CN111355043B

CN111355043B - 低阻高容电解质材料的制造方法

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Publication number: CN111355043B
Application number: CN202010171357.1A
Authority: CN
Inventors: 全宇辰
Original assignee: Beijing Jiean Tongda Technology Trade Co ltd
Current assignee: Beijing Jie'an Tongda Technology Co ltd
Priority date: 2020-03-12
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2021-08-24
Anticipated expiration: 2040-03-12
Also published as: CN111355043A

Abstract

本发明提供了一种低阻高容电解质材料的制造方法。该方法包括：在反应器中加入丙烯酸后，再加入氢氧化钠溶液中和，成为中和溶液，将淀粉加水搅拌后成糊状的粘稠液体，冷却室温后得淀粉溶液；将中和溶液与淀粉溶液在容器中均匀搅拌后，加入聚丙烯酰胺、亚硝酸钠、三乙醇胺、甲叉双丙烯酰胺、亚硫酸氢钠、四甲基乙撑二胺、淀粉、聚氨酯、磷酸五钾、焦磷酸四钾和乙炔二羧酸钾盐，活化剂采用小苏打，聚合剂采用氨水，实现聚合反应，聚合反应的催化剂选用二硫酸铵、过硫酸钾；聚合反应完成后，加入二氯化锰、三氯化铁、碳酸锂、聚噻吩、聚吡咯、钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂材料，搅拌1小时后，得到胶体，将胶体从容器中取出，得到胶体成品。

Description

低阻高容电解质材料的制造方法

技术领域

本发明涉及防雷装置技术领域，尤其涉及一种低阻高容电解质材料的制造方法。

背景技术

现代战争中，固定式指挥系统、通信系统、武器装备及医疗后勤补给系统，地理位置固定抗毁性极差，难以适应高技术条件下的战争生存需求。包括：机动式小区域野外作战阵地、机动式野战指挥所、机动式野战医院、机动式野战后勤保障仓库、机动式野战通讯车(野战雷达车、野战监听监测车、通信指挥车)及机动式小区域作战阵地(雷达站、观通站、指挥中心机房)等一体化综合信息系统，都必须具备随时转移和机动部署功能。在不同环境条件下临时开设的作战需求不同，系统除防御敌方“软杀伤”与“硬摧毁”的打击下，还要应对自然界恶劣环境及气候的考验。特别是雷电破坏尤为重要，良好的接地装置是雷电防护成功的最基本的保障。一次闪电意味着单次、多次雷电流的冲击，如果雷电流不能顺利地入地释放，则可以造成电子系统线路及设备的严重破坏。这对于信息化设备而言是毁灭性的损伤。接地装置不好、接地电阻过大则可以因雷电及其他过电压行为造成设备损坏及人身安全事故。许多军用电子设备、信息设备、短波超短波设备、雷达系统设备、通信设备、武器装备等其设备本身需要良好的工作接地、高频信号接地及逻辑接地系统等都需要满足接地网接地电阻小于1欧姆，接地电阻过大长时间工作就可能引起设备误报警、频繁死机及发布错误数据信息甚至设备损坏现象。

因此，快速完成接地装置、较低的接地网接地电阻，满足机动式野战系统设备在“全地域、全天候、无盲点”工作的使用要求，充分保障人身安全和设备工作顺畅及安全完好，合格的接地装置已经成为机动式野战系统的安全设计中必不可少的关键环节。为此相应颁布：GB/T 50311-2000《建筑与建筑群综合布线工程系统设计规范》、GB/T 50200-2018《有线电视网络工程设计标准》、GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》、《高速铁路设计规范(试行)》(TB10621-2009)、JGJ16-2016《民用建筑电气设计规范》、2016《煤矿安全规程》、GB 16895.11-2001《建筑物电气装置第4部分:安全防护第44章:过电压保护第442节:低压电气装置对暂时过电压和高压系统与地之间的故障的防护》等国家、行业标准及部分相关GJB的有关规定，意在彻底解决接地故障问题：接地网接地电阻值不大于1欧姆。包括现有的军事设施、电子微电子中心机房，尤其是现有的机动式野战专用雷达站、观通站接地装置、机动式野战专用电子对抗阵地接地装置、机动式野战专用小区域作战阵地指挥中心机房接地装置、机动式野战专用通信设备机房容式接地装置等都无法实现小于1欧姆接地电阻的基本要求。

