CN108424703A - 接地网用高附着力导电涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种接地网用高附着力导电涂料及其制备方法，涉及导电涂料技术领域，该导电涂料包括以下原料：三聚氰胺共聚树脂、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、丙烯酸、松香脂、绿泥石石膏、海泡石、粉煤灰、凹凸棒粘土、加气铝粉、膨胀石墨、ZAO浆料、炭黑N220、改性菠萝叶纤维、N‑羟甲基丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、柠檬酸三丁酯、交联剂、偶联剂和磁化水。其制备方法是通过对原料的研磨混合制得的。本发明的导电涂料制备简单方便，具有优良的附着强度、防水抗渗性、耐腐蚀性等，导电性能好，使用寿命长，具有良好的安全防护与电磁屏蔽的作用，环境适应性强，应用场合宽泛。

Description

接地网用高附着力导电涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及导电涂料技术领域，具体涉及一种接地网用高附着力导电涂料及其制备方法。
背景技术
目前，我国由于资源、经济等原因，接地网所用的材质主要为普通碳钢。此类材料的接地体埋设于地下非常容易被氧化和腐蚀。为防止接地体的腐蚀，必须采取防腐措施，如采用铜等比较耐腐蚀的材料，或者在碳钢表面喷涂镀层。在国外，多采用全铜网接地。铜接地体虽然具备防腐性能，但由于接地体埋设于地下潮湿及各种腐蚀性的环境中，铜接地体同样无法避免遭受腐蚀，只是延缓了被腐蚀的速度；同时破坏环境和耗损大量有色金属。并且，铜接地体造价高，不适于在国内大规模使用；因此国内多采用铜包钢、锌包钢等接地体；但在实际运行过程中，镀层不可避免地会遭受破坏而导致接地体的腐蚀。近年来，有一种应用防腐导电涂料对接地装置进行表面处理的防腐方法，因其具有成本低、效率高、施工便捷的特点，在地网防腐中受到广泛关注。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种接地网用高附着力导电涂料及其制备方法，该种导电涂料制备简单方便，综合性能优良。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种接地网用高附着力导电涂料，包括以下按重量份计的原料：
三聚氰胺共聚树脂60-70份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20-30份、丙烯酸8-12份、松香脂6-10份、绿泥石石膏2-3份、海泡石1-2份、凹凸棒粘土3-4份、加气铝粉1-2份、膨胀石墨3-5份、ZAO浆料6-8份、炭黑N2204-6份、改性菠萝叶纤维1.5-2.5份、N-羟甲基丙烯酰胺1-2份、聚丙烯酸钠0.5-0.7份、柠檬酸三丁酯1-1.5份、交联剂1.6-2.4份、偶联剂2-3份和磁化水15-20份；
上述改性菠萝叶纤维通过以下步骤制得：取2-3份菠萝叶纤维原料烘干，再经短切机粉碎至长度为300-400μm，长径比控制在10-12:1；将短切后的菠萝叶纤维放入温度为42-46℃、质量浓度为6-8wt％的氢氧化钠溶液中浸泡70-80min，浸泡后取出洗涤至中性；再将菠萝叶纤维放入温度为42-46℃、质量浓度为8-10wt％的的盐酸溶液中浸泡60-70min，浸泡后取出洗涤至中性，并在温度为70-80℃条件下烘干6-7min即得。
进一步地，上述导电涂料包括以下按重量份计的原料：
三聚氰胺共聚树脂65份、乙烯-醋酸乙烯共聚物25份、丙烯酸10份、松香脂8份、绿泥石石膏2.5份、海泡石1.5份、凹凸棒粘土3.5份、加气铝粉1.5份、膨胀石墨4份、ZAO浆料7份、炭黑N2205份、改性菠萝叶纤维2份、N-羟甲基丙烯酰胺1.5份、聚丙烯酸钠0.6份、柠檬酸三丁酯1.25份、交联剂2份、偶联剂2.5份和磁化水18份。
