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CN105907243B - 电网接地网用导电防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

电网接地网用导电防腐涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于电网用涂料领域，涉及接地网，尤其涉及一种电网接地网用导电防腐涂料及其制备方法。按照重量份数，包括以下有效成份：基体树脂25份～35份；导电填料15份～25份；固化剂10份～20份；偶联剂5份～15份；分散剂5份～10份；稀释剂10份～15份；其中，所述导电涂料包括按照质量比1:2:1的碳纳米管、改性石墨烯以及纳米级二氧化钛。本发明利用石墨烯和碳纳米管的特性，有效的隔绝腐蚀介质，最终提高了防腐涂料的耐腐蚀性能，同时，本发明利用石墨烯良好的导电特性，提高了涂料导电性能，其表面电阻103～105Ω，同时，纳米级的二氧化钛添加，使涂料具有一定的自洁能力，进而提高其防腐性能。

Description

电网接地网用导电防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于电网用涂料领域，涉及接地网，尤其涉及一种电网接地网用导电防腐涂料及其制备方法。
背景技术
随着我国电网大规模的建设，变电站如雨后春笋般不断的涌现在神州大地上，为了保证变电站内各个电气装置的安全使用，需要在将这些设备进行接地设置，接地的目的就是利用地作为传导电流回路的一个元件，从而在正常、事故或者遭受雷击的情况下将电气连接处的电位固定在某一允许范围内，以保证人身和设备安全，维护系统和设施安全可靠的运行。
接地网便是电网系统中用于工作接地、防雷接地、保护接地，确保人身、设备和系统的安全不可缺少的重要装置。良好的接地是维护电力系统安全可靠运行，保护运行人员和电气设备安全的根本保证和重要措施。
接地网的均压导体埋设在地下，因焊接不良，漏焊或土壤的腐蚀、接地短路电流电动力作用等原因，使地网均压导体之间或接地引线与均压导体之间存在电气连接不良的故障点。引起接地网接地性能变坏。如果系统发生接地短路故障，较大的入地电流可能引起地电位异常升高或分布不均，除给运行人员带来严重安全威胁外，还可能因反击或电缆皮环流使二次设备的绝缘遭到破坏，高压串入控制室，引起检测或控制设备发生误动作或拒动而引起系统解列或崩溃，这将造成接地网事故。
目前我国变电站的接地网普遍是采用钢材作为接地材料，钢材在土壤中通过其本身微电池、宏电池的电化学腐蚀逐层由表及里被腐蚀，无论是在盐碱性土壤，还是在一般性土壤中，碳钢试片的腐蚀是非常严重的，表面有许多局部腐蚀坑，试片边缘也不完整，接地网的腐蚀是比较严重，往往呈现局部腐蚀形态。因腐蚀而使钢接地体出现的问题是严重的。当前的防腐措施主要有采用铜(铜覆钢)材接地，电化学保护措施，接地极降阻技术，导电防腐涂料等四种方法。
虽然针对防腐导电性能已经有很多的涂料种类出现，但综合来看均有不同的缺陷，极大地限制了该系涂料的应用，因此，开发出一种防腐性能更稳定、导电率更高、使用寿命更长的环境友好型的接地网导电防腐涂料，解决接地网腐蚀、防护问题，提高接地网材料自身的耐腐蚀性能，保证接地性能的稳定性，有效延长接地网使用寿命，确保电力设备长期正常运行，避免生产事故的发生，降低维护改造费用，从而产生明显的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明针对上述的技术问题，提出一种配方合理、制作方法科学、能够大规模工业生产的且防腐性能稳定、导电率高的电网接地网用导电防腐涂料及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为,本发明提供一种电网接地网用导电防腐涂料，按照重量份数包括以下有效成份：