现有技术下的接地网电解质常温电阻率通常≤5Ω/m，比较高且接地效果十分有限。

现有技术下的接地网电解质失水电阻率通常≤6Ω/m，比较高且接地效果十分有限。

现有技术下的接地网电解质纯材料腐蚀率通常≤0.03mm/年，容易将接地阴极金属材料腐蚀发生表面氧化典型锈蚀，全面减少接地系统的使用寿命。

现有技术下的接地网电解质埋地后腐蚀率通常≤0.05mm/年，容易将接地阴极金属材料腐蚀发生表面氧化典型锈蚀，全面减少接地系统的使用寿命。

现有技术下的接地网电解质在实际应用中，使用较多通常建设一个＜1Ω接地网将使用数千公斤，在军用野战系统中无法携带，如果必须携带则影响整个作战的运动半径。

发明内容

本发明的实施例提供了一种低阻高容电解质材料的制造方法，以克服现有技术的问题。

一种低阻高容电解质材料的制造方法，所述低阻高容电解质材料的组分材料包括：

A.聚丙烯酰胺、亚硝酸钠、三乙醇胺、二硫酸铵、甲叉双丙烯酰胺、过硫酸钾、亚硫酸氢钠、四甲基乙撑二胺、淀粉、聚氨酯、磷酸五钾、焦磷酸四钾、乙炔二羧酸钾盐

B.二氯化锰、三氯化铁、碳酸锂、聚噻吩、聚吡咯、钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂

C.辅助剂：强碱、丙烯酸、活化剂小苏打，聚合剂氨水；

所述方法具体包括：

步骤1、在反应器中加入丙烯酸后，再加入氢氧化钠溶液中和，反应温度为24-90℃，成为中和溶液，浓度为85-95％；

步骤2、将淀粉加水加温至85℃并保温3小时，搅拌后成糊状的粘稠液体，冷却室温后得淀粉溶液；

步骤3、将上述中和溶液与淀粉溶液在容器中均匀搅拌后，加入聚丙烯酰胺、亚硝酸钠、三乙醇胺、甲叉双丙烯酰胺、亚硫酸氢钠、四甲基乙撑二胺、淀粉、聚氨酯、磷酸五钾、焦磷酸四钾和乙炔二羧酸钾盐，活化剂采用小苏打，聚合剂采用氨水，实现聚合反应，通氮气除氧下聚合反应在室温不低于30摄氏度下完成，聚合反应的催化剂选用二硫酸铵、过硫酸钾；

步骤4、聚合反应完成后，加入二氯化锰、三氯化铁、碳酸锂、聚噻吩、聚吡咯、钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂材料，搅拌1小时后，得到胶体，将胶体从容器中取出，对胶体进行烘干及干燥，经造粒、破碎、过筛得到胶体成品，该胶体成品即为低阻高容电解质材料。