进一步地，上述改性菠萝叶纤维通过以下步骤制得：取2.5份菠萝叶纤维原料烘干，再经短切机粉碎至长度为350μm，长径比控制在11:1；将短切后的菠萝叶纤维放入温度为44℃、质量浓度为7wt％的氢氧化钠溶液中浸泡75min，浸泡后取出洗涤至中性；再将菠萝叶纤维放入温度为44℃、质量浓度为9wt％的的盐酸溶液中浸泡65min，浸泡后取出洗涤至中性，并在温度为75℃条件下烘干6.5min即得。
优选地，上述膨胀石墨采用膨胀倍率大于250ml/g的100目可膨胀石墨。
优选地，上述ZAO浆料为纳米ZAO粉体、乙酸乙酯按质量比1:3-4球磨混匀制得的。
优选地，上述偶联剂采用铝酸酯偶联剂ASA型或硅烷偶联剂KH550型。
优选地，上述交联剂采用三羟甲基丙烷或三羟甲基乙烷。
上述的接地网用高附着力导电涂料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)按所述重量份称取原料；
(2)将全部原料加入到三辊研磨机中，研磨至物料的细度≤10μm；
(3)将研磨后的物料加入到反应釜中，在温度为94-96℃条件下混合搅拌3-3.2h。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明的导电涂料制备简单方便，生产过程中零排放、无污染、不产生任何有毒、有害挥发性气体，绿色安全，原料之间相容性能好，固化速率快，使用涂覆方便；
(2)本发明的导电涂料通过对生产原料的选择和组配，选用相容性好、性能稳定的三聚氰胺共聚树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物等成分作为原料，配伍外加助剂及生产工艺的改进，实现了成分中大分子链在高温情况下处于平衡稳定的状态,减小内部应力的同时，提高了组织结构强度，降低了成品导电涂料的热收缩率，使其具有优良的热稳定性、耐高温性、防水抗渗性以及密封柔韧性，大大延长了导电涂料在接地体上的使用寿命，具有良好的安全防护与电磁屏蔽的作用；
(3)本发明的导电涂料附着性好，粘接强度高，耐磨耐刮擦，能满足较大的机械冲击震动，导电性能好，抗高电压击穿，且具有优良的理化稳定性，耐盐雾、酸碱液、油渍、霉菌、化学试剂等腐蚀，耐候抗老化，环境适应性强，应用场合宽泛。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种接地网用高附着力导电涂料，称取以下原料：
三聚氰胺共聚树脂60kg、乙烯-醋酸乙烯共聚物20kg、丙烯酸8kg、松香脂6kg、绿泥石石膏2kg、海泡石1kg、凹凸棒粘土3kg、加气铝粉1kg、膨胀石墨3kg、ZAO浆料6kg、炭黑N2204kg、改性菠萝叶纤维1.5kg、N-羟甲基丙烯酰胺1kg、聚丙烯酸钠0.5kg、柠檬酸三丁酯1kg、交联剂1.6kg、偶联剂2kg和磁化水15kg；
上述部分原料制取及选用如下：
(一)改性菠萝叶纤维：取2kg菠萝叶纤维原料烘干，再经短切机粉碎至长度为300μm，长径比控制在10:1；将短切后的菠萝叶纤维放入温度为42℃、质量浓度为6wt％的氢氧化钠溶液中浸泡80min，浸泡后取出洗涤至中性；再将菠萝叶纤维放入温度为42℃、质量浓度为8wt％的的盐酸溶液中浸泡70min，浸泡后取出洗涤至中性，并在温度为70℃条件下烘干7min即得。
(二)膨胀石墨：膨胀倍率为260ml/g的100目可膨胀石墨。
(三)ZAO浆料：纳米ZAO粉体、乙酸乙酯按质量比1:3球磨混匀制得的。
(四)偶联剂：硅烷偶联剂KH550型。
(五)交联剂：三羟甲基乙烷。
上述接地网用高附着力导电涂料的制备方法如下：
(1)先将上述称取好了的所有原料加入到三辊研磨机(S260型号)中，研磨至物料的细度≤10μm；电机功率为7.5kw，转速设定为970r.p.m；
(2)将研磨后的物料加入到电加热反应釜中，在温度为94℃条件下混合搅拌3.2h，搅拌转速设定为80r.p.m。
实施例2
一种接地网用高附着力导电涂料，称取以下原料：
