石墨复合降阻布的生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明属于电力、铁路、电信、厂矿、高层建筑等防雷接地【技术领域】，具体涉及一种石墨复合降阻布的生产工艺；该工艺包括如下步骤：选取碳含量在99.5％以上的可膨胀石墨，在1000℃下进行高温膨化，得到石墨蠕虫，将特种纤维表面均匀浸上粘合剂，将特种纤维均匀铺设在上下两层导电低阻石墨卷材之间，将复合导电低阻石墨卷材切割成导电低阻石墨带，将导电低阻石墨带用捻线机通过单向捻制方法制成导电低阻石墨线，将捻制成型的导电低阻石墨线，利用编织机编织成石墨复合降阻布；具有制备工艺流程简单，生产成本可控，便于大规模生产和推广应用的优点。
【专利说明】石墨复合降阻布的生产工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于电力、铁路、电信、厂矿、高层建筑等防雷接地【技术领域】，具体涉及一种石墨复合降阻布的生产工艺。
【背景技术】
[0002]电气设备的接地装置是保证设备安全稳定运行、保障运营工作人员人身安全的重要设施。低接地电阻值是衡量接地装置的重要运行指标，也是电气设备防雷、保护设备绝缘、降低接触电压与跨步电压的可靠保证。对于一些土壤电阻率较高的地区，接地网的接地电阻值长期高于标准限定值，这给电气设备的安全稳定运行和运营人员的人身安全造成不小的隐患。因此，降阻剂作为一种辅助接地材料应运而生，并在实际接地工程中确实起到一定的降阻效果，但根据近十几年接地领域对降阻剂的使用经验表明，降阻剂仍然存在以下不足之处:(1)腐蚀金属接地体。一些化学、矿渣和火山灰降阻剂对金属接地体尤其是钢、镀锌钢造成不可逆转的腐蚀作用，虽然在使用初期具有一定的降阻效果，但长期来看由于其对金属接地体的腐蚀使得降阻效果得不偿失。(2)降阻效果的长效性。一些可溶性的化学降阻剂和流质降阻剂多含无机盐成分，往往因雨水冲刷、渗入以及地下水的流动逐渐流失从而降阻效果不稳定，一段时间后接地网的接地电阻值升高，降阻剂也失去使用效果。
[3]污染土壤环境。降阻剂中含有硫酸盐、硝酸盐、重金属以及毒性有机化合物一定程度上污染土壤地表植被和地下水资源，降阻剂的污染问题越来越得到重视。(4)施工问题。一些粉末及流质降阻剂在使用时需要经过搅拌，施工过程中伴随着大量的粉尘不可避免地危害施工人员的上呼吸道健康。另外，降阻剂在施工时难以做到均匀敷设，从而使得金属接地体的不同部位之间形成化学原电池，进一步加剧了金属接地体的腐蚀，这就要求施工人员具有一定施工经验并且要尽量做到均匀敷设，施工工艺也直接影响着降阻剂的降阻效果。(5)降阻剂成本问题。虽然现行降阻剂品质不一，降阻效果千差万别，但成本均较高，加之降阻剂在使用时一般用量较大，高昂的使用成本也是限制其在接地网施工时大范围使用的原因之一。
[0003]由于现行降阻剂存在诸多技术瓶颈，因此，合理选用材料制高效稳定、安全环保、施工便捷的降阻材料具有重要的现实意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，而提供一种导电性能优异、降阻效果高效稳定、运输施工便捷、安全环保、成本低廉的石墨复合降阻布的生产工艺。
[0005]一种石墨复合降阻布的生产工艺，该工艺包括如下步骤:
[0006]一、选取碳含量在99.5%以上的可膨胀石墨，在1000°C下进行高温膨化，得到石墨蠕虫，利用辊压设备辊压至少4次，得到厚度在0.2?0.3mm的导电低阻石墨卷材；