优选地，所述低阻高容电解质材料的各个组分的重量百分比为：

CONH2(CH2-CH)n(聚丙烯酰胺)，20-41

NaNO2(亚硝酸钠)，49-56

C₆H₁₅NO₃(三乙醇胺)，2-4

(NH₄)₂S₂O₈(二硫酸铵)，2-4

甲叉-MBA(双丙烯酰胺)，5-9

K₂S₂O₈(过硫酸钾)，0.5-2

NaHSO₃(亚硫酸氢钠)，0.1-0.6

C₆H₁₆N₂(四甲基乙撑二胺)，0.4-2

C₆H₁₀O₅(淀粉)，0.1-0.6

C₄H₁₀O₅S(聚氨酯)，0.4-3

K₅O₁₀P₃(磷酸五钾)，0.1-0.5

K₄P₂O₇(焦磷酸四钾)，0.1-0.8

C₄H₂O₄(乙炔二羧酸钾盐)，0.9-1.7

MnCl₂(氯化锰)，5-8

FeCl₃₍氯化铁₎，3.5-4.5

Li₂CO₃(碳酸锂)，1-3

(C₄H₂S)n(聚噻吩)，0.2-2

(C₄H₂NH)n(聚吡咯)，0.3-2

LiCoO₂(钴酸锂)，0.08-1

LiMn₂O₄(锰酸锂)，0.1-1.5

LiNiO₂(镍酸锂)，0.5-0.9。

CONH2(CH2-CH)n(聚丙烯酰胺)，23-35

NaNO2(亚硝酸钠)，39-58

C₆H₁₅NO₃(三乙醇胺)，1.2-4.9

(NH₄)₂S₂O₈(二硫酸铵)，3.0-5.7

甲叉-MBA(双丙烯酰胺)，3.5-6

K₂S₂O₈(过硫酸钾)，0.8-2.8

NaHSO₃(亚硫酸氢钠)，1-4.6

C₆H₁₆N₂(四甲基乙撑二胺)，0.7-2.8

C₆H₁₀O₅(淀粉)，0.1-1.6

C₄H₁₀O₅S(聚氨酯)，0.4-5.3

K₅O₁₀P₃(磷酸五钾)，0.8-2.5

K₄P₂O₇(焦磷酸四钾)，0.4-2.8

C₄H₂O₄(乙炔二羧酸钾盐)，1.0-3.7

MnCl₂(氯化锰)，3.6-9.9

FeCl_3(氯化铁)，1.8-3.2

Li₂CO₃(碳酸锂)，1.6-3.2

(C₄H₂S)n(聚噻吩)，0.1-2.9

(C₄H₂NH)n(聚吡咯)，0.1-4.6

LiCoO₂(钴酸锂)，0.08-1.95

LiMn₂O₄(锰酸锂)，0.1-3.5

LiNiO₂(镍酸锂)，1-2.9。

CONH2(CH2-CH)n(聚丙烯酰胺)，23-30.1

NaNO2(亚硝酸钠)，59-71

C₆H₁₅NO₃(三乙醇胺)，2.2-5.8

(NH₄)₂S₂O₈(二硫酸铵)，1.2-6.4

甲叉-MBA(双丙烯酰胺)，2.0-3.4

K₂S₂O₈(过硫酸钾)，0.1-1.2

NaHSO₃(亚硫酸氢钠)，1-3.6

C₆H₁₆N₂(四甲基乙撑二胺)，0.1-2.5

C₆H₁₀O₅(淀粉)，0.6-2.6

C₄H₁₀O₅S(聚氨酯)，1.1-3.9

K₅O₁₀P₃(磷酸五钾)，0.1-0.78

K₄P₂O₇(焦磷酸四钾)，0.5-8.8

C₄H₂O₄(乙炔二羧酸钾盐)，0.29-4.7

MnCl₂(氯化锰)，0.5-2.8

FeCl_3(氯化铁)，5-6.5

Li₂CO₃(碳酸锂)，0.1-0.3

(C₄H₂S)n(聚噻吩)，0.6-3.6

(C₄H₂NH)n(聚吡咯)，1-6.2

LiCoO₂(钴酸锂)，0.08-2

LiMn₂O₄(锰酸锂)，1-5

LiNiO₂(镍酸锂)，3-4.9。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例的低阻高容电解质材料的常温电阻率远远低于现有电解质，埋地后腐蚀率远远低于现有电解质，接地效果明显且接地寿命长久。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的低阻高容电解质材料在接地系统中的应用场景示意图。

具体实施方式

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解

本发明实施例的低阻高容电解质材料的组成成分包括：

A.聚丙烯酰胺(1500-2000万标准单位)、亚硝酸钠、三乙醇胺、二硫酸铵、甲叉双丙烯酰胺、过硫酸钾、亚硫酸氢钠、四甲基乙撑二胺、淀粉、聚氨酯、磷酸五钾、焦磷酸四钾、乙炔二羧酸钾盐

