CN108123232B - 一种具有导电抗腐蚀功能的接地体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有导电抗腐蚀功能的接地体及其制备方法，接地体是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下原料制成：膨胀石墨、膨润土、导电沥青、铝粉、铜粉和镁粉；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：（8~20）；具体制备方法是将导电抗腐蚀涂层涂布至芯体的外表面；该方法制备的接地极具有较高的电导率，抗腐蚀性能强，且成本低廉。

Description

一种具有导电抗腐蚀功能的接地体及其制备方法
技术领域
本发明属于防雷接地装置技术领域，具体涉及一种具有导电抗腐蚀功能的接地体及其制备方法。
背景技术
电力接地是供电系统安全运行以及高科技微弱信号测试的重要保障。接地和防护技术是国际电工学术研究中十分重要的课题。目前广泛使用的接地体主要是钢质棒、镀铜钢质棒和镀锌钢质棒，接地体插入地下约 2.5 米，一般使用 3-5 年后接地体表面金属层会呈现不同程度的腐蚀，造成接地电阻增加，甚至接地效果丧失，造成安全隐患。尤其是，随着目前工业电力容量的增加和高科技技术中弱信号检测的需求与日增加，由于接地体长时间在地下被腐蚀引发的安全和技术事故屡屡发生。为有效遏制该类事故的发生，开发新型导电抗腐蚀涂料成为目前接地工程中刻不容缓的工作。目前已有的导电防腐涂料主要是纳米碳或镍粉等涂料，纳米石墨粉在干燥固化过程中易受损使得防腐性能降低，而镍粉颗粒太细表面即被氧化，从而影响接地体表面导电性能。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷而本发明提供了一种具有导电抗腐蚀功能的接地体及其制备方法，该方法制备的接地极具有较高的电导率，抗腐蚀性能强，且成本低廉。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供了一种具有导电抗腐蚀功能的接地体，它是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下重量份原料制成：膨胀石墨80~120份、膨润土20~40份、导电沥青4~7份、铝粉3~8份、铜粉2~5份和镁粉8~15份；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：（8~20）。
根据上述的具有导电抗腐蚀功能的接地体，所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为80~120目的石墨粉100份、150～250份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡1～2h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在900～950℃范围膨化，使其膨胀自身体积80～120倍得到膨胀石墨。
根据上述的具有导电抗腐蚀功能的接地体的制备方法，包括以下步骤：
（1）芯体的制备：用钢水采用常规技术浇铸成芯体；
（2）导电抗腐蚀涂层的制备：向膨胀石墨中加入配比量的膨润土、导电沥青、铝粉、铜粉和镁粉，搅拌均匀得到混合料；然后将混合料与水按照质量比为1：（5~20）调配成浆料；
（3）产品的制备：步骤（2）中制备的浆料涂布至芯体的外表面，于温度80~100℃下干燥1~3d，自然冷却至室温得到产品。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1. 本发明接地极是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下重量份原料制成：膨胀石墨80~120份、膨润土20~40份、导电沥青4~7份、铝粉3~8份、铜粉2~5份和镁粉8~15份；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：（8~20）；该结构导电抗腐蚀涂层以膨胀石墨为主材，加入膨润土、导电沥青、镁、铝、铜等成分，制成的接地体不仅具有膨胀石墨非金属接地体接地电阻值稳定，不反弹，防腐性能好的优点，而且还增加了牺牲阳极，为主接地系统提供阴极保护，有效降低接地电阻，延缓主接地网的腐蚀效率，保护地网可达30以上。
2. 本发明的结构芯体结构增加了散流面积，从而增加了接地极的散流作用，保证本发明的电荷吸纳能力和释放能力，进一步降低了接地极的接地电阻和接触电阻。
具体实施方式
以下实施例是对本发明进行详细具体的说明，但本发明的内容并不限定如此。
实施例1
一种具有导电抗腐蚀功能的接地体，它是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下重量份原料制成：膨胀石墨80~120份、膨润土20~40份、导电沥青4~7份、铝粉3~8份、铜粉2~5份和镁粉8~15份；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：（8~20）；所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为80~120目的石墨粉100份、150～250份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡1～2h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在900～950℃范围膨化，使其膨胀自身体积80～120倍得到膨胀石墨。
上述的具有导电抗腐蚀功能的接地体的制备方法，包括以下步骤：
（1）芯体的制备：用钢水采用常规技术浇铸成芯体；
（2）导电抗腐蚀涂层的制备：向膨胀石墨中加入配比量的膨润土、导电沥青、铝粉、铜粉和镁粉，搅拌均匀得到混合料；然后将混合料与水按照质量比为1：（5~20）调配成浆料；
（3）产品的制备：步骤（2）中制备的浆料涂布至芯体的外表面，于温度80~100℃下干燥1~3d，自然冷却至室温得到产品。
实施例2
一种具有导电抗腐蚀功能的接地体，它是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下重量份原料制成：膨胀石墨100份、膨润土30份、导电沥青5份、铝粉6份、铜粉3份和镁粉10份；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：12；
所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为80目的石墨粉100份、200份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡1.5h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在900～950℃范围膨化，使其膨胀自身体积100倍得到膨胀石墨。
