CN108717877B - 一种具有防腐功能的高效降阻剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有防腐功能的高效降阻剂，包括以下重量份的原料：改性膨润土32‑38份、导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝18‑22份、聚苯胺6‑10份、导电填料4‑8份、玻璃粉1‑3份、二硫化钼1‑2份。本发明的一种具有防腐功能的高效降阻剂，该降阻剂不仅低电阻率，同时具有很好的防腐功能，继而提高降阻剂的降阻效果。

Description

一种具有防腐功能的高效降阻剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及降阻剂技术领域，具体涉及一种具有防腐功能的高效降阻剂及其制备方法。

背景技术

降阻剂又称RES1，由多种成份组成，其中含有细石墨、膨润土、固化剂、润滑剂、导电水泥等，一般为灰黑色，它是一种良好的导电体，将它使用于接地体和土壤之间，一方面能够与金属接地体紧密接触，形成足够大的电流流通面；另一方面它能向周围土壤渗透，降低周围土壤电阻率，在接地体周围形成一个变化平缓的低电阻区域，而这些原材料主要以湖南地方盛产为主，为降低工作接地、保护接地、雷电保护接地、防静电接地和抗干扰接地的接地装置接地电阻；为改善装置的品质和延长其使用寿命，适用于发电厂、变电站接地网、电力和通讯线路的杆塔接地，各类弱电设备的防雷和抗干扰接地、油库、炸药库和其他易燃易爆品储藏及生产场所的接地，多使用降阻剂。

现有降阻剂在考虑降阻效果时，未考虑到降阻剂中原料有腐蚀性对金属接地体造成腐蚀，继而长时间使用，反而降低降阻效果，中国专利文献(公开号：CN104356293B)公开了一种用于山区岩石的纳米丙烯酰胺降阻剂，配方为：丙烯酰胺3-4％，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺0.3-0.4％，纳米氧化铝0.3-0.4％，氯化钠10％-15％，过硫酸铵1％-2％，三乙醇胺0.5％-1％，水补足100％，该降阻剂中氯化钠、过硫酸铵易导致金属接地体腐蚀，继而影响降阻效果。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种具有防腐功能的高效降阻剂，该降阻剂不仅低电阻率，同时具有很好的防腐功能，继而提高降阻剂的降阻效果。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种具有防腐功能的高效降阻剂，包括以下重量份的原料：

改性膨润土32-38份、导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝18-22份、聚苯胺6-10份、导电填料4-8份、玻璃粉1-3份、二硫化钼1-2份。

优选地，所述具有防腐功能的高效降阻剂包括以下重量份的原料：

改性膨润土35份、导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝20份、聚苯胺9份、导电填料6份、玻璃粉2份、二硫化钼1.5份。

优选地，所述改性膨润土制备方法为将膨润土分散到水中，超声分散6-10min，随后加入十二烷基硫酸钠、硬脂酸钙、纳米石墨烯，继续搅拌12-16min，随后送入温度为65℃水浴中进行反应4-8min，再加入过硫酸铵，继续搅拌16-20min，随后进行抽滤，再烘干、研磨，过30目筛，随后送入管式炉中进行加热，以6-10℃/min从室温升至400℃，随后保温15-25min，最后冷却至室温，得到物质A；将双酚F型环氧树脂、纳米四氧化三钴送入磁力搅拌器中进行搅拌，搅拌转速为85-95r/min，搅拌时间为45-55min，随后再加入纳米二氧化硅微球、偶联剂KH-560，继续搅拌25-35min，最后加入过氧化二异丙苯、物质A，搅拌3-6h，即得改性膨润土。

优选地，所述纳米石墨烯、双酚F型环氧树脂、膨润土的质量比为(3-5):1:(7-9)。

优选地，所述纳米石墨烯、双酚F型环氧树脂、膨润土的质量比为4:1:8。

优选地，导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝中纳米三聚磷酸铝的质量为导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝总质量的6-10％。

