一種大分子新型降阻劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種大分子新型降阻劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]接地是保障電氣、通信、微電子等設備及建筑物和人身安全的重要手段。為了保證電力系統的正常運行及人身和設備的安全，發電廠和變電站的電氣設備要做到可靠接地且具有較低的接地電阻值，但由于受客觀條件的限制，僅僅靠打角鐵粧、延長接地體及擴大接地網來達到這樣高的要求，通常是很困難的。接地降阻劑是一種輔助性材料，已在接地工程中大量應用，其降阻、緩蝕性能穩定，效果良好，已被寫進國家標準和相關行業標準，實踐證明是降低接地電阻的有效措施。
[0003]目前對降阻劑在工程應用中反應最為強烈的有以下幾方面的問題。
[0004](I)對接地體的腐蝕問題。這是電力系統中反映最為強烈的問題。一些化學降阻劑和火山灰降阻劑，以及一些礦渣降阻劑對鋼接地體具有強烈的腐蝕性。這些降阻劑雖然在剛施加后的短期內起到了一定的降阻作用，但卻對鋼接地體造成嚴重的腐蝕，降阻效果隨著時間的推移會迅速下降。
[0005](2)降阻穩定性問題。這也是用戶的反應較為強烈的問題，特別是一些化學降阻劑，流質降阻劑。廠家追求短期的降阻效果，在降阻劑中加入了大量的無機鹽類，雖然能在短期內有效降低接地裝置的接地電阻，但降阻效果是不穩定的，因為在這類降阻劑所含的無機鹽會隨著雨水迅速流失而使降阻劑失去降阻效果，使接地裝置的接地電阻迅速反彈回升。
[0006](3)降阻劑對環境的污染問題。降阻劑由于直接埋在地下，降阻劑中如含有重金屬等有毒物質就會對地下水資源造成污染，尤其是一些變電所直接取井水作生活用水的就特別重要。
[0007]因此發明一種大分子降阻劑，能夠改善現有降阻劑易流失，腐蝕大的缺點，很有必要。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種用于變電站接地網中，降低接地電阻，保證電力系統安全運行的降阻劑。
[0009]為實現上述目的，本發明采取以下技術方案。
[0010]一種大分子降阻劑及其制備方法，其特征在于:所述降阻劑為以大分子聚合物為導電材料，按照重量百分含量計，該降阻劑包括以下組分:
主導劑50%~60%
改性劑5%~10%
導電材料20%~30%
助劑5%~10% 其中所述主導劑為鈉基膨潤土 ；所述改性劑為十六烷基三甲基溴化銨；所述導電材料為聚吡咯；所述助劑為對甲苯磺酸鈉和氯化鐵溶液(lmol/L)。
[0011]優選地，所述主導劑為鈉基膨潤土。膨潤土中含有大量的鉀、鈉、鈣、鎂、鋁、鐵、鈦的金屬氧化物，遇水后能電離出大量的金屬離子，還含有大量的半導體元素。因此，純膨潤土的電阻率較低。膨潤土具有較強的吸水性和保水性，吸后呈漿糊狀，抗干早能力強。土壤的導電性能好。膨潤土粉吸水后體積膨脹到原體積的12 ~ 13倍，且膠質價高，粘質大，能與接地體可靠地接觸，能緊密地和周圍的土壤接觸，減小了接地體與土壤的接觸電阻。膨潤土本身的防腐性能、膨潤土粉加水施工后與接地體接觸緊密，內部不存在空氣。避免了接地體的吸氧腐蝕；另外膨潤土內的某些成份與鋼鐵長期接觸后能起鈍化反應。在鋼鐵表面生成一層鈍化膜，對接地體有保護作用。經改性劑改性后的鈉基膨潤土更易于和其他高導電率的物質聚合，并且其層間的無極陽離子被其他疏水性的離子取代，從而具有了疏水性，不易隨著雨水而流失。
[0012]優選地，所述改性劑為十六烷基三甲基溴化胺。十六烷基三甲基溴化胺為陽離子表面活性劑，因而更易在帶負電的表面上吸附，形成吸附膜并呈現出獨特的性能如固體表面疏水化性、殺菌、抗靜電等，并且這些性能是其它表面活性型類型所無法取代的。
[0013]優選地，所述導電材料為聚吡咯。在眾多導電高分子材料中，聚吡咯由于具有電導率高、環境穩定性好、易于合成等特點，成為導電高分子材料研宄的熱點之一。目前國內外已有很多有關及其復合材料在傳感器、二次電池、藥物輸送、電磁屏蔽和金屬防腐等領域的文獻報道。吡咯單體在常態下是一種無色的油狀液體，它可以通過化學氧化或電化學氧化的方法生成聚合物一一聚吡咯。相對于苯胺、噻吩等單體，吡咯單體的聚合電位較低，這意味著在進行化學氧化聚合時，即使選用比較溫和的氧化劑，吡咯的聚合反應仍然可以進行。
[0014]本發明還提供了制備上述大分子降阻劑的方法，包括以下步驟。
[0015](I)向主導劑鈉基膨潤土中加入去離子水，制備成漿液，攪拌3h后，倒去上層清液和下層殘渣。
[0016](2)再加入完全溶解的改性劑十六烷基三甲基溴化銨，攪拌12h后，靜置12h，倒去上層清液，得到改性后的鈉基膨潤土。
[0017](3)向改性后的鈉基膨潤土中加入完全溶解的對甲苯磺酸鈉和吡咯單體，攪拌Ih后，加入氯化鐵溶液，繼續攪拌6h后，靜置12h，倒去上層清液后，調節PH、干燥、研磨，得到變電站接地網新型降阻劑，實驗流程圖如圖1所示。
