專利名稱：一種高效節能導電復合脂及其生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于電力行業和電子設備的化學產品，更具體地說，本發明涉及一種用于電力行業和電子設備的導體電連接用化學制品。
背景技術：
我國現有電力系統中，除了35kV以上電壓等級輸變電系統主要擔負著遠距離傳輸電能的作用外，10kV及380/220V電壓等級是配電系統的主體，與用戶關系最為密切。在這與用戶關系最為密切的電力部分、包括一些直流供電線路，電能要通過導體、開關、變壓器等各種不同設備進行傳輸，在傳輸的過程中，會產生功率損失(有功、無功功率)，并在相應的時間內產生能量損失(有功、無功電量)。
尤其是在用戶關系最為密切的電力部分，根據各種需要，導體往往必須通過若干種器件之間的連接，才能進行遠距離傳輸。而導體的各種連接的不同接觸面上會形成接觸電阻。接點處理良好，則接觸電阻小；接點不牢或其他原因，使接點接觸不良，則會導致局部接觸電阻過大，產生過熱。
發生接觸電阻過大的主要原因有1)安裝質量差，造成導體與導體、導體與電氣設備連接點連接不牢；2)導體的連接點沾有雜質，如氧化層、泥土、油污等；3)由于長期震動或冷熱變化，使導體的連接點松動；4)銅鋁導體混接時，由于接點處理不當，在電腐蝕作用下接觸電阻會很快增大。
要降低接觸電阻和溫升，保護導體的金屬本體，傳統工藝是對導體搭接面作搪錫處理，但是這種工藝本身就有弊端首先，前處理工藝(包括酸洗、冷、熱水洗等)很復雜，既費時費料，還會對環境造成污染；第二，在前處理工藝過程與搪錫處理間有一段時間間隔，而在此期間氧化膜已重新形成了；第三，若采用超聲波搪錫可在搪錫前重新去除氧化膜，但這種設備損壞率很高；第四，除污染環境外，這種工藝對操作人員的健康是很有害的；第五，設備投資大，設備不能隨時隨地移動運用，這些對安裝都極其不利。
作為對于上述缺點的改進，有中國專利申請文件CN91108286.7公開了一種導電膏，用于涂敷在各種電力連接點處來代替搪錫工藝。該技術采用凡士林油作為粘合劑，石墨、碳纖維作為導電劑。而凡士林油是以不同粘度石油潤滑油餾分為原料，經脫油所得的蠟膏物質，還摻合機械油等助劑制成，由于其制備相對粗放，導致凡士林產品油中瀝青質、膠質及多環芳烴的疊合物較多、餾份過寬、粘度波動范圍大、油品粘度隨溫度變化太大即粘溫性能較差、以致導電膏產品的閃點、積炭傾向性、氧化安定性等物化性能較差，不能適應現在電力傳輸中連接點保護對節能、安全、長效穩定、使用簡便的需要。

發明內容
針對現有技術的上述缺點，本發明的目的是要提供一種高效節能導電復合脂，其具有如下優點能廣泛地使用于電力傳輸中各種連接點的保護，而且具有節能、安全、長效穩定、使用簡便等優點。
為此，本發明的技術解決方案之一是一種高效節能導電復合脂，其包括導電劑、有機分散劑和助劑，所述導電劑選自導電石墨粉、導電纖維、導電金屬粉其中一種或一種以上，而所述有機分散劑包括丁烯的聚合物和合成烴油，所述助劑包括稠化劑和偶聯劑，所述導電復合脂的重量組成如下導電劑15-70％，有機分散劑23-80％，稠化劑1-6％，偶聯劑0.2-1.0％。
針對傳統導電膏的有機分散劑的質量低劣，容易產生積炭、氧化甚至燃燒起火等安定性故障，考慮到現代電力供應線路中接點繁多、連接情況復雜多樣、環境條件千差萬別、電力故障利害悠關等具體使用條件，本發明人在行業經驗和實驗研究的基礎上，采用丁烯為原料合成得到的聚合物和合成烴油作為導電復合脂的有機分散劑，充分利用了合成法油膏產品完全無膠質、餾份集中、粘度波動小、粘溫性能好、沒有積碳殘余物、氧化安定性等優良物化性能，并配以相應的助劑、合理確定各種成份的適宜配比，從而大幅改進了電力供應線路中接點保護用復合脂的理化和電氣性質，使得電力供應線路中接點間的節能、安全、長效穩定等性能大幅提高，而且使用簡便。
本發明的導電復合脂主要應用于導電金屬體接頭的接觸面之間，保證導電金屬體接頭之間零距離無間隙連接，保障金屬導體接頭的電接觸完全可靠，大幅降低了金屬導體接頭之間的接觸電阻，有效防止接頭發熱，具有節能降耗的作用；同時由于產品對金屬還有卓越的防電化學腐蝕性能，能保護金屬導體很長時間處于無銹蝕狀態，從而能顯著延長金屬導體的使用壽命。
本發明高效節能導電復合脂能顯著降低接觸電阻(使用后約下降25～95％)和溫升(使用后約下降25～75％)，節電效果總有效率高達95％，電力節能十分顯著，還能有效避免電接觸面的各種腐蝕，其效果優于搪錫、鍍銀和銅鋁過渡接頭，是替代搪錫、鍍銀和銅鋁過度接頭的新產品。而且，本發明高效節能導電復合脂符合國家有關部委、國家節電辦聯合推薦的技術指標，可依據電力、建設、輸變配電領域的國家安裝標準而獲得明確規定使用。本發明高效節能導電復合脂產品可廣泛應用于電力、機電、冶金、礦山、化工、建材、交通等行業的高低壓、交直流電氣設備的制造、安裝、運行中的導電連接搭接處使用(所有的電氣導電接頭幾乎都可使用)。
