本发明涉及接地材料技术领域，具体涉及一种防雷防腐接地材料及其制备方法。
背景技术：
接地材料在输变电工程、重大建筑物的整个投资中所占的比例虽然很小，但它因被腐蚀或雷击而引发的事故却极其惊人，可谓是“安全杀手”，它能很快摧毁电网中的二次设备，如直流、保护、通信等设备，并扩大事故影响范围。
随着通讯、电子技术的迅猛发展，对接地环境要求也越来越高，有一个很小的流涌就可以使设备损坏，因此，对接地系统和材料的可靠性、安全性的要求不断提高，以保证通讯、电子设备的可靠运行，杜绝安全隐患。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种防雷防腐接地材料及其制备方法，该接地材料以金属基质材料为基础，分别由内向外涂覆转化膜层、封闭层、导电表面层，层层复合后，大大增强了防雷、防腐蚀的效果，满足了重腐蚀环境下的防雷接地系统的防护要求。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种防雷防腐接地材料，包括由内到外的金属基质材料、导电保护膜层，导电保护膜层包括由内到外的转化膜层、封闭层、导电表面层；
所述转化膜层包括如下重量份的原料：硫酸锌2～6份、硝酸钛3～8份、钼酸铵1～5份、铁屑3～8份、去离子水10～22份；
所述封闭层包括如下重量份的原料：纳米石墨10～25份、改性酚醛环氧树脂20～30份、纳米二氧化硅粉末5～10份、固化剂1～6份、润湿分散剂2～8份、二甲苯40～60份、乙酸乙酯30～50份；
所述导电表面层包括如下重量份的原料：纳米导电碳10～25份、改性丙烯酸树脂10～20份、磷铁粉5～12份、硅烷偶联剂1～5份、甲苯30～40份、乙酸乙酯40～60份。
优选地，所述转化膜层包括如下重量份的原料：硫酸锌5份、硝酸钛6份、钼酸铵2份、铁屑5份、去离子水20份；
所述封闭层包括如下重量份的原料：纳米石墨20份、改性酚醛环氧树脂26份、纳米二氧化硅粉末7份、固化剂5份、润湿分散剂3份、二甲苯52份、乙酸乙酯45份；
所述导电表面层包括如下重量份的原料：纳米导电碳18份、改性丙烯酸树脂16份、磷铁粉10份、硅烷偶联剂3份、甲苯35份、乙酸乙酯50份。
优选地，所述封闭层的固化剂为593固化剂、703固化剂、591固化剂、590固化剂、704固化剂中的一种或多种的组合。
优选地，所述封闭层的润湿分散剂为乙烯基双硬酯酰胺、硬脂酸单甘油酯、硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的一种或多种的组合。
优选地，所述导电表面层的硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、γ―脲丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种的组合。
上述防雷防腐接地材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）转化膜层的形成：按照重量份称取硫酸锌、硝酸钛、钼酸铵、铁屑、去离子水，混合后60～80℃搅拌30～40分钟，混合物趁热均匀涂覆在金属基质材料的外层，常温干燥1～2小时得到转化膜层；
（2）封闭层的形成：按照重量份称取纳米石墨、改性酚醛环氧树脂、纳米二氧化硅粉末、固化剂、润湿分散剂、二甲苯、乙酸乙酯，混合后于30～40℃搅拌20～30分钟，再将混合物均匀涂覆于转化膜层的外部，120～150℃烘30～40分钟后，形成封闭层；