优选地，所述纳米三聚磷酸铝的质量为导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝总质量的8％。

优选地，所述导电填料为炭黑、金属粉末按照重量比3:2进行复配。

本发明还提供了一种具有防腐功能的高效降阻剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将改性膨润土、导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝、聚苯胺、导电填料、玻璃粉、二硫化钼依次加入高速搅拌机中，转速为155-165r/min，搅拌时间35-45min，制得混合物A；

步骤三，将步骤二制得的混合物A送入球磨机中进行球磨，过30-50目筛，制得具有防腐功能的高效降阻剂。

优选地，所述制备步骤为：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将改性膨润土、导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝、聚苯胺、导电填料、玻璃粉、二硫化钼依次加入高速搅拌机中，转速为160r/min，搅拌时间40min，制得混合物A；

步骤三，将步骤二制得的混合物A送入球磨机中进行球磨，过40目筛，制得具有防腐功能的高效降阻剂。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

(1)采用改性膨润土、导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝为主体基料，添加的导电填料为炭黑、金属粉进行复配，玻璃粉具有很好的分散性，添加玻璃粉能够有效提高材料的降阻效果，二硫化钼虽不导电，但可提高降阻剂中原料稳定性，与其他原料起到协同作用，继而提高降阻效果。

(2)膨润土具有离子交换性、吸水性、膨胀性、可作为降阻剂很好的材料，将膨润土先通过纳米石墨烯进行改性，纳米石墨烯具有片层，插入膨润土层间距中，使膨润土结构紧密，继而达到更好的降阻效果；双酚F型环氧树脂具有很好的防腐性，本发明采用纳米改性双酚F型环氧树脂，提高双酚F型环氧树脂活性，二氧化硅微球比表面积大，将二氧化硅微球作为纳米改性双酚F型环氧树脂承载体，随后作用到纳米石墨烯改性膨润土上，形成稳定共混体系，继而提高膨润土降阻效果，同时也使膨润土与金属接触时，起到一定防腐效果，实施例3、对比例1、对比例2一年后电阻率分别上升了25％、73％、80％，继而膨润土经过改性后、导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝可有效的提高电阻率稳定性，对比例3-4中得出，玻璃粉、二硫化钼可有效的提高降阻效果。

(3)导电水泥有良好的导电作用，掺杂的纳米三聚磷酸铝，能够释放三聚磷酸根离子，与金属形成络合作用，此外纳米三聚磷酸铝与金属化合物可形成盐，不仅在金属表面起到保护膜作用，同时保护膜电阻率低，形成良好导体，当导电水泥中掺杂的纳米三聚磷酸铝为总量8％，纳米三聚磷酸铝量从4％到12％时，纳米三聚磷酸铝电阻率为先下降在上升，当纳米三聚磷酸铝量为8％时，此时电阻率最佳，在纳米三聚磷酸铝量为8％时，一年后电阻率相对于刚开始电阻率，电阻率变化趋势最小，继而稳定性最佳。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1.

本实施例的一种具有防腐功能的高效降阻剂，包括以下重量份的原料：

改性膨润土32份、导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝18份、聚苯胺6份、导电填料4份、玻璃粉1份、二硫化钼1份。

本实施例的改性膨润土制备方法为将膨润土分散到水中，超声分散6min，随后加入十二烷基硫酸钠、硬脂酸钙、纳米石墨烯，继续搅拌12min，随后送入温度为65℃水浴中进行反应4min，再加入过硫酸铵，继续搅拌16min，随后进行抽滤，再烘干、研磨，过30目筛，随后送入管式炉中进行加热，以6℃/min从室温升至400℃，随后保温15min，最后冷却至室温，得到物质A；将双酚F型环氧树脂、纳米四氧化三钴送入磁力搅拌器中进行搅拌，搅拌转速为85r/min，搅拌时间为45min，随后再加入纳米二氧化硅微球、偶联剂KH-560，继续搅拌25min，最后加入过氧化二异丙苯、物质A，搅拌3h，即得改性膨润土。

本实施例的纳米石墨烯、双酚F型环氧树脂、膨润土的质量比为3:1:7。

本实施例的导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝中纳米三聚磷酸铝量为导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝总量的6％。

本实施例的导电填料为炭黑、金属粉末按照重量比3:2进行复配。

本实施例的一种具有防腐功能的高效降阻剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将改性膨润土、导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝、聚苯胺、导电填料、玻璃粉、二硫化钼依次加入高速搅拌机中，转速为155r/min，搅拌时间35min，制得混合物A；

步骤三，将步骤二制得的混合物A送入球磨机中进行球磨，过30目筛，制得具有防腐功能的高效降阻剂。

实施例2.

