[发明专利]一种导电纳米氟碳涂料

说明书

技术领域

本发明属于防腐涂料技术领域，更确切的说，涉及一种导电纳米氟碳涂料。

背景技术

接地网取材镀锌碳钢居多，这种材料长期处于复杂的土壤环境中，被腐蚀不可避免。尤其是潮湿多雨的地区，使用3～5年的镀锌钢都会出现被严重腐蚀的情况，甚至断裂，造成多起设备损坏和停电事故。因此，接地网防腐一直是电力系统一个重要的研究课题，目前常用的接地网防护措施有：1）、采用铜或铜包钢材质；2）、利用阴极实施保护；3）、使用降阻剂降阻；4）、使用导电涂料导电。这些防护措施各有优点亦有缺陷。例如阴极保护，虽施工简单，但维护费用大；使用降阻剂，施工难度大，条件苛刻，防腐成本高；而采用铜或铜包钢材质虽然非常耐腐蚀，但价格昂贵且污染土壤，甚至殃及邻近的钢架结构电偶。而近来导电防腐涂料的出现改变了这种情况，其效率高、施工便捷，很快在地网防腐领域受到广泛关注。但是：1)、大部分导电涂料取材普通环氧树脂、聚氨酯或丙烯酸树脂，它们在土壤环境中时间长了容易老化、降解和开裂；2)、常用的导电填料石墨粉、铝粉、铜粉、银粉均存在导电性不强，易氧化、价格昂贵的缺点；3)、这些导电涂料的耐高温性能差，以致于在地网遭遇雷电或短路故障时迅速升温而失效，达不到防腐效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的缺陷，提供一种导电纳米氟碳涂料作为传统接地网防腐涂料的替代品，解决接地网防腐涂料兼具导电、耐老化、耐高温性能的技术难题。

本发明的技术方案是，所提供的一种导电纳米氟碳涂料采用下述重量百分比的原料混合组成：

其中所述改性纳米碳管的管径为Ф5～100nm，管长0.1～50μm；所述改性纳米碳纤维的截面直径为Ф1～50nm，长1～1000μm。

所述改性纳米碳管采用下述原料和步骤制作而成：

（1）、取与上述改性纳米碳管重量份相同的纳米碳管，投入丙醇溶液中，配置成质量浓度为2～8%的丙醇溶液，或者，投入丁醇溶液中，配置成质量浓度为2～8%的丁醇溶液，超声振荡20～40min，均匀混合，得纳米碳管混合液；

（2）、按步骤（1）所得纳米碳管混合液1-3%的重量比取硅烷偶联剂投入去离子水中，配置成质量浓度为2～6%的水溶液，使用乙二酸调节pH值至8～10，超声振荡10～30min，使所投硅烷偶联剂在去离子水中预水解，得硅烷偶联剂水解液；

（3）、将步骤（2）所得硅烷偶联剂水解液加入步骤（1）所得纳米碳管混合液中，搅拌均匀，置入70～90℃温度环境中超声振荡3-10h即得改性纳米碳管成品；

所述改性纳米碳纤维采用下述原料和步骤制作而成：

（4）、取与上述改性纳米碳纤维重量份相同的碳纤维，投入丙醇溶液中，配置成质量浓度为2～8%的丙醇溶液，或者，投入丁醇溶液中，配置成质量浓度为2～8%的丁醇溶液，超声振荡20～40min，均匀混合，得纳米碳纤维混合液；

（5）、按步骤（4）所得纳米碳纤维混合液1-3%的重量比取硅烷偶联剂投入去离子水中，配置成质量浓度为2～6%的水溶液，使用乙二酸调节pH值至8～10，超声振荡10～30min，使所投硅烷偶联剂在去离子水中预水解，得硅烷偶联剂水解液；

（6）、将步骤（5）所得硅烷偶联剂水解液加入步骤（4）所得纳米碳纤维混合液中，搅拌均匀，置入70～90℃温度环境中超声振荡3-10h即得改性纳米碳纤维成品；

本发明的有益效果是：

1）、可使导电填料的加入量高达40%，大大提高了导电填料的加入量。且纳米碳管和纳米碳纤维相互桥接，形成导电网络结构，使产品由此而具有高导电性，其体积电阻率亦可达到1×10^-5Ω·cm数量级；

2）、聚氟乙烯树脂中的氟碳化学健结合力极强，因此聚氟乙烯树脂的使用使产品大大提高了耐高温性和热稳定性，能经受大电流的冲击；

3）、聚氟乙烯树脂的耐大气、耐水、耐土壤性能使产品获得了优良的耐土壤腐蚀性能，尤其耐酸性土壤的腐蚀，使用寿命可达20年之久；

4）、使用期间免维护，全寿命周期内综合性能优良，性价比高；

5）、广泛适用于酸性土壤或盐碱地等土壤腐蚀强的大型变电站接地网防腐。

具体实施方式

实施例1：首先，采用下述原料和步骤制作管径为Ф5nm，管长为0.1μm的改性纳米碳管：

（1）、取纳米碳管16㎏，投入丙醇溶液中，配置成质量浓度为2%的丙醇溶液，超声振荡20min，均匀混合，得纳米碳管混合液；