其中，所述导电填料包括按照质量比1:2:1的碳纳米管、改性石墨烯以及纳米级二氧化钛。
作为优选，所述基体树脂为水性环氧树脂。
作为优选，所述固化剂为改性聚烯胺以及改性酚醛胺的混合物，所述改性聚烯胺和改性酚醛胺混合质量比为1：1.15。
作为优选，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
作为优选，所述分散剂为十二烷基磺酸钠或吐温。
作为优选，所述稀释剂为苄基缩水甘油醚、二甲苯、乙酸丁酯、正丁醇中的任意一种物质。
本发明还提供了制备上述电网接地网用导电防腐涂料的方法，包括以下步骤：
a、在氮气保护下，量取聚乙二醇和环氧树脂装入带有搅拌器、温度计和回流冷凝装置的反应釜中，加热升温至70℃～80℃，启动搅拌器，以400～500r/min的转速搅拌20～30min后，继续升温至100～110℃，继续搅拌反应3～4h，得水性环氧树脂预聚物；
b、配制氢氧化钠水溶液，加入200-300目改性石墨烯搅拌混合均匀后升温40℃～60℃，然后依次向氢氧化钠水溶液中加入碳纳米管、纳米级二氧化钛，搅拌均匀，得到导电填料；
c、将制备好的水性环氧树脂预聚物和导电填料加入反应器内，升温至70℃～90℃，并搅拌均匀，然后依次向反应器内加入固化剂、偶联剂、分散剂、稀释剂，搅拌均匀，即可。
作为优选，所述b步骤中，搅拌速度为2500r/min，搅拌时间为3～5h。
作为优选，所述c步骤中，搅拌速度为1500r/min，搅拌时间为0.5～2h。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于,
本发明利用石墨烯和碳纳米管的特性，有效的隔绝腐蚀介质，最终提高了防腐涂料的耐腐蚀性能，同时，石墨烯具有极大的比表面积和很强的吸附能力，从而提高了涂料的耐磨性，再者，将石墨烯以添加剂形式加入水性环氧树脂地坪漆中，能够充分结合环氧树脂两种材料的优良特性，使涂料具有优良的耐腐蚀特性。同时，本发明利用石墨烯良好的导电特性，提高了涂料导电性能，其表面电阻为103～105Ω，同时，纳米级的二氧化钛添加，使涂料具有一定的自洁能力，进而提高其防腐性能。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例1,本实施例提供一种电网接地网用导电防腐涂料，按照重量份数，包括以下成份，基体树脂25份、导电填料15份、改性聚烯胺以及改性酚醛胺的混合物10份、十二烷基磺酸钠5份、硅烷偶联剂(KH550)5份、苄基缩水甘油醚10份，其中导电填料包括按照质量比1:2:1的碳纳米管、改性石墨烯以及纳米级二氧化钛。
首先，在氮气保护下，量取聚乙二醇和环氧树脂装入带有搅拌器、温度计和回流冷凝装置的反应釜中，加热升温至70℃，启动搅拌器，以400r/min的转速搅拌20后，继续升温至100℃，继续搅拌反应4h，得水性环氧树脂预聚物；然后，配制氢氧化钠水溶液，加入200-300目改性石墨烯搅拌混合均匀后升温40℃，然后依次向氢氧化钠水溶液中加入碳纳米管、纳米级二氧化钛，搅拌均匀，搅拌速度为2500r/min，搅拌时间为3h，得到导电填料；最后将制备好的水性环氧树脂预聚物和导电填料加入反应器内，升温至70℃～90℃，并搅拌均匀，搅拌速度为1500r/min，然后依次向反应器内加入固化剂、偶联剂、分散剂、稀释剂，搅拌均匀，搅拌速度为1500r/min，搅拌时间为0.5h，即得到电网接地网用导电防腐涂料。
实施例2,本实施例提供一种电网接地网用导电防腐涂料，按照重量份数，包括以下成份，基体树脂35份、导电填料25份、改性聚烯胺以及改性酚醛胺的混合物15份、十二烷基磺酸钠10份、硅烷偶联剂(KH550)10份、二甲苯和乙酸丁酯15份(混合质量比2:3)。