[0018]與現有技術相比，本發明的大分子降阻劑具有以下的性能。
[0019]本發明采用特定的配方，通過主導劑和導電材料的共同作用，能夠大大改善降阻劑易隨雨水流失的缺陷，使用壽命更長。
[0020]本發明的降阻劑，對基體金屬的腐蝕性小，特別是對于鐵基金屬，基本沒有腐蝕。
[0021]本發明的降阻劑，降阻效果好，電阻率可達到1.49Ω.πι對環境無污染，無毒性。
【具體實施方式】
[0022]下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。所用藥品如下。
[0023]天然膨潤土，NaCl (分析純)，十六烷基三甲基溴化銨(分析純)，吡咯(化學純)，對甲苯磺酸鈉(分析純)，氯化鐵(分析純)。
[0024]實施例1制備大分子降阻劑的方法為。
[0025](I)稱取20g的鈉基膨潤土加入到燒杯內，然后加入10mL的去離子水，在80°C下攪拌3h后，加入5g的完全溶解的十六烷基三甲基溴化銨，再持續攪拌12h，將所得到的溶液過濾，過濾的產物用去離子水洗滌至沒有泡沫，放入真空干燥箱中干燥，得到有機改性的膨潤土。
[0026](2)在燒杯中加入一定量的真空干燥后的有機膨潤土，加入10ml的水，在60°C下高速攪拌3h形成均勾的懸浮液后，降至室溫。接著加入10.5g摻雜劑對甲基苯磺酸鈉，再滴入5g吡咯單體，充分攪拌分散約Ih后，用滴液漏斗緩慢滴入150ml的lmol/ L的氯化鐵水溶液，繼續反應6 ho靜置冷卻后出料，離心分離、洗滌除雜3~ 5次。在80°C下真空干燥24 h，研磨細化，得到黑色的聚吡咯/有機膨潤土復合材料，電阻率達到1.49Ω - mo
[0027]實施例2制備大分子降阻劑的方法為。
[0028](I)稱取20g的鈉基膨潤土加入到燒杯內，然后加入10mL的去離子水，在80°C下攪拌3h后，加入6g的完全溶解的十六烷基三甲基溴化銨，再持續攪拌12h，將所得到的溶液過濾，過濾的產物用去離子水洗滌至沒有泡沫，放入真空干燥箱中干燥，得到有機改性的膨潤土。
[0029](2)在燒杯中加入一定量的真空干燥后的有機膨潤土，加入10ml的水，在60°C下高速攪拌3h形成均勾的懸浮液后，降至室溫。接著加入8g摻雜劑對甲基苯磺酸鈉，再滴入6g吡咯單體，充分攪拌分散約Ih后，用滴液漏斗緩慢滴入175ml的lmol/ L的氯化鐵水溶液，繼續反應6 ho靜置冷卻后出料，離心分離、洗滌除雜3~ 5次。在80°C下真空干燥24h，研磨細化，得到黑色的聚吡咯/有機膨潤土復合材料，電阻率達到1.67Ω - mo
[0030]以上是針對本發明的可行實施例的具體說明，但該實施例并非用以限制本發明的專利范圍，凡未脫離本發明的等效實施或變更，均應包含于本發明的專利范圍中。
【主權項】
1.一種大分子新型降阻劑及其制備方法，其特征在于:所述降阻劑為以大分子聚合物為導電材料，按照重量百分含量計，該降阻劑包括以下組分: 主導劑50%~60% 改性劑5%~10% 導電材料20%~30% 助劑5%~10% 其中所述主導劑為鈉基膨潤土 ；所述改性劑為十六烷基三甲基溴化銨；所述導電材料為聚吡咯；所述助劑為對甲苯磺酸鈉和氯化鐵溶液(lmol/L)。2.根據權利要求1所述的一種大分子新型降阻劑及其制備方法，其特征在于，質量比主導劑:改性劑:導電材料:助劑為1:0.25-0.3:0.25-0.3:8-8.2。3.一種制備權利要求1所述的一種大分子新型降阻劑及其制備方法，其特征在于，包括以下步驟:(I)向主導劑鈉基膨潤土中加入去離子水，制備成漿液，攪拌3h后，倒去上層清液和下層殘渣；(2)再加入完全溶解的改性劑十六烷基三甲基溴化銨，攪拌8h后，靜置12h，倒去上層清液，得到改性后的鈉基膨潤土；(3)向改性后的鈉基膨潤土中加入完全溶解的對甲苯磺酸鈉和吡咯單體，攪拌Ih后，加入氯化鐵溶液，繼續攪拌6h后，靜置12h，倒去上層清液后，調節PH、干燥、研磨，得到變電站接地網新型降阻劑。
【專利摘要】本發明公開了一種大分子新型降阻劑及其制備方法，按重量百分含量計，該降阻劑由以下組分組成：主導劑50%~60%，改性劑5%~10%，導電材料20%~30%，助劑5%~10%，所述主導劑為鈉基膨潤土，所述改性劑為十六烷基三甲基溴化胺，所述導電材料為聚吡咯，所述助劑為對甲苯磺酸鈉和氯化鐵溶液。本發明采用特定的配方，通過主導劑和導電材料的共同作用，能夠大大改善降阻劑易隨雨水流失的缺陷，使用壽命更長；對基體金屬的腐蝕性小，對于鐵基金屬，基本沒有腐蝕；降阻效果好，電阻率可達到1.49Ω·m，對環境無污染，無毒性。
【IPC分類】H01R4/66, C09K17/40, H01B13/00, H01B1/12
【公開號】CN104966542
【申請號】CN201510316067
【發明人】朱志平, 田野, 肖劍峰, 柳森
【申請人】長沙理工大學
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月11日