效果。采用磨具浇筑制备电磁吸波层，能够方便的控制吸波层的厚度，从而实现大规模生产。

此外，复合吸波层，能够根据电表箱的形状，进行剪裁，然后方便的将电磁吸波层装贴到电表箱，同时可以根据窃电干扰器的变化进行更换。

附图说明

本发明的附图说明如下。

图1为本发明的应用于抗干扰电表箱的电磁吸波层及制备方法流程图。

图2为本发明的聚氨酯吸波层电磁吸波曲线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例提供的一种应用于抗干扰电表箱的电磁吸波层及制备方法，由多元醇、吸波剂颗粒、二异氰酸酯、补强剂、有机金属催化剂、促进剂、稳定剂制备而成。

所述多元醇为聚乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、丁二烯多元醇或蓖麻油中的至少一种；

所述吸波剂颗粒为铁纳米线、石墨烯、碳纳米管、氧化锌或者他们的复合物。

所述促进剂为十八醇和/或液体石蜡；

所述各原料的重量百分比如下：多元醇11％～75％，吸波剂颗粒10％～80％，二异氰酸酯1％～6.5％，补强剂7％～20％，有机金属催化剂0.1％～0.35％，促进剂0.1％～0.4％，稳定剂0.1％～0.3％。

所述各原料的优化重量百分比如下：多元醇22.4％，吸波剂颗粒60％，二异氰酸酯2％，补强剂15％，有机金属催化剂0.2％，促进剂0.3％，稳定剂0.1％。

也可以按照以下重量百分比选择反应物原料：

所述各原料的优化重量百分比如下：多元醇30％，吸波剂颗粒70％，二异氰酸酯3％，补强剂18％，有机金属催化剂0.25％，促进剂0.25％，稳定剂0.2％。

或者按照以下重量百分比选择反应物原料：

所述各原料的优化重量百分比如下：多元醇40％，吸波剂颗粒50％，二异氰酸酯4％，补强剂18％，有机金属催化剂0.28％，促进剂0.15％，稳定剂0.18％。

所述的吸波层优化制备为由蓖麻油，镀铁石墨烯颗粒，二苯基甲烷二异氰酸酯MDI，云母，辛酸亚锡，十八醇和氧化锌制备而成。

本实施例提供的电磁吸波层的制备方法，包括如下步骤：

a、将多元醇在温度为90～130℃、真空度-0.1MPa下干燥30～60分钟；

b、向步骤a中按设定的重量百分比加入镀铁石墨烯颗粒和补强剂搅拌均匀后，按设定的重量百分比加入二异氰酸酯和有机金属催化剂后，加热到80～90℃持续搅拌反应10～20分钟；

本实施例提供的加热最优温度可设置为86℃；反应时间最优设置为16分钟。

c、向步骤b中按设定的重量百分比加入促进剂和稳定剂，再次搅拌均匀后在温度为80～100℃反应20～30分钟后将反应得到的混合物倒入厚度为2mm的特制磨具中，在固化3～4天后取出即可得到应用于抗干扰电表箱的电磁吸波层。

根据聚氨酯制备方法，根据需求制备得到相应的电磁吸波层，然后根据抗干扰电表箱的要求，将三种电磁吸波层粘接成三明治吸波体，安装在电表中。

实施例2

本实施例的电磁吸波层，制备原料按重量百分比包括以下组份：多元醇(蓖麻油)22.4％，花状羰基铁粉60％，二异氰酸酯(二苯基甲烷二异氰酸酯)2％，补强剂(云母)15％，有机金属催化剂(辛酸亚锡)0.2％，促进剂(十八醇)0.3％，稳定剂(氧化锌)0.1％；

具体操作如下：

a.对多元醇进行干燥处理，除去其中的水分：按设定重量百分比称取相应重量的多元醇放入广口烧杯，然后将广口烧杯置于真空干燥箱中，在温度为100℃，真空度为-0.1MPa下干燥45分钟，获取不含水分的多元醇。

b.向步骤a中按设定的重量百分比加入花状羰基铁粉和补强剂搅拌均匀后，按设定的重量百分比加入二异氰酸酯和有机金属催化剂后，加热到85℃持续搅拌反应15分钟。

c.向步骤b中按设定的重量百分比加入促进剂和稳定剂，再次搅拌均匀后在温度为90℃反应25分钟后反应得到的混合物倒入厚度为2mm的特制磨具中，在固化3～4天后取出即可得到应用于抗干扰电表箱的电磁吸波层。

本实施例中，所述多元醇为蓖麻油。同等操作条件下，将蓖麻油按照同等重量百分比替换为聚乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇或丁二烯多元醇；或者按照同等重量百分比替换为两种及其以上的混合物，均得到合格的电磁吸波层，所得的产品性质并无明显差别。

本实施例中，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。同等操作条件下，将MDI按照同等质量百分比替换为甲苯二异氰酸酯(TDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、1，5-萘二异氰酸酯(NDI)、六甲基二异氰酸酯(HDI)、二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)中的至少一种，均得到合格的电磁吸波层，所得的产品性质并无明显差别。

本实施例中，所述补强剂为云母。同等操作条件下，将云母按照同等质量百分比替换为硫酸钡、高岭土、硅酸钙、蒙脱土或硅灰石中的至少一种，均得到合格的电磁吸波层，所得的产品性质并无明显差别。

本实施例中，所述有机金属催化剂为辛酸亚锡。同等操作条件下，将辛酸亚锡按照同等质量百分比替换为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、二新癸酸二甲基锡；或者按照同等重量百分比替换为两种及其以上的混合物，均得到合格的电磁吸波层，所得的产品性质并无明显差别。

本实施例中，所述促进剂为十八醇。同等操作条件下，将十八醇按照同等质量百分比替换为液体石蜡；或者按照同等重量百分比替换为十八醇和液体石蜡混合物，均得到合格的电磁吸波层，所得的产品性质并无明显差别。

本实施例中，所述稳定剂为氧化锌。同等操作条件下，将氧化锌按照同等质量百分比替换为三氧化二铁、四氧化三铁、三氧化二铬、四氧化三铅或二氧化钛中的至少一种，均得到合格的电磁吸波层，所得的产品性质并无明显差别。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种应用于抗干扰电表箱的聚氨酯制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的应用于抗干扰电表箱的聚氨酯制备方法，其特征在于，所述多元醇为聚乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、丁二烯多元醇或蓖麻油中的至少一种；

所述促进剂为十八醇和/或液体石蜡；

3.如权利要求1所述的应用于抗干扰电表箱的聚氨酯制备方法，其特征在于，所述各反应物原料的重量百分比如下：多元醇11％～75％，吸波剂颗粒10％～80％，二异氰酸酯1％～6.5％，补强剂7％～20％，有机金属催化剂0.1％～0.35％，促进剂0.1％～0.4％，稳定剂0.1％～0.3％。

4.如权利要求1所述的应用于抗干扰电表箱的聚氨酯制备方法，其特征在于，所述各反应物原料的重量百分比如下：多元醇22.4％，吸波剂颗粒60％，二异氰酸酯2％，补强剂15％，有机金属催化剂0.2％，促进剂0.3％，稳定剂0.1％。

5.利用权利要求1所述聚氨酯制备方法制备的电磁吸波层，其特征在于：根据聚氨酯制备方法制备聚氨酯吸波材料，然后将聚氨酯制备方法制备成层状物得到电磁吸波层，然后根据抗干扰电表箱的要求将电磁吸波层粘接成三明治吸波体，安装在电表中。