[0007]二、将特种纤维表面均匀浸上粘合剂，所述的粘合剂为丙烯酸树脂胶、聚氨酯/PU胶、氨基树脂胶、酚醛树脂胶、环氧树脂胶、呋喃树脂胶、间苯二酚-甲醛树脂胶、二甲苯-甲醛树脂胶、不饱和聚酯胶、复合型树脂胶、聚酰亚胺胶或脲醛树脂胶其中之一；所述的特种纤维的数量为10或12根之一；
[0008]三、将步骤二中浸上粘合剂的特种纤维均匀铺设在上下两层导电低阻石墨卷材之间，并进行至少4次的辊压成型，在温度为280?300°C下进行热固处理，热固处理的时间为10?40s，得到复合导电低阻石墨卷材；
[0009]四、将步骤三中的复合导电低阻石墨卷材切割成导电低阻石墨带，导电低阻石墨带的宽度为10?20mm ；
[0010]五、将步骤四中的导电低阻石墨带用捻线机通过单向捻制方法制成导电低阻石墨线，导电低阻石墨线的直径为2?3mm，抗拉性能为48?65N，捻线速度为80?100r/m ；
[0011]六、将步骤五中捻制成型的导电低阻石墨线，利用编织机编织成石墨复合降阻布；
[0012]七、将步骤六中的石墨复合降阻布进行整形处理，处理后的厚度为3?5mm，密度为 0.4 ?0.6g/cm3。
[0013]一种石墨复合降阻布的生产工艺，该工艺包括如下步骤:
[0014]一、选取碳含量在99.5%以上的可膨胀石墨，在1000°C下进行高温膨化，得到石墨蠕虫，利用辊压设备辊压至少4次，得到厚度在0.25mm的导电低阻石墨卷材；
[0015]二、将特种纤维表面均匀浸上粘合剂，所述的粘合剂为丙烯酸树脂胶，所述的特种纤维的数量为10根；
[0016]三、将步骤二中浸上粘合剂的特种纤维均匀铺设在上下两层导电低阻石墨卷材之间，并进行至少4次的辊压成型，在温度为280°C下进行热固处理，热固处理的时间为10s，得到复合导电低阻石墨卷材；
[0017]四、将步骤三中的复合导电低阻石墨卷材切割成导电低阻石墨带，导电低阻石墨带的宽度为20mm ；
[0018]五、将步骤四中的导电低阻石墨带用捻线机通过单向捻制方法制成导电低阻石墨线，导电低阻石墨线的直径为2.5mm,抗拉性能为52N,抢线速度为80r/m ；
[0019]六、将步骤五中捻制成型的导电低阻石墨线，利用编织机编织成石墨复合降阻布；
[0020]七、将步骤六中的石墨复合降阻布进行整形处理，处理后的厚度为4mm，密度为0.515g/cm3。
[0021]所述的特种纤维为玻璃纤维和凯夫拉。
[0022]本发明具有如下优点:1、本发明呈编织物状，导电性能良好，降阻效果明显，不随雨水或地下水冲刷而流失，长效稳定；2、可以有效避免一些化学降阻剂、火山灰降阻剂腐蚀金属接地体的弊端，有效延长金属接地体的使用寿命；3、安全环保，不污染土壤环境和地下水资源，埋设过程中不危害施工人员的上呼吸道健康；4、柔性好，可弯曲折叠，运输施工便捷，可以均匀敷设在接地体周围，降低了金属接地体不同部位之间化学原电池发生接地体腐蚀的几率；原材料来源广泛,制备工艺流程简单,生产成本可控，便于大规模生产和推广应用。
【具体实施方式】
[0023]本发明为石墨复合降阻布的生产工艺，该工艺包括如下步骤:
[0024]一、选取碳含量在99.5%以上的可膨胀石墨，在1000°C下进行高温膨化，得到石墨蠕虫，利用辊压设备辊压至少4次，得到厚度在0.2?0.3mm的导电低阻石墨卷材；
[0025]二、将特种纤维表面均匀浸上粘合剂，所述的粘合剂为丙烯酸树脂胶、聚氨酯/PU胶、氨基树脂胶、酚醛树脂胶、环氧树脂胶、呋喃树脂胶、间苯二酚-甲醛树脂胶、二甲苯-甲醛树脂胶、不饱和聚酯胶、复合型树脂胶、聚酰亚胺胶或脲醛树脂胶其中之一；所述的特种纤维的数量为10或12根之一；