本实施例的制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种具有导电抗腐蚀功能的接地体，它是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下重量份原料制成：膨胀石墨80份、膨润土40份、导电沥青4份、铝粉8份、铜粉2份和镁粉15份；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：8；所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为120目的石墨粉100份、150份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡2h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在950℃范围膨化，使其膨胀自身体积90倍得到膨胀石墨。
本实施例的制备方法与实施例1相同。
实施例4
一种具有导电抗腐蚀功能的接地体，它是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下重量份原料制成：膨胀石墨95份、膨润土35份、导电沥青5份、铝粉7份、铜粉3份和镁粉13份；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：9；所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为120目的石墨粉100份、160份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡1.5h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在900℃范围膨化，使其膨胀自身体积110倍得到膨胀石墨。
本实施例的制备方法与实施例1相同。
实施例5
一种具有导电抗腐蚀功能的接地体，它是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下重量份原料制成：膨胀石墨105份、膨润土25份、导电沥青6份、铝粉5份、铜粉3份和镁粉12份；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：10；所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为80目的石墨粉100份、220份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡2h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在950℃范围膨化，使其膨胀自身体积110倍得到膨胀石墨。
本实施例的制备方法与实施例1相同。
实施例6
一种具有导电抗腐蚀功能的接地体，它是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下重量份原料制成：膨胀石墨120份、膨润土20份、导电沥青7份、铝粉3份、铜粉5份和镁粉8份；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：12；所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为120目的石墨粉100份、210份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡1.2h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在930℃范围膨化，使其膨胀自身体积90倍得到膨胀石墨。
本实施例的制备方法与实施例1相同。
实施例7
一种具有导电抗腐蚀功能的接地体，它是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下重量份原料制成：膨胀石墨115份、膨润土30份、导电沥青4.5份、铝粉6.5份、铜粉3.5份和镁粉14份；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：15；所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为80目的石墨粉100份、180份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡1h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在940℃范围膨化，使其膨胀自身体积100倍得到膨胀石墨。
本实施例的制备方法与实施例1相同。
实施例8
一种具有导电抗腐蚀功能的接地体，它是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下重量份原料制成：膨胀石墨105份、膨润土28份、导电沥青5.5份、铝粉7份、铜粉3.5份和镁粉13份；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：16；所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为120目的石墨粉100份、200份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡2h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在920℃范围膨化，使其膨胀自身体积90倍得到膨胀石墨。
本实施例的制备方法与实施例1相同。
实施例9
一种具有导电抗腐蚀功能的接地体，它是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下重量份原料制成：膨胀石墨95份、膨润土35份、导电沥青6.5份、铝粉4.5份、铜粉3.5份和镁粉12份；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：16；所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为120目的石墨粉100份、180份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡1h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在900℃范围膨化，使其膨胀自身体积110倍得到膨胀石墨。
本实施例的制备方法与实施例1相同。
实施例10
