石墨烯接地
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風電防雷
研發(fā)背景
雷博盾科技自2014年開始，雷博盾與中南大學粉末冶金研究院已經(jīng)開展防雷領(lǐng)域新型接地材料及接地技術(shù)的專項研發(fā)課題，一直尋找一種新型的接地材料，尋找一種施工簡單、方便、降阻效果又比較好的方法，經(jīng)過多年的不懈努力，終于在2017年借助國內(nèi)的粉末冶金專業(yè)學科的專業(yè)知識和人才，通過實驗室反復試驗、研究，依據(jù)接地工作的特性，共同研發(fā)出第一項發(fā)明專利《一種石墨烯改性降阻材料及其制備方法》該項發(fā)明專利樹立了雷博盾科技在新型接地材料應(yīng)用上的里程碑。其后在2019年連續(xù)開發(fā)出《石墨烯改性接地裝置》及《石墨烯柔性接地裝置》等4款實用新型發(fā)明專利產(chǎn)品。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種接地降阻材料及其制備方法，屬于接地工程材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)
高層建筑在雷電天氣中容易受到雷擊，作為防范措施，通常會設(shè)置接地保護裝置降阻材料就是用于接地工程保護裝置中降低接地電極周圍土壤電阻的一種工程材料。
早期降阻材料主要是一些金屬鹽或金屬氧化物，通過這些物質(zhì)在水中電離產(chǎn)生帶電離子從而使土壤的導電性增加。這種方式不可避免地容易對金屬接地電極造成腐蝕，并且降阻效果易受土壤濕度的影響而造成材料長期穩(wěn)定性差。因此，隨著降阻材料的發(fā)展又添加了一些有機物(如尿醛、酷胺、樹脂等) 來形成具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠物，以增加降阻材料的吸水保濕性，減少電解質(zhì)的流失，但其腐蝕性較強，且不能降解的有機物存在也使得其對自然環(huán)境的污染極大�；诨瘜W型降阻材料存在的不足，近年來，人們對于降阻材料的研發(fā)主要集中在以非電解質(zhì)固體粉末 (一般為碳素材料)為導電材料，硅酸鹽類材料為膠凝物的物理型降阻材料。這類降阻材料直接靠本身的導電粉末起到降阻作用，不受雨水的影響，大幅減輕了對金屬接地電極的腐蝕。同時，導電特性也不受酸堿鹽、高低溫、干濕度所限，對干旱、少雨、高寒地區(qū)更容易滿足接地電阻穩(wěn)定性的要求。
石墨烯是一種具有優(yōu)良導電性、導熱性、高比強度、大比表面積的新型材料，在許多領(lǐng)域得到了良好的應(yīng)用效果。專利文獻 (CN105957577A)公開了“一種接地用鈣基膨錦粉+其降陽劑”使用了石黑怪材料其中石思怪的加方式是與碳纖維鋁粉鋅粉和氧化鈣共同加入混合均勻。由于石墨烯片層間的I-II堆疊作用和較強的范德華力作用，造成石墨烯在水性溶液中難于分散均勻，易于團聚。因此，在上述專利中采用簡單的方式加入石墨烯，很難將其在降阻材料中分散均勻，不能充分發(fā)揮石墨烯增強降阻的優(yōu)勢。同時，該專利中的降阻劑加入了大量電解質(zhì)鹽，容易遇到雨水而流失，降低降阻效果。目前為止，盡管石墨烯在降阻材料領(lǐng)域得到了關(guān)注，但是能夠充分發(fā)揮石墨烯優(yōu)勢大幅提高降阻材料綜合性能的相關(guān)報導并不多。
制備方法
本發(fā)明的目的是針對石墨烯分散性差的問題，利用石墨烯分散技術(shù)向水泥基體中加入石墨烯，同時添加導電材料，最后制備出一種電阻率小、力學性能高、使用范圍廣防腐性能好、施工方式簡單的降阻材料。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有良好使用性能的石墨烯改性降阻材料及其制備方法。
本發(fā)明的一種石墨烯改性降阻材料采用以下成分配比:石墨烯、鱗片石墨、碳纖、維碳纖維、鋅粉、分散劑、鋼纖維、膨潤土等。
在所述配比中鱗片石墨選取過200目的粉末，石墨烯選用層數(shù)為3-20層，片層尺寸在10-20UM的多層石墨烯。碳纖維選取長度在6-10MM，直徑為7UM;鋼纖維選長度在20-40MM左右，長徑比為30-70，用于提高導電性，改善材料力學性能。分散劑是十二烷基苯磺酸鈉、聚乙烯叱咯烷酮、膽酸鈉之中的一種。鋅粉選取過325目的粉，用來防止接觸電極的表面腐蝕 (陰極保護作用)，并增加降阻材料的導電性。膨潤土選取鈉基膨潤土或鈣基膨潤土，粒度小于300目，以增加本材料在濕潤條件下的導電性。熟石膏選取粒度小于300目，用于調(diào)節(jié)水泥的凝固時間并增加水泥強度。