[0026]三、将步骤二中浸上粘合剂的特种纤维均匀铺设在上下两层导电低阻石墨卷材之间，并进行至少4次的辊压成型，在温度为280?300°C下进行热固处理，热固处理的时间为10?40s，得到复合导电低阻石墨卷材；
[0027]四、将步骤三中的复合导电低阻石墨卷材切割成导电低阻石墨带，导电低阻石墨带的宽度为10?20mm ；
[0028]五、将步骤四中的导电低阻石墨带用捻线机通过单向捻制方法制成导电低阻石墨线，导电低阻石墨线的直径为2?3mm，抗拉性能为48?65N，捻线速度为80?100r/m ；
[0029]六、将步骤五中捻制成型的导电低阻石墨线，利用编织机编织成石墨复合降阻布；
[0030]七、将步骤六中的石墨复合降阻布进行整形处理，处理后的厚度为3?5mm，密度为 0.4 ?0.6g/cm3。
[0031]一种石墨复合降阻布的生产工艺，该工艺包括如下步骤:
[0032]一、选取碳含量在99.5%以上的可膨胀石墨，在1000°C下进行高温膨化，得到石墨蠕虫，利用辊压设备辊压至少4次，得到厚度在0.25mm的导电低阻石墨卷材；
[0033]二、将特种纤维表面均匀浸上粘合剂，所述的粘合剂为丙烯酸树脂胶，所述的特种纤维的数量为10根；
[0034]三、将步骤二中浸上粘合剂的特种纤维均匀铺设在上下两层导电低阻石墨卷材之间，并进行至少4次的辊压成型，在温度为280°C下进行热固处理，热固处理的时间为10s，得到复合导电低阻石墨卷材；
[0035]四、将步骤三中的复合导电低阻石墨卷材切割成导电低阻石墨带，导电低阻石墨带的宽度为20mm ；
[0036]五、将步骤四中的导电低阻石墨带用捻线机通过单向捻制方法制成导电低阻石墨线，导电低阻石墨线的直径为2.5mm,抗拉性能为52N,抢线速度为80r/m ；
[0037]六、将步骤五中捻制成型的导电低阻石墨线，利用编织机编织成石墨复合降阻布；
[0038]七、将步骤六中的石墨复合降阻布进行整形处理，处理后的厚度为4mm，密度为0.515g/cm3。
[0039]所述的特种纤维为玻璃纤维和凯夫拉。
[0040]现结合具体实施例对本发明进行进一步说明。
[0041]具体的实施方式如下:
[0042]实施例1
[0043]一种石墨复合降阻布的生产工艺，该工艺包括如下步骤:
[0044]—、选取碳含量在99.5%以上的可膨胀石墨，在1000°C下进行高温膨化，得到石墨蠕虫，利用辊压设备辊压至少4次，得到厚度在0.2mm的导电低阻石墨卷材；
[0045]二、将特种纤维表面均匀浸上粘合剂，所述的粘合剂为丙烯酸树脂胶；所述的特种纤维的数量为10根；
[0046]三、将步骤二中浸上粘合剂的特种纤维均匀铺设在上下两层导电低阻石墨卷材之间，并进行至少4次的辊压成型，在温度为280°C下进行热固处理，热固处理的时间为10s，得到复合导电低阻石墨卷材；
[0047]四、将步骤三中的复合导电低阻石墨卷材切割成导电低阻石墨带，导电低阻石墨带的宽度为15mm ；
[0048]五、将步骤四中的导电低阻石墨带用捻线机通过单向捻制方法制成导电低阻石墨线，导电低阻石墨线的直径为2mm,抗拉性能为48N,抢线速度为80r/m ；
[0049]六、将步骤五中捻制成型的导电低阻石墨线，利用编织机编织成石墨复合降阻布；
[0050]七、将步骤六中的石墨复合降阻布进行整形处理，处理后的厚度为3mm，密度为0.4g/cm3。
[0051]实施例2
[0052]一种石墨复合降阻布的生产工艺，该工艺包括如下步骤:
[0053]一、选取碳含量在99.5%以上的可膨胀石墨，在1000°C下进行高温膨化，得到石墨蠕虫，利用辊压设备辊压至少4次，得到厚度在0.3mm的导电低阻石墨卷材；