三聚氰胺共聚树脂65kg、乙烯-醋酸乙烯共聚物25kg、丙烯酸10kg、松香脂8kg、绿泥石石膏2.5kg、海泡石1.5kg、凹凸棒粘土3.5kg、加气铝粉1.5kg、膨胀石墨4kg、ZAO浆料7kg、炭黑N2205kg、改性菠萝叶纤维2kg、N-羟甲基丙烯酰胺1.5kg、聚丙烯酸钠0.6kg、柠檬酸三丁酯1.25kg、交联剂2kg、偶联剂2.5kg和磁化水18kg；
上述部分原料制取及选用如下：
(一)改性菠萝叶纤维：取2.5kg份菠萝叶纤维原料烘干，再经短切机粉碎至长度为350μm，长径比控制在11:1；将短切后的菠萝叶纤维放入温度为44℃、质量浓度为7wt％的氢氧化钠溶液中浸泡75min，浸泡后取出洗涤至中性；再将菠萝叶纤维放入温度为44℃、质量浓度为9wt％的的盐酸溶液中浸泡65min，浸泡后取出洗涤至中性，并在温度为75℃条件下烘干6.5min即得。
(二)膨胀石墨：膨胀倍率270ml/g的100目可膨胀石墨。
(三)ZAO浆料：纳米ZAO粉体、乙酸乙酯按质量比1:3球磨混匀制得的。
(四)偶联剂：铝酸酯偶联剂ASA型。
(五)交联剂：三羟甲基丙烷。
上述接地网用高附着力导电涂料的制备方法如下：
(1)先将上述称取好了的所有原料加入到三辊研磨机(S260型号)中，研磨至物料的细度≤10μm；电机功率为7.5kw，转速设定为970r.p.m；
(2)将研磨后的物料加入到电加热反应釜中，在温度为95℃条件下混合搅拌3.1h，搅拌转速设定为80r.p.m。
实施例3
一种接地网用高附着力导电涂料，称取以下原料：
三聚氰胺共聚树脂70kg、乙烯-醋酸乙烯共聚物30kg、丙烯酸12kg、松香脂10kg、绿泥石石膏3kg、海泡石2kg、凹凸棒粘土4kg、加气铝粉2kg、膨胀石墨5kg、ZAO浆料8kg、炭黑N2206kg、改性菠萝叶纤维2.5kg、N-羟甲基丙烯酰胺2kg、聚丙烯酸钠0.7kg、柠檬酸三丁酯1.5kg、交联剂2.4kg、偶联剂3kg和磁化水20kg；
上述部分原料制取及选用如下：
(一)改性菠萝叶纤维：取3kg菠萝叶纤维原料烘干，再经短切机粉碎至长度为400μm，长径比控制在12:1；将短切后的菠萝叶纤维放入温度为46℃、质量浓度为8wt％的氢氧化钠溶液中浸泡70min，浸泡后取出洗涤至中性；再将菠萝叶纤维放入温度为46℃、质量浓度为10wt％的的盐酸溶液中浸泡60min，浸泡后取出洗涤至中性，并在温度为80℃条件下烘干6min即得。
(二)膨胀石墨：膨胀倍率270ml/g的100目可膨胀石墨。
(三)ZAO浆料：纳米ZAO粉体、乙酸乙酯按质量比1:4球磨混匀制得的。
(四)偶联剂：铝酸酯偶联剂ASA型。
(五)交联剂：三羟甲基丙烷。
上述接地网用高附着力导电涂料的制备方法如下：
(1)先将上述称取好了的所有原料加入到三辊研磨机(S260型号)中，研磨至物料的细度≤10μm；电机功率为7.5kw，转速设定为970r.p.m；
(2)将研磨后的物料加入到电加热反应釜中，在温度为96℃条件下混合搅拌3h，搅拌转速设定为80r.p.m。
对比例4
一种接地网用导电涂料，其所用生产加工原料及其组份配比与实施例2相同，但其制备方法如下：
(1)先将所有原料加入到三辊研磨机(S260型号)中，研磨至物料的细度≤20μm；电机功率为7.5kw，转速设定为970r.p.m；
(2)将研磨后的物料加入到电加热反应釜中，在温度为92℃条件下混合搅拌120min，搅拌转速设定为80r.p.m。
对比例5
一种接地网用导电涂料，包括以下按重量份计的原料：环氧树脂45份、丙烯酸树脂20份、导电炭黑6份、胶体石墨4份、粉煤灰3份、导电云母粉3份、羧甲基纤维素0.8份、聚丙烯酰胺0.5份、三聚磷酸钠0.3份、交联剂：钛酸四正丁酯0.6份、增塑剂：氯化石蜡1份、偶联剂：环氧基硅烷偶联剂KH-5600.8份和去离子水12份。其制备方法与对比例4相同。
性能检测
上述实施例1-3以及对比例4-5制得的导电涂料性能参数如下表1和表2所示：
表1
