CN106186871A - 一种自修复接地模块的制备方法 - Google Patents

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陈思敏
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Abstract

本发明公开了一种自修复接地模块的制备方法，它包括如下步骤：1、将尿素和甲醛加入三口烧瓶中，通过调节ph值和温度，形成稳定透明的尿素‑甲醛预聚体；2、将环氧树脂与二甲苯混合，加入消泡剂正辛醇，得到芯材乳液，将预聚体缓慢加入芯材中，调节ph值后进行恒温固化，随后经过滤洗和干燥，得到微胶囊；3：将微胶囊与水泥、石墨、固化剂混合均匀；4、将复合物倒入模具中，静置一段时间后，最终制得自修复接地模块。本发明制作的接地模块在运输或施工过程中受到外力破坏时，其包含的微胶囊能够自行释放粘结剂，对裂纹进行修复，保证了接地模块的结构完整性，减少了产品的报废率。

Description

一种自修复接地模块的制备方法
技术领域
本发明涉及接地模块制备技术领域，具体涉及一种自修复接地模块的制备方法。
背景技术
接地模块是一种非匀质脆性材料，由导电填料、水泥以及存留其中的气体和水组成。在温度和湿度变化的条件下，硬化并产生体积变形，由于各种材料变形不一致，互相约束而产生初始应力(拉应力或剪应力)，造成在导电填料和水泥粘结面或水泥本身之间出现肉眼看不见的微细裂缝，一般称为微裂缝。这种微细裂缝的分布是不规则的，且不连贯，但在外力破坏作用下或进一步产生温度、干缩的情况下，裂缝开始扩展，并逐渐互相贯通，从而出现较大的肉眼可见的裂缝。一般肉眼可见的裂缝宽度约为0.03mm~0.05mm，称为宏观裂缝，混凝土的裂缝实际上是微裂缝的扩展。如果对微裂缝能及早发现并采取有力的修复措施，这对接地模块的推广应用至关重要。
目前大多数研究人员关注的是接地模块的导电性能和防腐性能，而忽略了最基础的结构稳定性，这是模块发挥其他优异性能的前提。因此，急需研究一种保证接地模块完整性的方法。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种既高效又经济的自修复接地模块的制备方法。
为实现此目的，本发明所采用的技术方案是：一种自修复接地模块的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将尿素和甲醛加入三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH值到8~9，并加热至70℃，缓慢搅拌下保温反应1h得到粘稠的液体，形成稳定透明的尿素-甲醛预聚体，待用；
步骤2：将环氧树脂与二甲苯混合，加入消泡剂正辛醇，得到芯材乳液，将芯材倒入250ml的三颈烧瓶中，在缓慢转速下将步骤1得到的预聚体缓慢滴入芯材中，滴完后用柠檬酸酸化1.5h调节pH值至3，而后进行恒温固化；将所得产物抽滤，用丙酮和蒸馏水洗涤3次，得到滤饼，30℃下干燥30min，所得固体粉末为微胶囊；
步骤3：将步骤2得到的微胶囊与水泥、石墨、固化剂混合均匀，上述微胶囊的质量为总质量的5%～20%；
步骤4：将步骤3得到的均匀混合的复合物倒入模具，静置10个小时，最终制得自修复接地模块。
上述技术方案中，步骤1中，所述尿素和甲醛的质量比为1:1~1:5。
上述技术方案中，步骤2中，所述环氧树脂与二甲苯的质量比为1:1~4:1。
上述技术方案中，步骤2中，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、线型苯酚甲醛环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、四溴双酚A环氧树脂中的任意一种或两种以上的组合。
上述技术方案中，步骤2中，所述转速为200~1000r/min。
上述技术方案中，步骤3中，所述固化剂选自胺类固化剂中的任意一种或者两种以上的组合。
上述技术方案中，步骤3中，所述固化剂的添加量为环氧树脂质量的8~12%。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1）本发明采用微胶囊弥散于接地模块基体中，当模块受到外力破坏时，微胶囊能够自行破裂释放粘结剂填补裂纹，达到自修复的效果，起到了在运输和施工过程中保护接地模块结构完整性的作用；
2）本发明的制备方法所需设备成本较低，操作方便，制备周期较短；所用原材料绿色环保，适用于工业化批量生产。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。
本发明的自修复接地模块的制备方法，它包括如下步骤：
步骤1：将尿素和甲醛加入三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH值到8~9，并加热至70℃，缓慢搅拌下保温反应1h得到粘稠的液体，形成稳定透明的尿素-甲醛预聚体，待用。
步骤2：将环氧树脂与二甲苯混合，加入消泡剂正辛醇，得到芯材乳液，将芯材倒入250ml的三颈烧瓶中，在缓慢转速下将步骤1得到的预聚体缓慢滴入芯材中，滴完后用柠檬酸酸化1.5h调节pH值至3，而后进行恒温固化；将所得产物抽滤，用丙酮和蒸馏水洗涤3次，得到滤饼，30℃下干燥30min，所得固体粉末为微胶囊。
步骤3：将步骤2得到的微胶囊与水泥、石墨、固化剂混合均匀，上述微胶囊的质量为总质量的5%～20%。
步骤4：将步骤3得到的均匀混合的复合物倒入模具，静置10个小时，最终制得自修复接地模块。
步骤1中，所述尿素和甲醛的质量比为1:1~1:5。
步骤2中，所述环氧树脂与二甲苯的质量比为1:1~4:1。
步骤2中，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、线型苯酚甲醛环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、四溴双酚A环氧树脂中的任意一种或两种以上的组合。
