[发明专利]一种环氧树脂基导电复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料及其制备方法，特别涉及一种环氧树脂基导电复合材料及其制备方法。

背景技术

《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-2011实施后，要求烟囱出口烟尘排放≤30mg/m³，重点地区≤20mg/m³，目前除尘设备后烟气中细颗粒物所占比例较高，湿法脱硫系统对细颗粒物的除尘效率不稳定，机械式除雾器只能去除大颗粒液滴，未安装GGH的脱硫系统又容易携带石膏浆液，产生石膏雨问题，都会造成烟尘排放超标。

湿式电除尘器的工作条件与干式电除尘器不同，除尘效果要优于干式电除尘器。湿式电除尘器去除的对象除了有粉尘颗粒还有大量的水雾滴，由于雾滴与粉尘的物理特性存在差别，其工作过程也有所差异。

从原理上来讲，首先由于水滴的存在对电极放电产生了影响，要形成发射离子，金属电极中的自由电子必须获得足够的能量，才能克服电离能而越过表面势垒成为发射电子。让电极表面带水是降低表面势垒的一种有效措施。水覆盖金属表面后，将原来的“金属一空气”界面分割成“金属一水”界面和“水一空气”界面，后两种界面的势垒比前一种界面的势垒低很多，这些都改变了电极放电效果，使之能在低电压下发生电晕放电。其次由于水滴的存在，水滴与粉尘结合后，使得高比电阻的粉尘比电阻下降，因此湿式电除尘器的工作状态会更加稳定；另外由于湿式电除尘器采用水流冲洗，没有振打装置，所以不会产生二次扬尘。

所以湿式电除尘器通常设置在湿法脱硫装置后，脱硫后的饱和烟气中携带部分水滴，在通过高压电场时也可捕获并被水冲洗走，这样可降低烟气中总的携带水量，减小石膏雨形成的几率。同时用于收集微细颗粒物PM_2.5、酸雾（尺寸为0.1～0.5μm）等，烟尘排放浓度可以达到≤10mg/m³；解决湿法脱硫系统存在的石膏雨问题。湿式电除尘器在美国、日本和欧洲已成功应用于湿法脱硫之后的PM_2.5的去除。

由于湿式电除尘器设置在湿法脱硫后，烟气温度较低（低于酸露点），设备腐蚀问题尤为突出，而不锈钢材料投资较大。因而采用何种防腐材料，成为湿式电除尘器亟需解决问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺点，提供了一种具有良好防腐性能和导电性能的环氧树脂基导电复合材料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明的制备方法如下：

1）改性导电环氧树脂的制备

首先按质量百分比取45～55%的环氧树脂，15～25%的苯乙烯，5～10%的苯酐，15%的丙二醇，8%的乙炔炭黑和0.5～1%的氯化胺；

然后将环氧树脂、苯酐、丙二醇加入反应釜中搅拌均匀后升温至90℃，再加入氯化胺，继续升温至100℃，搅拌10小时后缓慢倒入装有苯乙烯和乙炔炭黑的稀释釜中并搅拌降温；

最后将降温后的混合料即改性导电环氧树脂由稀释釜底部放出；

2）按质量百分比取40～60%的改性导电环氧树脂，2～5%的碳纤维、15～45%的氧化硅纤维，8～15%的阻燃剂氢氧化铝、0.5～2%的树脂助剂过氧化甲乙酮、1～4%的树脂助剂环烷酸钴和0.5%的树脂助剂二甲基苯胺；

3）将改性导电环氧树脂、阻燃剂氢氧化铝和树脂助剂过氧化甲乙酮搅拌混合均匀后得到混合胶料；

4)向混合胶料中加入树脂助剂环烷酸钴和树脂助剂二甲基苯胺搅拌均匀得树脂胶料；

5）将碳纤维和氧化硅纤维铺放在模具中，将树脂胶料浸渍涂布在碳纤维和氧化硅纤维上；

6）然后再在浸渍涂布有树脂胶料的碳纤维和氧化硅纤维的表面覆盖聚酯薄膜制成的柔性模具；

7）待浸渍涂布碳纤维和氧化硅纤维中的树脂胶料由液态变为固态，与碳纤维和氧化硅纤维复合后去除聚酯薄膜制成的柔性模具，再脱模得到环氧树脂基导电复合材料。

所述的浸渍涂布采用涂胶料工具即毛刷或毛滚。

按本发明的制备方法制成的环氧树脂基导电复合材料按照质量百分比包括：40～60%的改性导电环氧树脂、2～5%的碳纤维、15～45%的氧化硅纤维、8～15%的阻燃剂氢氧化铝、0.5～2%的树脂助剂过氧化甲乙酮、1～4%的树脂助剂环烷酸钴和0.5%的树脂助剂二甲基苯胺。

本发明制备的环氧树脂基导电复合材料，其耐腐蚀性能强，导电性能良好；该材料材质轻、强度高，其各项检测结果如下表：