[发明专利]一种原位聚合法制备柔性石墨接地导体材料的方法

说明书

本发明提供了一种柔性石墨接地导体材料的制备方法，包括以下步骤：取预设配比的树脂、成炭剂和导电材料混合后搅拌形成成碳树脂；采用所述成碳树脂浸渍碳骨架材料；将浸渍后的所述碳骨架材料按预设铺层方式进行铺层叠放，并在加热条件下固化成碳骨架复合材料；将固化的所述碳骨架复合材料高温碳化，并热压成增强石墨带；将所述增强石墨带进一步通过裁剪、编织、加捻或卷制制备成柔性石墨接地材料。本发明通过将成碳树脂浸渍碳骨架材料后，固化碳化，在碳骨架材料表面直接生成石墨碳层，提高了石墨和碳骨架材料的界面结合力，同时通过引入PSF成炭剂，提高了树脂的成碳率和致密程度。

技术领域

本发明涉及电力系统接地材料技术领域，具体而言，涉及一种原位聚合法制备柔性石墨接地导体材料的方法。

背景技术

接地工程的腐蚀问题严重威胁到线路接地安全并造成了巨大的经济损失，解决地中接地材料腐蚀问题的最有效方法是采用高分子复合导电材料替代金属材料。目前，复合接地材料产品大多采用热塑辊压成型工艺将膨胀石墨和合成纤维制备成石墨线，再通过各种线层结构编织成型。为了保证接地材料的结构致密性和力学性能，此类产品在制备过程中需要使用导电胶类的粘合剂将纤维材料与膨胀石墨进行粘合。一旦材料中通过较大的故障电流，产生的温升会使得粘合剂出现一定程度的降解和失效，严重影响接地材料的稳定性。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种柔性石墨接地导体材料的制备方法，旨在解决现有接地材料的结构稳定性较差的问题。

本发明提出了一种柔性石墨接地导体材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，取预设配比的树脂、成炭剂和导电材料混合后搅拌形成成碳树脂；

步骤2，采用所述成碳树脂浸渍碳骨架材料，形成预浸带；

步骤3，将所述预浸带按预设铺层方式进行铺层叠放，并在加热条件下固化成碳骨架复合材料；

步骤4，将固化的所述碳骨架复合材料高温碳化，并热压成增强石墨带；

步骤5，将所述增强石墨带进一步通过裁剪、编织、加捻或卷制制备成柔性石墨接地材料。

进一步地，上述柔性石墨接地导体材料的制备方法中，所述步骤1中，各原料的用量配比如下：树脂30-40重量份、成炭剂5-10重量份、导电材料50-60重量份。

进一步地，上述柔性石墨接地导体材料的制备方法中，所述步骤1中的树脂包括氰酸酯树脂、环氧树脂和酚醛树脂中的至少一种。

进一步地，上述柔性石墨接地导体材料的制备方法中，所述步骤1中的成炭剂为具有含磷基团、呋喃基团和酚羟基基团的席夫碱化合物，其中：含磷基团包括DOPO膦杂菲基团、二乙基磷酸酯基团或二苯基磷酸酯基团；酚羟基包括邻位酚羟基或对位酚羟基。

进一步地，上述柔性石墨接地导体材料的制备方法中，所述导电材料选自蠕虫石墨、柔性石墨、碳纤维、石墨烯和金属粉中的至少一种。

进一步地，上述柔性石墨接地导体材料的制备方法中，所述步骤2中的碳骨架材料选自碳纤维纱、碳纤维布、碳纤维套管、柔性石墨、碳纤维与玻璃纤维的混纺织物中的至少一种。

进一步地，上述柔性石墨接地导体材料的制备方法中，所述步骤2中的纤维类碳骨架材料需提前通过丙酮洗涤并热风吹拂，去除表面的上浆剂，以使纤维纱束散开。

进一步地，上述柔性石墨接地导体材料的制备方法中，所述步骤3中的铺层方式包括叠放、收卷、加捻、捆扎或缠绕，固化的温度为120-300℃。

进一步地，上述柔性石墨接地导体材料的制备方法中，所述步骤4中的碳化温度为800-1200℃，热压温度为600-800℃。