无机复合降阻剂及其制备方法和应用与流程

文档序号:23503553发布日期:2021-01-01 18:11阅读:127来源:国知局

本发明涉及降阻剂技术领域,尤其是涉及一种无机复合降阻剂及其制备方法和应用。



背景技术:

随着社会工作效率生产性能向高密度化、多功能化方向发展,目前在电子通讯、能源风能、石化医药、火工航空等行业对防静电、防雷接地要求更高,目前市面上使用的降阻剂多为化学降阻剂,存在有效导电成分不稳定、污染环境和地下水等问题。

有鉴于此,特提出本发明。



技术实现要素:

本发明的目的之一在于提供一种无机复合降阻剂,以改善现有化学降阻剂存在有效导电成分不稳定、以污染环境和地下水等技术问题。

本发明提供的无机复合降阻剂,包括按质量份数计的如下组分:水泥80-120份,无机复合导电粉1-1.5份,粗砂200-300份和工业盐2-4份。

进一步的,所述无机复合降阻剂,包括按质量份数及的如下组分:水泥90-110份,无机复合导电粉1-1.5份,粗砂240-280份和工业盐2.5-3.5份。

进一步的,所述无机复合降阻剂,包括按质量份数计的如下组分:水泥100份,无机复合导电粉1.2份,粗砂260份和工业盐3份。

进一步的,所述无机复合导电粉包括按质量份数计的如下组分:钛白粉10-20份,钛酸钙35-55份,硼酸5-15份和导电氧化物15-25份;

优选地,所述导电氧化物选自氧化铝、氧化锡、氧化锌和氧化钌中的至少一种。

进一步的,所述无机复合导电粉的电阻率≥105ω.cm;

优选地,所述无机复合导电粉的粒径为800-1200目。

进一步的,所述粗砂的细度模数≥0.7;

优选地,所述粗砂的含泥量≤3%。

进一步的,所述水泥为硅酸盐水泥,优选为42.5#硅酸盐水泥;

优选地,所述工业盐的粒径为800-1200目。

本发明的目的之二在于提供上述无机复合降阻剂的制备方法,包括如下步骤:将水泥、无机复合导电粉、粗砂和工业盐混合均匀,得到无机复合降阻剂。

进一步的,将水泥、无机复合导电粉、粗砂和工业盐倒入搅拌机中干混,使得水泥、无机复合导电粉、粗砂和工业盐混合均匀,得到无机复合降阻剂。

本发明的目的之三在于提供上述无机复合降阻剂在电子通讯、能源风电、石化医药和火工航天领域的应用。

本发明通过特定质量配比的水泥、无机复合导电粉、粗砂和工业盐相互配合得到的无机复合降阻剂,不仅原料价廉易得,环保无污染,而且导电性能稳定可靠,不随时间衰减,同时还具有良好的耐腐蚀性能,能够对接地体进行全面保护。

本发明提供的无机复合降阻剂的制备方法,操作简单,安全方便,能够适用于规模化大生产,提高生产效率,降低成本。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

根据本发明的一个方面,本发明提供了一种无机复合降阻剂,包括按质量份数计的如下组分:水泥80-120份,无机复合导电粉1-1.5份,粗砂200-300份和工业盐2-4份。

典型但非限制性的,本发明提供的无机复合降阻剂的组分中,水泥的质量份数如为80、85、90、95、100、105、110或120份;无机复合导电粉的质量份数如为1、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5份;粗砂的质量份数如为200、220、250、280或300份,工业盐的质量份数如为2、2.2、2.5、2.8、3、3.2、3.5、3.8或4份。

本发明提供的无机复合降阻剂具有如下有益效果:

(1)原料无毒无味,不会对环境造成污染;

(2)原料价廉易得,成本低;

(3)导电性能稳定可靠,在各种环境温度下均具有优异的耐久性,使用周期长,能够与建筑物共存;

(4)防腐蚀性能优异,能够对接地体进行全面保护;

(5)适用性强,能够适用于沙漠以及干旱少雨的地区,即使环境恶劣,仍然能够保持稳定的降阻效果。

在本发明的一种优选方案中,当无机复合降阻剂中,水泥的用量为90-110份,无机复合导电粉的用量为1-1.5份,粗砂的用量为240-280份,工业盐的用量为2.5-3.5份时,无机复合降阻剂的降阻性能更为优异,稳定性更好。尤其是当无机复合降阻剂中,水泥的用量为100份,无机复合导电粉的用量为1.2份,粗砂的用量为260份,工业盐的用量为3份时,无机复合降阻剂的降阻性能和稳定性更佳。