C.辅助剂：强碱(NaOH)、丙烯酸、活化剂小苏打，聚合剂氨水。

本发明实施例提供的一种低阻高容电解质材料的典型配方(重量百分比)如下：

上述接地系统中的低阻高容电解质材料的制造方法包括如下的处理步骤：

步骤1、在反应器中加入丙烯酸后，再加入氢氧化钠溶液中和，反应温度为24-90℃，成为中和溶液，浓度85-95％。

步骤2、将淀粉加水加温至85℃并保温3小时，搅拌后成糊状的粘稠液体。冷却室温后得淀粉溶液。

步骤3、将上述中和溶液与淀粉溶液在容器中均匀搅拌后，加入聚丙烯酰胺(1500-2000万单位)、亚硝酸钠、三乙醇胺、甲叉双丙烯酰胺、亚硫酸氢钠、四甲基乙撑二胺、淀粉、聚氨酯、磷酸五钾、焦磷酸四钾和乙炔二羧酸钾盐，活化剂采用小苏打，聚合剂采用氨水。实现聚合反应，通氮气除氧下聚合反应在室温不低于30摄氏度下完成。聚合反应的催化剂(或称引发剂)选用二硫酸铵、过硫酸钾。

步骤4、聚合反应完成后，加入二氯化锰、三氯化铁、碳酸锂、聚噻吩、聚吡咯、钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂等材料，搅拌1小时后，得到胶体，将胶体从容器中取出。对胶体进行烘干及干燥，经造粒、破碎、过筛得到胶体成品，该胶体成品即为低阻高容电解质材料(外形呈颗粒状的干粉类固体)。

步骤5、低阻高容电解质材料在使用时与水按照容用比例，直接混合搅拌后呈粘稠糊状物，倒入接地网壕沟内，全面包裹钛镍铬接地板。低阻高容电解质材料在使用时与水按照容用重量比例为：1：(10-100)。

典型使用效果：

配方一:

*常温电阻率：0.012-0.014Ω/m(国家标准要求≤5Ω/m)；

*失水电阻率：0.013-0.015(国家标准要求≤6Ω/m)；

*纯材料腐蚀率：0.0004-0.0005(国家标准要求≤0.03mm/年)；

*埋地后腐蚀率：0.0009-0.001(国家标准要求≤0.05mm/年)；

*使用时材料与水的容用比例：1：20

*特点：通常在＜200Ω/m的情况下，做＜1Ω的地网，使用低阻高容电解质材料重量小于20Kg。而常规做法：至少使用1000Kg普通电解质。

配方二:

*常温电阻率：0.02-0.021Ω/m(国家标准要求≤5Ω/m)；

*失水电阻率：0.03-0.034(国家标准要求≤6Ω/m)；

*纯材料腐蚀率：0.0007-0.0009(国家标准要求≤0.03mm/年)；

*埋地后腐蚀率：0.008-0.010(国家标准要求≤0.05mm/年)；

*使用时材料与水的容用比例：1：35

*特点：通常在＜300Ω/m的情况下，做＜1Ω的地网，使用低阻高容电解质材料重量小于30Kg。而常规做法：至少使用2000Kg普通电解质。

配方三:

*常温电阻率：0.08-0.083Ω/m(国家标准要求≤5Ω/m)；

*失水电阻率：0.09-0.1(国家标准要求≤6Ω/m)；

*纯材料腐蚀率：0.0010-0.0015(国家标准要求≤0.03mm/年)；

*埋地后腐蚀率：0.01-0.011(国家标准要求≤0.05mm/年)；

*使用时材料与水的容用比例：1：60

*特点：通常在＜500Ω/m的情况下，做＜1Ω的地网，使用低阻高容电解质材料重量小于50Kg。而常规做法：至少使用2500Kg普通电解质。

本发明实施例的低阻高容电解质材料在接地系统中的应用场景示意图如图1所示，将机动式野战专用容式接地装置固定设置在土壤地平面下的壕沟中，将低阻高容电解质材料与水的混合液体倒入壕沟中，并且覆盖所述机动式野战专用容式接地装置。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的设备中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的设备中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个设备中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