首先，在氮气保护下，量取聚乙二醇和环氧树脂装入带有搅拌器、温度计和回流冷凝装置的反应釜中，加热升温至70℃，启动搅拌器，以400r/min的转速搅拌20后，继续升温至100℃，继续搅拌反应4h，得水性环氧树脂预聚物；然后，配制氢氧化钠水溶液，加入200-300目改性石墨烯搅拌混合均匀后升温40℃，然后依次向氢氧化钠水溶液中加入碳纳米管、纳米级二氧化钛，搅拌均匀，搅拌速度为2500r/min，搅拌时间为3h，得到导电填料；最后将制备好的水性环氧树脂预聚物和导电填料加入反应器内，升温至70℃～90℃，并搅拌均匀，搅拌速度为1500r/min，然后依次向反应器内加入固化剂、偶联剂、分散剂、稀释剂，搅拌均匀，搅拌速度为1500r/min，搅拌时间为0.5h，即得到电网接地网用导电防腐涂料。
实施例3，本实施例提供一种电网接地网用导电防腐涂料，按照重量份数，包括以下成份，基体树脂30份、导电填料19份、改性聚烯胺以及改性酚醛胺的混合物14份、吐温8份、硅烷偶联剂(KH550)15份、正丁醇15份。
首先，在氮气保护下，量取聚乙二醇和环氧树脂装入带有搅拌器、温度计和回流冷凝装置的反应釜中，加热升温至70℃，启动搅拌器，以400r/min的转速搅拌20后，继续升温至100℃，继续搅拌反应4h，得水性环氧树脂预聚物；然后，配制氢氧化钠水溶液，加入200-300目改性石墨烯搅拌混合均匀后升温40℃，然后依次向氢氧化钠水溶液中加入碳纳米管、纳米级二氧化钛，搅拌均匀，搅拌速度为2500r/min，搅拌时间为3h，得到导电填料；最后将制备好的水性环氧树脂预聚物和导电填料加入反应器内，升温至70℃～90℃，并搅拌均匀，搅拌速度为1500r/min，然后依次向反应器内加入固化剂、偶联剂、分散剂、稀释剂，搅拌均匀，搅拌速度为1500r/min，搅拌时间为0.5h，即得到电网接地网用导电防腐涂料。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种电网接地网用导电防腐涂料，其特征在于,按照重量份数包括以下有效成份：
其中，所述导电填料包括按照质量比1:2:1的碳纳米管、改性石墨烯以及纳米级二氧化钛。
2.根据权利要求1所述的电网接地网用导电防腐涂料，其特征在于,所述基体树脂为水性环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的电网接地网用导电防腐涂料，其特征在于,所述固化剂为改性聚烯胺以及改性酚醛胺的混合物，所述改性聚烯胺和改性酚醛胺混合质量比为1：1.15。
4.根据权利要求1所述的电网接地网用导电防腐涂料，其特征在于,所述偶联剂为硅烷偶联剂。
5.根据权利要求1所述的电网接地网用导电防腐涂料，其特征在于,所述分散剂为十二烷基磺酸钠或吐温。
6.根据权利要求1所述的电网接地网用导电防腐涂料，其特征在于,所述稀释剂为苄基缩水甘油醚、二甲苯、乙酸丁酯、正丁醇中的任意一种物质。
7.制备上述权利要求1～6任一项所述的电网接地网用导电防腐涂料的方法，其特征在于,包括以下步骤：
a、在氮气保护下，量取聚乙二醇和环氧树脂装入带有搅拌器、温度计和回流冷凝装置的反应釜中，加热升温至70℃～80℃，启动搅拌器，以400～500r/min的转速搅拌20～30min后，继续升温至100～110℃，继续搅拌反应3～4h，得水性环氧树脂预聚物；
b、配制氢氧化钠水溶液，加入200-300目改性石墨烯搅拌混合均匀后升温40℃～60℃，然后依次向氢氧化钠水溶液中加入碳纳米管、纳米级二氧化钛，搅拌均匀，得到导电填料；
c、将制备好的水性环氧树脂预聚物和导电填料加入反应器内，升温至70℃～90℃，并搅拌均匀，然后依次向反应器内加入固化剂、偶联剂、分散剂、稀释剂，搅拌均匀，即可。
8.根据权利要求7所述的制备电网接地网用导电防腐涂料的方法，其特征在于，所述b步骤中，搅拌速度为2500r/min，搅拌时间为3～5h。
9.根据权利要求7所述的制备电网接地网用导电防腐涂料的方法，其特征在于，所述c步骤中，搅拌速度为1500r/min，搅拌时间为0.5～2h。
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