在本发明的一种优选方案中,无机复合导电粉包括按质量份数计的如下组分:钛白粉10-20份,钛酸钙35-55份,硼酸5-15份和导电氧化物15-25份。

典型但非限制性的,无机复合导电粉中,钛白粉的质量份数如为10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20份;碳酸钙的质量份数如为35、38、40、42、45、48、50、52或55份;硼酸的质量份数如为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20份;导电金属氧化物的质量份数如为15、16、17、18、19、20、21、22、23、24或25份。

通过特定质量配比的钛白粉、碳酸钙、硼酸和导电金属氧化物相互协同形成的无机复合导电粉,不仅具有优异的导电稳定性,而且具有优异的阻燃性能,同时原料价廉易得,白度高,能够应用于浅色制品中。

在本发明的一种优选实施方案中,氧化锌为四针状氧化锌晶须。

四针状氧化锌晶须金具有超高强度,而且具有优异的耐热性和可调的电学性能。

在本发明的进一步优选方案中,导电金属氧化物包括氧化铝和氧化锡。

当导电金属氧化物为氧化铝和氧化锡的混合物时,制成的无机复合导电粉的导电性能更佳优良,成本更加低廉。

在本发明的更进一步优选实施方式中,导电金属氧化物中,氧化铝和氧化锡的质量比为(4-6):(1-3)。

在本发明的优选实施方式中,氧化铝和氧化锡的典型但非限制性的质量比如为4:1、5:1、6:1、2:1、3:1、3:1、4:3、5:3或2:1。

在本发明的一种优选实施方式中,无机复合导电粉还包括按质量份数计的辅料5-15份。

在本发明提供的无机复合导电粉的原料中,辅料的典型但非限制性的质量份数如为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15份。

通过在无机复合导电粉的原料中加入辅料,以进一步提高无机复合导电粉的阻燃性能和导电性能。

在本发明的一种优选实施方式中,辅料选自硼砂、高岭土、石英砂和铝矾土中的一种或几种。

典型但非限制性的,上述无机复合导电粉的制备方法,包括如下步骤:

将钛白粉、碳酸钙、硼酸、导电金属氧化物和任选的辅料加入水中的混合均匀,干燥,粉碎,即得到无机复合导电粉。

在本发明的一种优选实施方式中,在制备无机复合导电粉之前,先将钛白粉、碳酸钙、硼酸、导电金属氧化物和任选的辅料分别粉碎成200-400目的粉末,再进行原料的混合。

在本发明优选实施方式中,通过先将钛白粉、碳酸钙、硼酸、导电金属氧化物和任选的辅料分别粉碎成200-400目的粉末再进行原料的混合,更易于将各原料混合的更加均匀,从而更有效保证制成的无机复合导电粉的性能稳定性。