综上所述，本发明实施例的低阻高容电解质材料的常温电阻率远远低于现有电解质，所以接地效果明显。

本发明实施例的低阻高容电解质材料的埋地后腐蚀率远远低于现有电解质，所以接地效果明显且接地寿命长久。

本发明实施例的低阻高容电解质材料在使用中：重量轻(＜50Kg)，接地效果好，非常有利于机动式野战系统的＜1Ω接地网的建设。

本发明实施例的低阻高容电解质材料在使用中，只需2-3人数小时即可完成。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种低阻高容电解质材料的制造方法，其特征在于，所述低阻高容电解质材料的组分材料包括：

C.辅助剂：强碱、丙烯酸、活化剂小苏打，聚合剂氨水；

所述方法具体包括：

步骤1、在反应器中加入丙烯酸后，再加入氢氧化钠溶液中和，反应温度为24-90℃，成为中和溶液，浓度为85-95%；

步骤4、聚合反应完成后，加入二氯化锰、三氯化铁、碳酸锂、聚噻吩、聚吡咯、钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂材料，搅拌1小时后，得到胶体，将胶体从容器中取出，对胶体进行烘干及干燥，经造粒、破碎、过筛得到胶体成品，该胶体成品即为低阻高容电解质材料；

步骤5、低阻高容电解质材料在使用时与水按照容用比例，直接混合搅拌后呈粘稠糊状物，倒入接地网壕沟内，全面包裹钛镍铬接地板，低阻高容电解质材料在使用时与水按照容用重量比例为：1：10-100。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低阻高容电解质材料的各个组分的重量百分比为：

聚丙烯酰胺，20-41；

亚硝酸钠，49-56；

三乙醇胺，2-4；

二硫酸铵，2-4；

双丙烯酰胺，5-9；

过硫酸钾，0.5-2；

亚硫酸氢钠，0.1-0.6；

四甲基乙撑二胺，0.4-2；

淀粉，0.1-0.6；

聚氨酯，0.4-3；

磷酸五钾，0.1-0.5；

焦磷酸四钾，0.1-0.8；

乙炔二羧酸钾盐，0.9-1.7；

氯化锰，5-8；

氯化铁，3.5-4.5；

碳酸锂，1-3；

聚噻吩，0.2-2；

聚吡咯，0.3-2；

钴酸锂，0.08-1；

锰酸锂，0.1-1.5；

镍酸锂，0.5-0.9。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低阻高容电解质材料的各个组分的重量百分比为：

聚丙烯酰胺，23-35；

亚硝酸钠，39-58；

三乙醇胺，1.2-4.9；

二硫酸铵，3.0-5.7；

双丙烯酰胺，3.5-6；

过硫酸钾，0.8-2.8；

亚硫酸氢钠，1-4.6；

四甲基乙撑二胺，0.7-2.8；

淀粉，0.1-1.6；

聚氨酯，0.4-5.3；

磷酸五钾，0.8-2.5；

焦磷酸四钾，0.4-2.8；

乙炔二羧酸钾盐，1.0-3.7；

氯化锰，3.6-9.9；

氯化铁，1.8-3.2；

碳酸锂，1.6-3.2；

聚噻吩，0.1-2.9；

聚吡咯，0.1-4.6；

钴酸锂，0.08-1.95；

锰酸锂，0.1-3.5；

镍酸锂，1-2.9。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低阻高容电解质材料的各个组分的重量百分比为：

聚丙烯酰胺，23-30.1；

亚硝酸钠，59-71；

三乙醇胺，2.2-5.8；

二硫酸铵，1.2-6.4；

双丙烯酰胺，2.0-3.4；

过硫酸钾，0.1-1.2；

亚硫酸氢钠，1-3.6；

四甲基乙撑二胺，0.1-2.5；

淀粉，0.6-2.6；

聚氨酯，1.1-3.9；

磷酸五钾，0.1-0.78；

焦磷酸四钾，0.5-8.8；

乙炔二羧酸钾盐，0.29-4.7；

氯化锰，0.5-2.8；

氯化铁，5-6.5；

碳酸锂，0.1-0.3；

聚噻吩，0.6-3.6；

聚吡咯，1-6.2；

钴酸锂，0.08-2；

锰酸锂，1-5；

镍酸锂，3-4.9。