[发明专利]一种改性纤维增强接地材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性纤维增强接地材料的制备方法，属于接地材料技术领域。

背景技术

接地是为保证电力，通讯，微电子设备等设备，建筑及人身安全的重要手段。随着电力，微电子以及尖端科学的进步，对于接地系统的要求也越来越高。近年来由于接地系统不良造成的设备损坏事故频频发生，特别是在雷雨季节接地装置发生腐蚀，使接地电阻值升高，使接地系统的热稳定性能降低，从而引发的设备因雷击而损坏也频频发生。随着电力系统容量的不断增大，接地网安全运行的要求越来越严格，对杆塔接地电阻的稳定性的要求也越高。目前电力系统接地体主要面临腐蚀和降阻问题，长期以来，国内外开展了大量接地技术研究课题，提出了等离子接地棒等降阻技术，以及阴极保护防腐技术，但至今未从根本上解决接地腐蚀问题。电力系统接地网一般采用钢、铜、锌包钢、铜包钢等金属材料，价格昂贵，且易发生自然腐蚀，镀锌钢等电镀合金材料防腐效果差，在外力及环境因素作用下，硬质金属接地体与软质突然胶体之间易形成氧浓差电化学腐蚀，使其使用寿命缩短。铜的耐腐蚀能力是钢的3～4倍，过高的材料成本是限制其在输电线路杆塔接地网应用的主要原因。铜包钢接地材料防腐性能较好，一般在接地体端部容易出现点腐蚀，当铜包钢接地体因自然因素发生扭曲或弯折时，表面铜覆盖层易破裂进而加速内部钢材料的腐蚀速率。目前接地材料普遍存在的问题，耐腐蚀性和柔性差、运输施工难度大、与土壤间隙大、易被偷盗以及高成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对传统的金属接地材料易腐蚀，强度差，柔性差、运输施工难度大的问题，提供了一种改性纤维增强接地材料的制备方法，本发明先对木浆纤维进行发泡处理，使木浆纤维结构膨胀形成多孔木浆纤维，再将木浆纤维酸浸后洗涤干燥，得干燥物后加入混合铜盐溶液中，随后滴加还原剂，使铜盐还原反应，还原后物质放入管式炉中，通入氢气进一步进行还原，将铜离子还原成铜单质负载在多孔木浆纤维中后与石墨混合，压制成型后即可得到改性纤维增强接地材料，本发明利用木浆纤维和石墨制备得到的接地材料，耐腐蚀性强，而且其耐热性、柔性和导电性的性能优异，且便于加工，质量可控，同时成本也得到合理的控制。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）称取150～200g木浆纤维，按质量比1：5将木浆纤维与水混合，混合后依次加入3～5g偶氮二甲酰胺和2～4g吐温-80，先用1000～1200r/min转速搅拌混合10～15min，搅拌后加热至60～70℃，再以200～400r/min搅拌8～10h，搅拌后形成发泡浆料，过滤，收集滤渣，将滤渣置于蒸汽炉中，用90～95℃的水蒸汽处理30～50min，收集蒸汽处理后的木浆纤维置于真空干燥箱中，在40～60℃温度下干燥12～15h，干燥后得多孔木浆纤维；

（2）按质量比1:10将上述多孔木浆纤维浸泡在质量分数15%硝酸溶液中，搅拌混合50～60min后过滤，得滤渣后用去离子水洗涤至中性，将洗涤后的滤渣放入烘箱中，在60～80℃的条件下干燥5～7h，得干燥物，按质量比1:10将干燥物加入混合铜盐溶液中，搅拌混合30～40min后缓慢滴加10～15mL质量分数45%水合肼溶液，控制滴加速度为1～2滴/min，滴加结束后搅拌混合1～2h，搅拌后离心分离得沉淀物；所述的混合铜盐溶液是按质量比1：1：1：50，将硫酸铜、氯化铜和硝酸铜加入去离子水中，搅拌混合至固体溶解；

（3）将上述沉淀物放入烘箱中，在60～70℃温度下干燥8～10h，将干燥后的沉淀物置于管式气氛炉中，在氢气气氛保护下以2～4℃/min升温速率升温至300～400℃，保温2～4h后冷却室温，得负载铜多孔木浆纤维；

（4）按质量比1:3将上述负载铜多孔木浆纤维和石墨混合，混合后加入粉碎机中粉碎，过200～220目筛，得混合粉末，将混合粉末置于模具中，先在15～20MPa压力下压制5～10min，随后升高压力至40～50MPa，保压压制10～15min后脱模，即可得到改性纤维增强接地材料。