本实施例的一种具有防腐功能的高效降阻剂，包括以下重量份的原料：

改性膨润土38份、导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝22份、聚苯胺10份、导电填料8份、玻璃粉3份、二硫化钼2份。

本实施例的改性膨润土制备方法为将膨润土分散到水中，超声分散10min，随后加入十二烷基硫酸钠、硬脂酸钙、纳米石墨烯，继续搅拌16min，随后送入温度为65℃水浴中进行反应8min，再加入过硫酸铵，继续搅拌20min，随后进行抽滤，再烘干、研磨，过30目筛，随后送入管式炉中进行加热，以10℃/min从室温升至400℃，随后保温25min，最后冷却至室温，得到物质A；将双酚F型环氧树脂、纳米四氧化三钴送入磁力搅拌器中进行搅拌，搅拌转速为95r/min，搅拌时间为55min，随后再加入纳米二氧化硅微球、偶联剂KH-560，继续搅拌35min，最后加入过氧化二异丙苯、物质A，搅拌6h，即得改性膨润土。

本实施例的纳米石墨烯、双酚F型环氧树脂、膨润土的质量比为5:1:9。

本实施例的导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝中纳米三聚磷酸铝量为导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝总量的10％。

本实施例的导电填料为炭黑、金属粉末按照重量比3:2进行复配。

本实施例的一种具有防腐功能的高效降阻剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将改性膨润土、导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝、聚苯胺、导电填料、玻璃粉、二硫化钼依次加入高速搅拌机中，转速为165r/min，搅拌时间45min，制得混合物A；

步骤三，将步骤二制得的混合物A送入球磨机中进行球磨，过50目筛，制得具有防腐功能的高效降阻剂。

实施例3.

本实施例的一种具有防腐功能的高效降阻剂，包括以下重量份的原料：

改性膨润土35份、导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝20份、聚苯胺9份、导电填料6份、玻璃粉2份、二硫化钼1.5份。

本实施例的改性膨润土制备方法为将膨润土分散到水中，超声分散8min，随后加入十二烷基硫酸钠、硬脂酸钙、纳米石墨烯，继续搅拌14min，随后送入温度为65℃水浴中进行反应6min，再加入过硫酸铵，继续搅拌18min，随后进行抽滤，再烘干、研磨，过30目筛，随后送入管式炉中进行加热，以8℃/min从室温升至400℃，随后保温20min，最后冷却至室温，得到物质A；将双酚F型环氧树脂、纳米四氧化三钴送入磁力搅拌器中进行搅拌，搅拌转速为90r/min，搅拌时间为50min，随后再加入纳米二氧化硅微球、偶联剂KH-560，继续搅拌30min，最后加入过氧化二异丙苯、物质A，搅拌4.5h，即得改性膨润土。

本实施例的纳米石墨烯、双酚F型环氧树脂、膨润土的质量比为4:1:8。

本实施例的导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝中纳米三聚磷酸铝量为导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝总量的8％。

本实施例的导电填料为炭黑、金属粉末按照重量比3:2进行复配。

本实施例的一种具有防腐功能的高效降阻剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将改性膨润土、导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝、聚苯胺、导电填料、玻璃粉、二硫化钼依次加入高速搅拌机中，转速为160r/min，搅拌时间40min，制得混合物A；

步骤三，将步骤二制得的混合物A送入球磨机中进行球磨，过40目筛，制得具有防腐功能的高效降阻剂。

对比例1.

与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是膨润土未改性。

对比例2.

