本发明涉及高性能高分子材料技术领域，尤其涉及一种接地网用石墨/热固性树脂导电复合材料的制备方法。
背景技术：
电力系统的接地网是用来排除地面设备积累电荷的。构成接地网的金属直接埋入地下。接地网在土壤中因受到电化学腐蚀而遭到破坏。接地电网遭受腐蚀后，其表面会生成腐蚀产物从而影响接地网的导电性。如果接地网因腐蚀而断裂，会使整个接地网的泄电能力降低，从而危及地面设备的安全运行。
目前我国采用铁扁钢为接地材料。钢作为接地体，热稳定性较铜好，价格便宜，但其耐腐蚀性能较差。为提高其耐腐蚀性能，目前最常用的方法是采用镀锌钢以使腐蚀速度减慢，但在腐蚀性较严重的土壤中，镀锌层也会很快被腐蚀掉，因此也难以从根本上解决腐蚀问题。
石墨具有很好的层状结构，每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子以共价键结合，而层间则以范德华力相结合。由于每个碳原子均会放出一个离域p电子可沿平面方向自由移动，使石墨具有良好的导电导热性。石墨材料以其优越的导电性能、导热性能、耐腐蚀性能，以及抗热震性能，广泛地应用于化学工业、石油炼制和能源转换等诸多领域。
传统石墨材料的制备工艺主要是常规烧结及加压烧结，其成型方法通常是：将炭粉或石墨粉与可石墨化的树脂相混合，机压成型后在高温(通常在2200～2800oc)和还原气氛或真空条件下进行石墨化。该工艺具有工艺温度高、耗能大及成本高等缺点。
传统复合材料制备方法有粉末冶金法、喷射成型法和各种铸造技术即模压铸造、流变铸造和混砂铸造等。这些方法制备复合材料存在增强体颗粒尺寸粗大、热力学不稳定、界面结合强度低等缺点。为了克服这些缺点，近年来出现了原位合成技术，即在一定条件下通过化学反应在基体内原位生成一种或几种增强相，达到强化的目的。
石墨/聚合物复合材料具有和石墨相同的耐蚀性能，虽然聚合物树脂的含量较低，但复合材料基本上保持了聚合物的加工性能，可以通过典型的塑料加工技术如挤压、模压或注射工艺成型。因此，石墨/聚合物复合材料易于大规模生产，一次成型，可大大降低材料的生产成本。
制造石墨/聚合物复合材料的树脂有热塑性树脂和热固性树脂。热塑性树脂与石墨混合后形成适于压模的干混合物，但是脱模前这种聚合物的冷却需要花很长的时间。热固性树脂不需要冷却就可以脱模，缩短了整个过程所需要的时间。而且，热固性树脂在复合材料中能形成结实的三维网状结构，因而具有更强的弯曲强度。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种接地网用石墨/热固性树脂导电复合材料的制备方法，本发明使用碳纤维布作为增强剂，以碳纤维粉、纳米铜粉、碳纳米管或石墨烯作为导电填料，制备石墨/热固性树脂导电复合材料。所得到的导电复合材料不仅具有较高的导电性，而且具有较高的弯曲强度和耐腐蚀性。
本发明采用的技术方案：一种接地网用石墨/热固性树脂导电复合材料的制备方法，其特征在于：接地网用石墨/热固性树脂导电复合材料由石墨100质量份，热固性树脂10-100质量份，固化剂1-10质量份，碳纤维布0-3层，导电填料0-10份质量份组成；
将上述复合材料组分按照重量份数配比加入混炼机，混炼0.5-2小时，倒入模具，使用平板热压机在100-180oc下热压固化成型，经冷却、脱模，得到所述接地网用石墨/热固性树脂导电复合材料。
所述碳纤维布是表面上浆剂处理的碳纤维布；所述石墨是纯度为90%的石墨；所述热固性树脂是环氧树脂、酚醛树脂或环氧树脂和酚醛树脂的混合物；所述导电填料是碳纤维粉、纳米铜粉、碳纳米管或石墨烯；所述固化剂是六氟锑酸苯甲基吡嗪。
本发明的有益效果：本发明的第一个重要的技术措施是使用碳纤维布为增强剂，有助于提高复合材料的弯曲强度和导电性能。本发明的第二个重要的技术措施是使用纳米铜粉、碳纳米管或石墨烯作为导电填料，可提高复合材料的导电性能。本发明的第三个重要的技术措施是以热聚合引发剂作为环氧树脂的固化剂，可增加树脂的操作时间，又简化成型工艺。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制对本发明的保护范围。
实施例1
石墨：青岛星远石墨乳有限公司，90%。
酚醛树脂：实验室自制。
环氧树脂：山东肥城德源化工有限公司，牌号：e-44。
固化剂：六氟锑酸苯甲基吡嗪，实验室自制。
碳纤维布：吉林市吉研高科技纤维有限责任公司，12k。
将100克石墨、30克酚醛树脂、10克环氧树脂、0.1克固化剂和1层碳纤维布依次加入混炼机，混炼1小时，倒入模具，使用平板热压机在140oc下固化2小时，经冷却、脱模，得到所述接地网用石墨/热固性树脂导电复合材料。
对实施例1的产物采用中华人民共和国机械行业标准（jb/t8133.7-1999）和国家标准(gb/t24525-2009)分别测试弯曲强度和导电率，其试验结果见表1。
实施例2
除了将酚醛树脂用量改为40克、环氧树脂用量改为20克、固化剂用量改为0.2克、碳纤维布用量改为2层外，其余同实施例1。石墨/热固性树脂导电复合材料的组分及试验结果见表1。
实施例3
碳纤维粉：吉林市吉研高科技纤维有限责任公司，含碳量93%。
除了将酚醛树脂用量改为20克、碳纤维布用量改为2层、碳纤维粉用量为3克外，其余同实施例1。石墨/热固性树脂导电复合材料的组分及试验结果见表1。
实施例4
纳米铜粉：北京德科岛金科技有限公司，99.9%，50nm。
除了将酚醛树脂用量改为10克、环氧树脂用量改为20克、固化剂用量改为0.2克、碳纤维布用量改为2层、纳米铜粉用量为3克外，其余同实施例1。石墨/热固性树脂导电复合材料的组分及试验结果见表1。
实施例5
碳纳米管：中国科学院成都有机化学有限公司，20-30纳米。
除了将酚醛树脂用量改为20克、碳纤维布用量改为2层、碳纳米管用量为1克外，其余同实施例1。石墨/热固性树脂导电复合材料的组分及试验结果见表1。
实施例6
石墨烯：烟台市烯能新材料股份有限公司，含碳量99.9%
除了将酚醛树脂用量改为10克、环氧树脂用量改为20克、固化剂用量改为0.2克、碳纤维布用量改为2层、石墨烯用量为1克外，其余同实施例1。石墨/热固性树脂导电复合材料的组分及试验结果见表1。
比较例1
将100克石墨、20克酚醛树脂、10克环氧树脂和0.1克固化剂依次加入混炼机，混炼1小时，倒入模具，使用平板热压机在140oc下固化2小时，经冷却、脱模，得到石墨/热固性树脂复合材料。对比较例1的产物采用中华人民共和国国家标准进行各种性能的测试，其试验结果见表1。
表1
通过比较实施例1-6和比较例1可以看出，与石墨/热固性树脂复合材料相比，用碳纤维布为增强剂，以碳纤维粉、铜粉、碳纳米管或石墨烯为导电材料，在不影响弯曲强度的条件下，可显著提高复合材料的导电率。
所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均属于本发明的保护范围。