在本发明的一种优选方案中,无机复合导电粉的粒度为800-1200目。

通过将无机复合导电粉的粒度设置为800-1200目,以使得其能够更好的用于涂料、水泥或塑料制品中。

典型但非限制性的,无机复合导电粉的粒径如为800、820、850、880、900、950、1000、1150或1200目。

在本发明的一种优选方案中,无机复合导电粉的电阻率≥105ω.cm指的是无机复合导电粉的电阻率≥105ω.cm均可作为原料制备无机复合降阻剂。

在本发明的一种优选方案中,粗砂的细度模数≥0.7,以使得粗砂能够与水泥、无机复合导电粉和工业盐混合均匀,使得制备得到的无机复合降阻剂性能更加优良。

在本发明的一种优选方案中,粗砂的含泥量≤3%,以避免由于粗砂中粗砂含量过多影响无机复合降阻剂的导电性能。

在本发明的一种优选方案中,水泥为硅酸盐水泥,以使得制备得到的无机复合导电粉具有优异的耐腐蚀性能。

在本发明的进一步优选方案中,水泥为42.5#硅酸盐水泥。

在本发明的一种优选方案中,工业盐的粒径为800-1200目。

典型但非限制性的,工业盐的粒径如为800、820、850、880、900、950、1000、1150或1200目。

在本发明的一种优选方案中,工业盐的性能指标符合gb/t5462-2015工业盐中精制工业盐一级工业干盐的标准。

根据本发明的第二个方面,本发明提供了上述无机复合降阻剂的制备方法,包括如下步骤:将水泥、无机复合导电粉、粗砂和工业盐混合均匀,得到无机复合降阻剂。

本发明提供的无机复合降阻剂的制备方法,操作简单,安全方便,能够适用于规模化大生产,提高生产效率,降低成本。

在本发明的进一步优选方案中,将水泥、无机复合导电粉、粗砂和工业盐倒入搅拌机中干混,使得水泥、无机复合导电粉、粗砂和工业盐混合均匀,得到无机复合降阻剂。

通过将水泥、无机复合导电粉、粗砂和工业盐倒入搅拌机中干混,能够有效加快混合效率,使得水泥、无机复合导电粉、粗砂和工业盐混合的更加均匀,从而使得制备得到的无机复合降阻剂的导电性能和防腐性能更加优良。

根据本发明的第三个方面,本发明提供了上述无机复合降阻剂在电子通讯、能源风电、石化医药和火工航天领域的应用。

本发明提供的无机复合降阻剂在电子通讯、能源风电、石化医药和火工航天领域中应用时,不仅导电性能稳定可靠,而且具有良好的耐腐蚀性能,能够对接地体进行全面保护。

为了便于本领域技术人员理解,下面结合实施例和对比例对本发明提供的技术方案做进一步的描述。

实施例1

本实施例提供了一种无机复合降阻剂,包括按质量份数计的如下组分:水泥80份,无机复合导电粉1.5份,粗砂200份和工业盐4份,其中,水泥为42.5#硅酸盐水泥,粗砂的细度模数≥0.7,粗砂的含泥量≤3%,工业盐的粒径为800-1200目,且符合gb/t5462-2015工业盐中精制工业盐一级工业干盐的标准,无机复合导电粉由钛白粉15份,碳酸钙45份,硼酸10份、硼砂10份、氧化铝20份混合而成,且无机复合导电粉的粒径为800-1200目,电阻率≥105ω.cm。

实施例2

本实施例提供了一种无机复合降阻剂,包括按质量份数计的如下组分:水泥120份,无机复合导电粉1份,粗砂300份和工业盐2份,其中,水泥为42.5#硅酸盐水泥,粗砂的细度模数≥0.7,粗砂的含泥量≤3%,工业盐的粒径为800-1200目,且符合gb/t5462-2015工业盐中精制工业盐一级工业干盐的标准,无机复合导电粉由钛白粉15份,碳酸钙45份,硼酸10份、硼砂10份、氧化铝12份和氧化锡8份混合而成,且无机复合导电粉的粒径为800-1200目,电阻率≥105ω.cm。

实施例3

本实施例提供了一种无机复合降阻剂,包括按质量份数计的如下组分:水泥90份,无机复合导电粉1.4份,粗砂240份和工业盐3.5份。其中,水泥为42.5#硅酸盐水泥,粗砂的细度模数≥0.7,粗砂的含泥量≤3%,工业盐的粒径为800-1200目,且符合gb/t5462-2015工业盐的相关标准,无机复合导电粉由钛白粉15份,碳酸钙45份,硼酸10份、硼砂10份、氧化铝15份和氧化锡5份混合而成,且无机复合导电粉的粒径为800-1200目,电阻率≥105ω.cm。

实施例4

本实施例提供了一种无机复合降阻剂,包括按质量份数计的如下组分:水泥110份,无机复合导电粉1.1份,粗砂280份和工业盐2.5份。其中,水泥为42.5#硅酸盐水泥,粗砂的细度模数≥0.7,粗砂的含泥量≤3%,工业盐的粒径为800-1200目,且符合gb/t5462-2015工业盐中精制工业盐一级工业干盐的标准,无机复合导电粉由钛白粉15份,碳酸钙45份,硼酸10份、高岭土10份、氧化铝15份、氧化锡5份和混合而成,且无机复合导电粉的粒径为800-1200目,电阻率≥105ω.cm。