与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是导电水泥未掺杂纳米三聚磷酸铝。

对比例3.

与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加玻璃粉。

对比例4.

与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加二硫化钼。

实施例3及对比例1-4性能测试结果如下

	电阻率(Ω.m)	一年后电阻率(Ω.m)
			实施例3	0.8	1.0
对比例1	1.1	1.9
			对比例2	1.0	1.8
对比例3	0.9	1.3
			对比例4	1.0	1.4

从实施例3及对比例1-4得出，实施例3、对比例1、对比例2一年后电阻率分别上升了25％、73％、80％，继而膨润土经过改性后、导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝可有效的提高电阻率稳定性，对比例3-4中得出，玻璃粉、二硫化钼可有效的提高降阻效果。

改变纳米三聚磷酸铝量对降阻效果性能测试

Claims (9)

1.一种具有防腐功能的高效降阻剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：

改性膨润土32-38份、导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝18-22份、聚苯胺6-10份、导电填料4-8份、玻璃粉1-3份、二硫化钼1-2份；

所述改性膨润土制备方法为将膨润土分散到水中，超声分散6-10min，随后加入十二烷基硫酸钠、硬脂酸钙、纳米石墨烯，继续搅拌12-16min，随后送入温度为65℃水浴中进行反应4-8min，再加入过硫酸铵，继续搅拌16-20min，随后进行抽滤，再烘干、研磨，过30目筛，随后送入管式炉中进行加热，以6-10℃/min从室温升至400℃，随后保温15-25min，最后冷却至室温，得到物质A；将双酚F型环氧树脂、纳米四氧化三钴送入磁力搅拌器中进行搅拌，搅拌转速为85-95r/min，搅拌时间为45-55min，随后再加入纳米二氧化硅微球、偶联剂KH-560，继续搅拌25-35min，最后加入过氧化二异丙苯、物质A，搅拌3-6h，即得改性膨润土。

2.根据权利要求1所述的一种具有防腐功能的高效降阻剂，其特征在于，所述具有防腐功能的高效降阻剂包括以下重量份的原料：

改性膨润土35份、导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝20份、聚苯胺9份、导电填料6份、玻璃粉2份、二硫化钼1.5份。

3.根据权利要求1所述的一种具有防腐功能的高效降阻剂，其特征在于，所述纳米石墨烯、双酚F型环氧树脂、膨润土的质量比为(3-5):1:(7-9)。

4.根据权利要求1所述的一种具有防腐功能的高效降阻剂，其特征在于，所述纳米石墨烯、双酚F型环氧树脂、膨润土的质量比为4:1:8。

5.根据权利要求1所述的一种具有防腐功能的高效降阻剂，其特征在于，导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝中纳米三聚磷酸铝的质量为导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝总质量的6-10％。

6.根据权利要求5所述的一种具有防腐功能的高效降阻剂，其特征在于，所述纳米三聚磷酸铝的质量为导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝总质量的8％。

7.根据权利要求1所述的一种具有防腐功能的高效降阻剂，其特征在于，所述导电填料为炭黑、金属粉末按照重量比3:2进行复配。

8.一种制备如权利要求1-7任一项所述的具有防腐功能的高效降阻剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将改性膨润土、导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝、聚苯胺、导电填料、玻璃粉、二硫化钼依次加入高速搅拌机中，转速为155-165r/min，搅拌时间35-45min，制得混合物A；

步骤三，将步骤二制得的混合物A送入球磨机中进行球磨，过30-50目筛，制得具有防腐功能的高效降阻剂。

9.根据权利要求8所述的一种具有防腐功能的高效降阻剂的制备方法，其特征在于，所述制备步骤为：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将改性膨润土、导电水泥掺杂纳米三聚磷酸铝、聚苯胺、导电填料、玻璃粉、二硫化钼依次加入高速搅拌机中，转速为160r/min，搅拌时间40min，制得混合物A；

步骤三，将步骤二制得的混合物A送入球磨机中进行球磨，过40目筛，制得具有防腐功能的高效降阻剂。