步骤2中，所述转速为200~1000r/min。
步骤3中，所述固化剂选自胺类固化剂中的任意一种或者两种以上的组合。
步骤3中，所述固化剂的的添加量为环氧树脂质量的8~12%。
实施例1
步骤1：将6g尿素和12g甲醛加入三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH值到8~9，并加热至70℃，缓慢搅拌下保温反应1h得到粘稠的液体，形成稳定透明的尿素-甲醛预聚体，待用。
步骤2：将10g双酚A型环氧树脂与5g二甲苯混合，加入消泡剂正辛醇，得到芯材乳液。将芯材倒入250ml的三颈烧瓶中，在400r/min转速下将步骤1得到的预聚体缓慢滴入芯材中，滴完后用柠檬酸酸化1.5h调节pH值至3，而后进行恒温固化。将所得产物抽滤，用丙酮和蒸馏水洗涤3次，得到滤饼，30℃下干燥30min，所得固体粉末为微胶囊。
步骤3：将步骤2得到的微胶囊与150g水泥、150g石墨、1g二乙烯三胺混合均匀；
步骤4：将步骤3得到的均匀混合的复合物倒入模具，静置10个小时，最终制得自修复接地模块。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，区别在于步骤1中将6g尿素与6g甲醛进行混合。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，区别在于步骤1中将6g尿素与18g甲醛进行混合。
实施例4
实施例4与实施例1基本相同，区别在于步骤1中将6g尿素与24g甲醛进行混合。
实施例5
实施例5与实施例1基本相同，区别在于步骤2中将10g环氧树脂与2.5g二甲苯进行混合。
实施例6
实施例6与实施例1基本相同，区别在于步骤2中将10g环氧树脂与7.5g二甲苯进行混合。
实施例7
实施例7与实施例1基本相同，区别在于步骤2中将10g环氧树脂与10g二甲苯进行混合。
实施例8
实施例8与实施例1基本相同，区别在于步骤2中环氧树脂种类为双酚F型环氧树脂。
实施例9
实施例9与实施例1基本相同，区别在于步骤2中环氧树脂种类为氢化双酚A型环氧树脂。
实施例10
实施例10与实施例1基本相同，区别在于步骤2中环氧树脂种类为脂肪族缩水甘油醚环氧树脂。
实施例11
实施例11与实施例1基本相同，区别在于步骤2中转速为200r/min。
实施例12
实施例12与实施例1基本相同，区别在于步骤2中转速为600r/min。
实施例13
实施例13与实施例1基本相同，区别在于步骤2中转速为800r/min。
实施例14
实施例14与实施例1基本相同，区别在于步骤3中二乙烯三胺的添加量为0.8g。
实施例15
实施例15与实施例1基本相同，区别在于步骤3中二乙烯三胺的添加量为0.9g。
实施例16
实施例16与实施例1基本相同，区别在于步骤3中二乙烯三胺的添加量为1.1g。
由实施例1~16所制得自修复接地模块的电阻率和抗压强度如下表1所示。
表1
从表1中可以看出，分别以不同的尿素和甲醛的配比、环氧树脂与二甲苯的配比、环氧树脂的种类、预聚体加入芯材的转速以及固化剂的添加量作为变量，通过对比实验，可见所有实施例得到的接地模块的性能均好于市售的常规接地模块，其中根据实施例1制作的接地模块，其抗折强度可以达到25MPa、抗压强度达到最大值10.5MPa，均优于其他各实施例。因此实施例1为最佳实施例。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种自修复接地模块的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将尿素和甲醛加入三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH值到8~9，并加热至70℃，缓慢搅拌下保温反应1h得到粘稠的液体，形成稳定透明的尿素-甲醛预聚体，待用；
步骤2：将环氧树脂与二甲苯混合，加入消泡剂正辛醇，得到芯材乳液，将芯材倒入250ml的三颈烧瓶中，在缓慢转速下将步骤1得到的预聚体缓慢滴入芯材中，滴完后用柠檬酸酸化1.5h调节pH值至3，而后进行恒温固化；将所得产物抽滤，用丙酮和蒸馏水洗涤3次，得到滤饼，30℃下干燥30min，所得固体粉末为微胶囊；
步骤3：将步骤2得到的微胶囊与水泥、石墨、固化剂混合均匀，上述微胶囊的质量为总质量的5%～20%；
步骤4：将步骤3得到的均匀混合的复合物倒入模具，静置10个小时，最终制得自修复接地模块。
2.根据权利要求1所述的自修复接地模块的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述尿素和甲醛的质量比为1:1~1:5。
3.根据权利要求1所述的自修复接地模块的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述环氧树脂与二甲苯的质量比为1:1~4:1。
4.根据权利要求1所述的自修复接地模块的制备方法，其特征在于：步骤2中，环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、线型苯酚甲醛环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、四溴双酚A环氧树脂中的任意一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求1所述的自修复接地模块的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述转速为200~1000r/min。
6.根据权利要求1所述的自修复接地模块的制备方法，其特征在于：步骤3中，所述固化剂选自胺类固化剂中的任意一种或者两种以上的组合。
7.根据权利要求1所述的自修复接地模块的制备方法，其特征在于：步骤3中，所述固化剂的添加量为环氧树脂质量的8~12%。
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