实施例5

本实施例提供了一种无机复合降阻剂,包括按质量份数计的如下组分:水泥95份,无机复合导电粉1.3份,粗砂270份和工业盐2.8份。其中,水泥为42.5#硅酸盐水泥,粗砂的细度模数≥0.7,粗砂的含泥量≤3%,工业盐的粒径为800-1200目,且符合gb/t5462-2015工业盐中精制工业盐一级工业干盐的标准,无机复合导电粉由钛白粉15份,碳酸钙45份,硼酸10份、石英砂10份、氧化铝15份和氧化锡5份混合而成,且无机复合导电粉的粒径为800-1200目,电阻率≥105ω.cm。

实施例6

本实施例提供了一种无机复合降阻剂,包括按质量份数计的如下组分:水泥105份,无机复合导电粉1.2份,粗砂250份和工业盐3.2份。其中,水泥为42.5#硅酸盐水泥,粗砂的细度模数≥0.7,粗砂的含泥量≤3%,工业盐的粒径为800-1200目,且符合gb/t5462-2015工业盐中精制工业盐一级工业干盐的标准,无机复合导电粉由钛白粉15份,碳酸钙45份,硼酸10份、铝矾土10份、氧化铝15份和氧化锡5份混合而成,且无机复合导电粉的粒径为800-1200目,电阻率≥105ω.cm。

实施例7

本实施例提供了一种无机复合降阻剂,包括按质量份数计的如下组分:水泥100份,无机复合导电粉1.2份,粗砂260份和工业盐3份。其中,水泥为42.5#硅酸盐水泥,粗砂的细度模数≥0.7,粗砂的含泥量≤3%,工业盐的粒径为800-1200目,且符合gb/t5462-2015工业盐中精制工业盐一级工业干盐的标准,无机复合导电粉由钛白粉15份,碳酸钙45份,硼酸10份、硼砂10份、氧化铝15份和氧化锡5份混合而成,且无机复合导电粉的粒径为800-1200目,电阻率≥105ω.cm。

实施例8

本实施例提供了一种无机复合降阻剂的制备方法,实施例1-7提供的无机复合降阻剂均按照本实施例提供的制备方法制备而成,具体包括如下步骤:

将水泥、无机复合导电粉、粗砂和工业盐倒入搅拌机中干混,使得水泥、无机复合导电粉、粗砂和工业盐混合均匀,得到无机复合降阻剂。

对比例1

本对比例提供了一种降阻剂,包括按质量份数计的如下组分:水泥200份,无机复合导电粉1.2份,粗砂100份和工业盐3份。其中,本对比例采用的水泥、粗砂、工业盐和无机复合导电粉均与实施例7中的原料相同,在此不再赘述。

对比例2

本对比例提供了一种降阻剂,包括按质量份数计的如下组分:水泥50份,无机复合导电粉1.2份,粗砂310份和工业盐3份。其中,本对比例采用的水泥、粗砂、工业盐和无机复合导电粉均与实施例7中的原料相同,在此不再赘述。

对比例3

本对比例提供了一种降阻剂,本对比例与实施例7的不同之处在于,未加入工业盐,所用原料及原料配比均与实施例7相同,在此不再赘述。

对比例4

本对比例提供了一种降阻剂,本对比例与实施例7的不同之处在于,未加入无机复合导电粉,所用原料及原料配比均与实施例7相同,在此不再赘述。

试验例1

将实施例1-7和对比例1-4提供的降阻剂分别进行电阻性能、稳定性能、理化性能和腐蚀率的测定,结果如下表1和表2所示,其中,取样依据qj2136.4-1991《金属材料理化复验试样规定物理性能测试试样》进行,电阻性能依据sj/t10694-2006《电子产品制造防静电系统测试方法》进行测试,腐蚀率的测试方法为gb/t18590-2001《金属和合金的腐蚀点蚀评定方法》进行测试,标称电阻率变化率是采用152-1型表面电阻测试仪分别测试经过20次以上的冲击电流及工频电流测试电阻率后计算得到,稳定性能分别测定降阻剂失水、冷热循环50次及浸泡在水中72h后的标称电阻率和ph值。

表1降阻剂性能数据表

备注:1、电阻率测定时,潮湿状态指的是含水率≥20%,干燥状态指的是含水率≤10%,在本试验例中,潮湿状态是在含水率为20%时测定,干燥状态是指在含水率10%时测定;

2、腐蚀率测定时,实验室测定指的是温度为25℃,湿度为35%时进行的测定。

表2降阻剂稳定性性能数据表

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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