表2
由上表1和表2可知，本发明的接地网用高附着力导电涂料在各方面性能上表现俱佳，具有显著地提升，可大大满足市场的需求，另外在对比下，实施例2制得的导电涂料性能最优，其相应的配方用量及制备方法为最佳方案。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.接地网用高附着力导电涂料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：
三聚氰胺共聚树脂60-70份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20-30份、丙烯酸8-12份、松香脂6-10份、绿泥石石膏2-3份、海泡石1-2份、凹凸棒粘土3-4份、加气铝粉1-2份、膨胀石墨3-5份、ZAO浆料6-8份、炭黑N2204-6份、改性菠萝叶纤维1.5-2.5份、N-羟甲基丙烯酰胺1-2份、聚丙烯酸钠0.5-0.7份、柠檬酸三丁酯1-1.5份、交联剂1.6-2.4份、偶联剂2-3份和磁化水15-20份；
所述改性菠萝叶纤维通过以下步骤制得：取2-3份菠萝叶纤维原料烘干，再经短切机粉碎至长度为300-400μm，长径比控制在10-12:1；将短切后的菠萝叶纤维放入温度为42-46℃、质量浓度为6-8wt％的氢氧化钠溶液中浸泡70-80min，浸泡后取出洗涤至中性；再将菠萝叶纤维放入温度为42-46℃、质量浓度为8-10wt％的的盐酸溶液中浸泡60-70min，浸泡后取出洗涤至中性，并在温度为70-80℃条件下烘干6-7min即得。
2.根据权利要求1所述的接地网用高附着力导电涂料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：
三聚氰胺共聚树脂65份、乙烯-醋酸乙烯共聚物25份、丙烯酸10份、松香脂8份、绿泥石石膏2.5份、海泡石1.5份、凹凸棒粘土3.5份、加气铝粉1.5份、膨胀石墨4份、ZAO浆料7份、炭黑N2205份、改性菠萝叶纤维2份、N-羟甲基丙烯酰胺1.5份、聚丙烯酸钠0.6份、柠檬酸三丁酯1.25份、交联剂2份、偶联剂2.5份和磁化水18份。
3.根据权利要求1所述的接地网用高附着力导电涂料，其特征在于，所述改性菠萝叶纤维通过以下步骤制得：取2.5份菠萝叶纤维原料烘干，再经短切机粉碎至长度为350μm，长径比控制在11:1；将短切后的菠萝叶纤维放入温度为44℃、质量浓度为7wt％的氢氧化钠溶液中浸泡75min，浸泡后取出洗涤至中性；再将菠萝叶纤维放入温度为44℃、质量浓度为9wt％的的盐酸溶液中浸泡65min，浸泡后取出洗涤至中性，并在温度为75℃条件下烘干6.5min即得。
4.根据权利要求1所述的接地网用高附着力导电涂料，其特征在于，所述膨胀石墨为膨胀倍率大于250ml/g的100目可膨胀石墨。
5.根据权利要求1所述的接地网用高附着力导电涂料，其特征在于，所述ZAO浆料为纳米ZAO粉体、乙酸乙酯按质量比1:3-4球磨混匀制得的。
6.根据权利要求1所述的接地网用高附着力导电涂料，其特征在于，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂ASA型或硅烷偶联剂KH550型。
7.根据权利要求1所述的接地网用高附着力导电涂料，其特征在于，所述交联剂为三羟甲基丙烷或三羟甲基乙烷。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的接地网用高附着力导电涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按所述重量份称取原料；
(2)将全部原料加入到三辊研磨机中，研磨至物料的细度≤10μm；
(3)将研磨后的物料加入到反应釜中，在温度为94-96℃条件下混合搅拌3-3.2h。
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