（3）导电表面层的形成：按照重量份称取纳米导电碳、改性丙烯酸树脂、磷铁粉、硅烷偶联剂、甲苯、乙酸乙酯，混合后于30～40℃搅拌20～30分钟，再将混合物涂覆于封闭层的外层，常温干燥30～40分钟后，168～180℃干燥1～2小时，得到导电表面层；
（4）接地材料的制备：将形成导电表面层的材料放置通风干燥处养护20～30小时得到该接地材料。
优选地，所述涂覆的方式为浸涂、辊涂或喷涂。
优选地，所述养护的温度为18～28℃。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的防雷防腐接地材料，以金属基质材料为基础，分别由内向外涂覆转化膜层、封闭层、导电表面层，层层烘干紧密复合后，大大增强了金属基质材料的防雷、防腐蚀效果，满足了严重化学试剂腐蚀环境下的防雷接地系统的防护要求。
（2）本发明的转化膜层，具有接地设备应有的热稳定性、耐候性、耐化学物质腐蚀的性能，与膨润土类降阻剂有很好的相融性，不存在金属相与非金属相材料相接触时电气接触电阻无法保证其稳定性的质量缺陷。
（3）本发明的封闭层，能有效避免降阻剂对金属接地主材的腐蚀，有效避免金属相与非金属相材料相接触时无法保证的接触电阻不稳定的现象。
（4）本发明的导电表面层，以纳米导电碳为主要成分，进一步增强了防腐蚀性能、热稳定性，克服了采用石墨作防腐涂层的主导电助剂时，在胶结成膜过程中由于其特有的层状结构，因产生收缩应力的影响而致使导电性的防腐膜层开裂的现象。
（5）本发明的接地材料的制备方法，采用特定形状或材质的金属基质材料，预先酸洗、水洗、干燥后分层制备和涂覆，严格按照工艺标准操作，保证了接地材料的表面平滑均匀，无划痕、缺损、锈蚀的情况发生。
具体实施方式
以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。
实施例1.
一种防雷防腐接地材料，包括由内到外的金属基质材料、导电保护膜层，导电保护膜层包括由内到外的转化膜层、封闭层、导电表面层；
转化膜层包括如下重量的原料：硫酸锌5g、硝酸钛6g、钼酸铵2g、铁屑5g、去离子水20g；
封闭层包括如下重量的原料：纳米石墨20g、改性酚醛环氧树脂26g、纳米二氧化硅粉末7g、703固化剂5g、润湿分散剂硬脂酸钡3g、二甲苯52g、乙酸乙酯45g；
导电表面层包括如下重量的原料：纳米导电碳18g、改性丙烯酸树脂16g、磷铁粉10g、硅烷偶联剂γ―氨丙基三乙氧基硅烷3g、甲苯35g、乙酸乙酯50g。
上述防雷防腐接地材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）转化膜层的形成：按照重量称取硫酸锌、硝酸钛、钼酸铵、铁屑、去离子水，混合后60～80℃搅拌30～40分钟，混合物趁热均匀涂覆在金属基质材料的外层，常温干燥1～2小时得到转化膜层；
（2）封闭层的形成：按照重量称取纳米石墨、改性酚醛环氧树脂、纳米二氧化硅粉末、固化剂、润湿分散剂、二甲苯、乙酸乙酯，混合后于30～40℃搅拌20～30分钟，再将混合物均匀涂覆于转化膜层的外部，120～150℃烘30～40分钟后，形成封闭层；
（3）导电表面层的形成：按照重量g称取纳米导电碳、改性丙烯酸树脂、磷铁粉、硅烷偶联剂、甲苯、乙酸乙酯，混合后于30～40℃搅拌20～30分钟，再将混合物涂覆于封闭层的外层，常温干燥30～40分钟后，168～180℃干燥1～2小时，得到导电表面层；
（4）接地材料的制备：将形成导电表面层的材料放置通风干燥处养护20～30小时得到该接地材料。
其中，涂覆的方式为浸涂、辊涂或喷涂，养护的温度为18～28℃。
实施例2.