[0054]二、将特种纤维表面均匀浸上粘合剂，所述的粘合剂为呋喃树脂胶，所述的特种纤维的数量为12根；
[0055]三、将步骤二中浸上粘合剂的特种纤维均匀铺设在上下两层导电低阻石墨卷材之间，并进行至少4次的辊压成型，在温度为300°C下进行热固处理，热固处理的时间为40s，得到复合导电低阻石墨卷材；
[0056]四、将步骤三中的复合导电低阻石墨卷材切割成导电低阻石墨带，导电低阻石墨带的宽度为20mm ；
[0057]五、将步骤四中的导电低阻石墨带用捻线机通过单向捻制方法制成导电低阻石墨线，导电低阻石墨线的直径为3mm,抗拉性能为65N,抢线速度为100r/m ；
[0058]六、将步骤五中捻制成型的导电低阻石墨线，利用编织机编织成石墨复合降阻布；
[0059]七、将步骤六中的石墨复合降阻布进行整形处理，处理后的厚度为5mm，密度为0.6g/cm3。
[0060]实施例3
[0061]一、选取碳含量在99.5%以上的可膨胀石墨，在1000°C下进行高温膨化，得到蠕虫石墨，利用辊压设备辊压至少4次，得到厚度在0.25mm的导电低阻石墨卷材；
[0062]二、将特种纤维表面均匀浸上粘合剂，所述的粘合剂为聚酰亚胺胶；所述的特种纤维的数量为11根；
[0063]三、将步骤二中浸上粘合剂的特种纤维均匀铺设在上下两层导电低阻石墨卷材之间，并进行至少4次的辊压成型，在温度为290°C下进行热固处理，热固处理的时间为25s，得到复合导电低阻石墨卷材；
[0064]四、将步骤三中的复合导电低阻石墨卷材切割成导电低阻石墨带，导电低阻石墨带的宽度为15mm ；
[0065]五、将步骤四中的导电低阻石墨带用捻线机通过单向捻制方法制成导电低阻石墨线，导电低阻石墨线的直径为2.5mm,抗拉性能为56.5N,抢线速度为90r/m ；
[0066]六、将步骤五中捻制成型的导电低阻石墨线，利用编织机编织成石墨复合降阻布；
[0067]七、将步骤六中的石墨复合降阻布进行整形处理，处理后的厚度为3mm，密度为0.5g/cm3。
[0068]本发明中整形后的石墨复合降阻布表面光滑、平整，致密度更高。本发明的抗拉性能是通过特种纤维的数量决定的，10-12根特种纤维捻制的单股导电低阻石墨线的抗拉强度为5N以上，10根特种纤维捻制的单股导电低阻石墨线的抗拉强度为58N以上，12根特种纤维捻制的双股导电低阻石墨线的抗拉强度为65N以上，因此实际生产中可以根据需要制作出抗拉强度不同的导电低阻石墨线。
[0069]对于石墨复合降阻布的实际接地应用，可按照以下方法进行施工:
[0070]方法一:水平接地体使用石墨复合降阻布的施工
[0071]将石墨复合降阻布平整铺设在接地沟内，其上敷设水平接地体，两者使用石墨线每隔0.5?2m进行捆绑式连接。
[0072]方法二:开孔式垂直接地体使用石墨复合降阻布的施工
[0073]将石墨复合降阻布卷绕在垂直接地体四周，并采用石墨线按照每间隔0.2?0.5米的距离捆扎后置于预先挖掘的接地孔中，然后再进行回填夯实。
[0074]为检验石墨复合降阻布的降阻效率，按《GB/T 21698-2008复合接地体技术条件》、《DL/T621-1997交流电气装置的接地》以及《DL/T475-2006接地装置特性参数测量导则》对石墨复合降阻布的降阻效率进行测试，测试条件如下:
[0075]试验于土壤电阻率均匀(约260 Ω.m)地区开挖1、II和III三处相同规模的接地沟，其宽度为0.5m,深度为0.8m,长度为12m。为避免测量相互影响，三者平行间距为10m。选择的接地体为直径12mm的镀锌钢接地体。对比试验I处不使用降阻剂；11处使用面积为7.2m2的石墨复合降阻布，并按照水平接地体使用石墨复合降阻布的施工条件进行施工；III处使用相同体积的普通粉末状降阻剂。III处接地装置回填完成后静置一周后测量接地电阻值分别为:28.9Ω、12.4Ω和22.7Ω。可见本发明所述的石墨复合降阻布的降阻效果明显优于现行粉末降阻剂的降阻效果，因此具有广阔的应用前景。
[0076]上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普遍技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种石墨复合降阻布的生产工艺，其特征在于:该工艺包括如下步骤: 一、选取碳含量在99.5%以上的可膨胀石墨，在1000°C下进行高温膨化，得到石墨蠕虫，利用辊压设备辊压至少4次，得到厚度在0.2?0.3mm的导电低阻石墨卷材； 二、将特种纤维表面均匀浸上粘合剂，所述的粘合剂为丙烯酸树脂胶、聚氨酯/PU胶、氨基树脂胶、酚醛树脂胶、环氧树脂胶、呋喃树脂胶、间苯二酚-甲醛树脂胶、二甲苯-甲醛树脂胶、不饱和聚酯胶、复合型树脂胶、聚酰亚胺胶或脲醛树脂胶其中之一；所述的特种纤维的数量为10或12根之一； 三、将步骤二中浸上粘合剂的特种纤维均匀铺设在上下两层导电低阻石墨卷材之间，并进行至少4次的辊压成型，在温度为280?300°C下进行热固处理，热固处理的时间为10?40s，得到复合导电低阻石墨卷材； 四、将步骤三中的复合导电低阻石墨卷材切割成导电低阻石墨带，导电低阻石墨带的宽度为10?20_ ； 五、将步骤四中的导电低阻石墨带用捻线机通过单向捻制方法制成导电低阻石墨线，导电低阻石墨线的直径为2?3mm,抗拉性能为48?65N,抢线速度为80?100r/m ； 六、将步骤五中捻制成型的导电低阻石墨线，利用编织机编织成石墨复合降阻布； 七、将步骤六中的石墨复合降阻布进行整形处理，处理后的厚度为3?5mm，密度为0.4 ?0.6g/cm3。
2.根据权利要求1所述的一种石墨复合降阻布的生产工艺，其特征在于:该工艺包括如下步骤: 一、选取碳含量在99.5%以上的可膨胀石墨，在1000°C下进行高温膨化，得到石墨蠕虫，利用辊压设备辊压至少4次，得到厚度在0.25mm的导电低阻石墨卷材； 二、将特种纤维表面均匀浸上粘合剂，所述的粘合剂为丙烯酸树脂胶，所述的特种纤维的数量为10根； 三、将步骤二中浸上粘合剂的特种纤维均匀铺设在上下两层导电低阻石墨卷材之间，并进行至少4次的辊压成型，在温度为280°C下进行热固处理，热固处理的时间为10s，得到复合导电低阻石墨卷材； 四、将步骤三中的复合导电低阻石墨卷材切割成导电低阻石墨带，导电低阻石墨带的宽度为20mm ； 五、将步骤四中的导电低阻石墨带用捻线机通过单向捻制方法制成导电低阻石墨线，导电低阻石墨线的直径为2.5mm,抗拉性能为52N,抢线速度为80r/m ； 六、将步骤五中捻制成型的导电低阻石墨线，利用编织机编织成石墨复合降阻布； 七、将步骤六中的石墨复合降阻布进行整形处理，处理后的厚度为4mm，密度为0.515g/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种石墨复合降阻布的生产工艺，其特征在于:所述的特种纤维为玻璃纤维和凯夫拉。
【文档编号】H01R4/66GK104376921SQ201410652560
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】金小六, 金鑫 申请人:河南盛煌电力设备有限公司