一种具有导电抗腐蚀功能的接地体，它是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下重量份原料制成：膨胀石墨90份、膨润土30份、导电沥青5份、铝粉4份、铜粉3份和镁粉10份；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：18；所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为120目的石墨粉100份、220份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡2h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在950℃范围膨化，使其膨胀自身体积120倍得到膨胀石墨。
本实施例的制备方法与实施例1相同。
实施例11
一种具有导电抗腐蚀功能的接地体，它是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下重量份原料制成：膨胀石墨120份、膨润土30份、导电沥青5份、铝粉8份、铜粉5份和镁粉12份；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：20；所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为80目的石墨粉100份、180份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡2h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在930℃范围膨化，使其膨胀自身体积110倍得到膨胀石墨。
本实施例的制备方法与实施例1相同。
实施例12
一种具有导电抗腐蚀功能的接地体，它是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下重量份原料制成：膨胀石墨90份、膨润土35份、导电沥青5份、铝粉6份、铜粉3份和镁粉14份；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：20；所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为80目的石墨粉100份、190份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡2h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在920℃范围膨化，使其膨胀自身体积100倍得到膨胀石墨。
本实施例的制备方法与实施例1相同。
实施例13
一种具有导电抗腐蚀功能的接地体，它是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下重量份原料制成：膨胀石墨115份、膨润土32份、导电沥青6.5份、铝粉4.5份、铜粉4.5份和镁粉15份；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：16；所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为120目的石墨粉100份、220份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡1h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在950℃范围膨化，使其膨胀自身体积120倍得到膨胀石墨。
本实施例的制备方法与实施例1相同。
实施例14
一种具有导电抗腐蚀功能的接地体，它是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下重量份原料制成：膨胀石墨80份、膨润土30份、导电沥青6份、铝粉8份、铜粉5份和镁粉10份；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：14；所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为120目的石墨粉100份、230份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡1h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在950℃范围膨化，使其膨胀自身体积110倍得到膨胀石墨。
本实施例的制备方法与实施例1相同。
实施例15
一种具有导电抗腐蚀功能的接地体，它是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下重量份原料制成：膨胀石墨100份、膨润土40份、导电沥青5份、铝粉5份、铜粉4份和镁粉12份；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：12；所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为120目的石墨粉100份、200份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡2h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在950℃范围膨化，使其膨胀自身体积110倍得到膨胀石墨。
本实施例的制备方法与实施例1相同。
实施例2~15进行测试，产品电阻值变化率小于 20％，接地电阻 <1.2Ω，年腐蚀率<0.03％。
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，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种具有导电抗腐蚀功能的接地体，其特征在于它是由芯体及芯体表面覆盖的导电抗腐蚀涂层组成；所述芯体为钢制的圆柱体，圆柱体的底端设有尖锥，所述导电抗腐蚀涂层包括如下重量份原料制成：膨胀石墨80~120份、膨润土20~40份、导电沥青4~7份、铝粉3~8份、铜粉2~5份和镁粉8~15份；所述导电抗腐蚀涂层的厚度与圆柱体的直径之比为1：（8~20）；
所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为80~120目的石墨粉100份、150～250份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡1～2h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在900～950℃范围膨化，使其膨胀自身体积80～120倍得到膨胀石墨；
所属具有导电抗腐蚀功能的接地体的制备方法，包括以下步骤：
（1）芯体的制备：用钢水采用常规技术浇铸成芯体；
（2）导电抗腐蚀涂层的制备：向膨胀石墨中加入配比量的膨润土、导电沥青、铝粉、铜粉和镁粉，搅拌均匀得到混合料；然后将混合料与水按照质量比为1：（5~20）调配成浆料；
（3）产品的制备：步骤（2）中制备的浆料涂布至芯体的外表面，于温度80~100℃下干燥1~3d，自然冷却至室温得到产品。
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