一种防雷防腐接地材料，包括由内到外的金属基质材料、导电保护膜层，导电保护膜层包括由内到外的转化膜层、封闭层、导电表面层；
转化膜层包括如下重量的原料：硫酸锌5g、硝酸钛4g、钼酸铵3g、铁屑5g、去离子水16g；
封闭层包括如下重量的原料：纳米石墨18g、改性酚醛环氧树脂25g、纳米二氧化硅粉末7g、591固化剂3g、润湿分散剂乙烯基双硬酯酰胺7g、二甲苯48g、乙酸乙酯42g；
导电表面层包括如下重量的原料：纳米导电碳10～25g、改性丙烯酸树脂10～20g、磷铁粉5～12g、硅烷偶联剂甲基乙烯基二乙氧基硅烷1～5g、甲苯30～40g、乙酸乙酯40～60g。
上述防雷防腐接地材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）转化膜层的形成：按照重量称取硫酸锌、硝酸钛、钼酸铵、铁屑、去离子水，混合后60～80℃搅拌30～40分钟，混合物趁热均匀涂覆在金属基质材料的外层，常温干燥1～2小时得到转化膜层；
（2）封闭层的形成：按照重量称取纳米石墨、改性酚醛环氧树脂、纳米二氧化硅粉末、固化剂、润湿分散剂、二甲苯、乙酸乙酯，混合后于30～40℃搅拌20～30分钟，再将混合物均匀涂覆于转化膜层的外部，120～150℃烘30～40分钟后，形成封闭层；
（3）导电表面层的形成：按照重量称取纳米导电碳、改性丙烯酸树脂、磷铁粉、硅烷偶联剂、甲苯、乙酸乙酯，混合后于30～40℃搅拌20～30分钟，再将混合物涂覆于封闭层的外层，常温干燥30～40分钟后，168～180℃干燥1～2小时，得到导电表面层；
（4）接地材料的制备：将形成导电表面层的材料放置通风干燥处养护20～30小时得到该接地材料。
其中，涂覆的方式为浸涂、辊涂或喷涂，养护的温度为18～28℃。
实施例3.
一种防雷防腐接地材料，包括由内到外的金属基质材料、导电保护膜层，导电保护膜层包括由内到外的转化膜层、封闭层、导电表面层；
转化膜层包括如下重量的原料：硫酸锌5g、硝酸钛8g、钼酸铵5g、铁屑5g、去离子水20g；
封闭层包括如下重量的原料：纳米石墨23g、改性酚醛环氧树脂28g、纳米二氧化硅粉末7g、704固化剂5g、润湿分散剂硬脂酸单甘油酯6g、二甲苯54g、乙酸乙酯44g；
导电表面层包括如下重量的原料：纳米导电碳25g、改性丙烯酸树脂18g、磷铁粉12g、硅烷偶联剂5g、甲苯40g、乙酸乙酯60g。
上述防雷防腐接地材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）转化膜层的形成：按照重量称取硫酸锌、硝酸钛、钼酸铵、铁屑、去离子水，混合后60～80℃搅拌30～40分钟，混合物趁热均匀涂覆在金属基质材料的外层，常温干燥1～2小时得到转化膜层；
（2）封闭层的形成：按照重量称取纳米石墨、改性酚醛环氧树脂、纳米二氧化硅粉末、固化剂、润湿分散剂、二甲苯、乙酸乙酯，混合后于30～40℃搅拌20～30分钟，再将混合物均匀涂覆于转化膜层的外部，120～150℃烘30～40分钟后，形成封闭层；
（3）导电表面层的形成：按照重量称取纳米导电碳、改性丙烯酸树脂、磷铁粉、硅烷偶联剂、甲苯、乙酸乙酯，混合后于30～40℃搅拌20～30分钟，再将混合物涂覆于封闭层的外层，常温干燥30～40分钟后，168～180℃干燥1～2小时，得到导电表面层；
（4）接地材料的制备：将形成导电表面层的材料放置通风干燥处养护20～30小时得到该接地材料。
其中，涂覆的方式为浸涂、辊涂或喷涂，养护的温度为18～28℃。
对实施例1制备的接地材料进行了性能测试，40%wt的naoh溶液高温煮沸69小时无明显变化，30%wt的盐酸溶液常温浸泡680小时无明显变化，对常见的无机强酸强碱20天无明显腐蚀现象。
本发明的接地材料大大增强了金属基质材料的防雷、防腐蚀效果，满足了严重化学试剂腐蚀环境下的防雷接地系统的防护要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。