[发明专利]一种接地器件以及接地方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种接地器件，以及该接地器件在接地领域中的接地方法。

背景技术

为了保证电力设备和大型电子设备的电压稳定和工作稳定性，以及操作的安全性考虑，接地是必不可少的一项措施。多种建筑物也需要接地保护。目前市场上用来接地的部件一般是由钢部件表面镀有铜，锌，镍等金属。锌比铁更易被腐蚀，可以作为牺牲阳极来减缓钢铁的腐蚀，它不适于长期保护钢铁。铜和镍比铁耐腐蚀，可以镀在铁的表面提供保护内部的铁。 接地材料长期暴露在不同地质的条件下。不同地质条件下的土壤里不同复杂的电解质成分和水分。在这些条件下，铜和镍还是可以逐渐地被腐蚀，进而影响到电力设备的长期稳定运作。银或金的防腐蚀效果更好，但价格过于昂贵而不合适使用。 铜和镍的包裹铁的电镀工艺复杂，附着力不稳定，易产生表面裂纹和镀层剥落等缺陷。这些缺陷会导致铁表面暴露，形成原电池，带来更严重的腐蚀后果。电镀金属在工艺上产生有毒废液废水，造成环境污染。而且，随着铜镍锌等金属价格的不断上涨，高厚度的重金属镀层的价格也随之提高。因此，市场急需一种材料技术方法能够给接地保护部件提供长期的防腐蚀保护，并且希望工艺和材料 无污染，低成本。这种防腐蚀要求对于高腐蚀的海洋环境更为重要。本说明中所说的接地，在海洋应用中包括接触海水来达到接地目的。 

许多有机高分子材料可以在土壤中稳定存在。有些高分子材料可以导电。 导电的高分子材料可以是高分子材料本身，如聚苯胺，聚噻酚等；也可以是由不导电的高分子材料，如聚乙烯，环氧树脂等，与导电的成分, 如碳，石墨，金属粉末，金属氧化物粉末等，组合成为导电的复合材料。导电高分子材料易于加工，可以通过挤出，注塑，涂布，喷涂 等工艺加工成型。迄今为止，还没有发现使用导电高分子材料解决接地材料长期防腐蚀应用的报道。

由于许多金属粉末会在土壤环境里会被逐渐腐蚀，优选碳材料为导电基材的复合材料。通过选择具有高导电性能的碳粉，掺有碳粉的高分子复合材料涂层可以具有良好的导电性能。由于高分子材料的价格便宜以及碳粉的使用量较低，整个工艺的成本大大降低，保证了接地材料具有良好接地性能的同时还具有抗腐蚀的性能。常用的导电复合材料通常含有导电的碳粉或碳纤维。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效低成本的接地金属表面处理技术。该技术方案使用导电的高分子材料作为接地金属的表面涂层，利用高分子材料本身的耐腐蚀性能克服了金属合金容易腐蚀的缺点。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案是，一种接地器件，所述器件具有以特征：a.高导电性能的金属核心，其电阻率小于0.01ohm.m；金属核心可以是实心也可以是空心。所述金属核心的表面覆盖了平均厚度在1nm到5mm的金属磷酸盐，或/和金属铬酸盐，或/和硅化合物的粘合层，并且所述粘合层的表面覆盖了平均厚度在1μm到10cm的导电复合层，并且所述导电复合层包含有高分子聚合物和至少一种导电颗粒，并且所述导电复合层整体电阻率小于 1000ohm.m；

b.所述导电颗粒的粒径为0.001μm-1cm。

在本发明技术方案中，还具有以下附加技术特征：

所述高导电性能的金属核心包括以下一种或几种金属材料：铁、铁合金、镍、镍合金、铜、铜合金、锌、锌合金、铝、铝合金、锡、锡合金。

所述粘合层中的金属盐为金属磷酸盐或无机铬化合物中的至少一种，所述粘合层中的硅化合物为有机硅烷化合物或无机硅酸盐中的至少一种。 

所述金属磷酸盐包括以下一种或几种：磷酸锌， 磷酸铝，磷酸镍，磷酸钴，磷酸锰，磷酸铬，磷酸矾，磷酸铁，磷酸镐。

所述的无机铬化合物包括以下一种或者几种，铬酸铝，铬酸铁，铬酸锌，铬酸铜，铬酸锡，铬酸锶，铬酸钡，三价铬氧化物及其水合物，六价铬氧化物及其水合物。

所述的金属盐是金属镐酸盐，包括铜，锌，铝，铁，锰，锡，矾，钛，铬，钴的六氟镐酸盐的一种或几种，或者是六氟镐酸和以上金属反应形成的金属盐类。

所述高分子聚合物包括以下一种或几种材料：聚环氧树脂、聚氨酯、聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、聚氰氨、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚醚、聚丙烯酸，聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯，聚甲基丙烯酸酯、聚二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯、硅橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶。

所述高分子聚合物在导电复合层中的所占的体积比例大于40% ，所述导电颗粒在导电复合层中所占的体积比例大于1%，并且达到逾渗阈值。

所述导电复合层为至少一层；