為進一步優化和細化本發明制品的上述基本優點，本發明改進還包括所述丁烯的聚合物是低分子聚異丁烯，而低分子聚異丁烯分子量的范圍在450-2400之間；所述合成烴油的主成份為聚α-烯烴油。其中，低分子聚異丁烯是一種穩定的合成不干油，具有不同分子量的系列產品，具有良好的電氣特性，它是一種透明粘稠液體，防水、抗氧化、抗化學老化、抗龜裂，具有良好的紫外線穩定性，不含危害人類健康的成份，是環保型產品；而合成烴油是由化學合成方法制備的烴類潤滑油，以聚α-烯烴油為主，主要用來浸潤石墨粉等無機導電材料，加快無機相和有機相之間的融合速度。
所述稠化劑為氣相法二氧化硅和/或沉淀法二氧化硅，所述稠化劑的比表面積范圍為100-400m2/g。
所述偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑和/或硅烷偶聯劑。
所述鈦酸酯偶聯劑選自異丙基三(硬脂酰基)鈦酸酯、異丙基三(異辛酰基)鈦酸酯、異丙基三(癸酰基)鈦酸酯、異丙基三(油酰氧基)鈦酸酯其中一種或一種以上；所述硅烷偶聯劑選自KH-560(γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)、KH-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、KH-570(γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷其中一種或一種以上。
本發明產品中的偶聯劑主要能提高其中無機物和有機物之間的相容性，消除相分離。
所述導電石墨粉為六角晶體點陣結構，呈片狀；其電阻率小于10-3Ω.cm、耐熱性≥450℃；石墨粉粒度規格為100目、200目、325目、800目、1200目、2000目、4000目、5000目、8000目、10000目、12000目、15000目其中一種或一種以上的混合物。
所述導電纖維選自導電碳纖維、不銹鋼纖維、黃銅纖維、鎳纖維、鍍鎳碳纖維、鍍銅鎳合金碳纖維、鋁纖維、鍍鋁玻璃纖維、鍍鎳云母纖維、鍍不銹鋼碳纖維其中一種或一種以上；所述導電金屬粉選自鐵粉、鎂粉、鎳粉、銀粉、低碳鋼粉、不銹鋼粉、銅粉、鋁粉、鋅粉、金粉、鍍銀銅粉、鍍銀鋁粉、鍍銀鎳粉、鍍銀玻璃微珠、錫鋅合金粉、鍍鎳云母粉、，鋁銀漿，鋁銀粉，銅金粉其中一種或一種以上。
復合型導電高分子材料的導電機理有如下兩種理論一種是隧道效應，在導電材料中夾入非常薄的非導電材料時，在電場作用下，電子僅需越過很低的勢壘而移動；另一種是粒子導電，導電是通過接觸的粒子鏈來實現的，粒子之間的接觸電阻與接觸的粒子數目是決定導電的主要因素。對本發明高效節能導電復合脂而言，后者是起主要作用的。當導電性填料粒子在有機高分子樹脂載體中的分布形成鏈狀和網狀通路時，則產生導電作用。導電填料主要有炭黑、碳纖維、金屬粉、金屬箔、石墨等。在有機高分子樹脂載體中添加導電填料時，隨著導電填料粒子數目的增加，開始時電導率提高不明顯。當導電填料粒子數目達到某一數值后，電導率就會發生一個跳躍，劇增幾個或十幾個數量級，這時有機高分子樹脂就具有導電性了。為了保證在有機高分子樹脂載體中，導電填料能有效地形成導電粒子鏈和網通道，在實際應用中，往往采用幾種不同粒徑大小、不同幾何形狀和不同材料類型的導電填料同時使用。
作為優選，本發明中所述助劑還包括銅緩蝕劑、工業防霉劑，所述導電復合脂的重量組成如下導電石墨 10-40％，導電微細纖維 0-10％，導電金屬粉 5-20％，
低分子聚異丁烯20-70％，合成烴油； 3-10％，二氧化硅 1-6％，偶聯劑0.2-1.0％，銅緩蝕劑 0.2-0.8％工業防霉劑0.2-0.6％。
其中，所述銅緩蝕劑選自苯駢三氮唑、甲基苯駢三氮唑、巰基苯駢噻唑其中一種或一種以上；所述工業防霉劑選自OBPA(氧聯吩噁吡)和/或復合廣譜殺菌防霉劑P1，所述工業防霉劑分解溫度在300℃±20℃。
工業防霉劑OBPA，可同時防霉、抗菌、抗藻類，是工業領域最有效的抗菌劑之一。可添加到PVC制品、塑料制品、PVC地板材料、墻面涂料、油漆、油墨、紙張等，比其他無機或有機系僅能抗菌或僅能防霉之效果更為優異；工業防霉劑P1是高效殺菌防霉劑，殺菌譜廣，抑菌濃度低，對工業上造成普遍危害的霉菌、真菌及某些細菌均有較強的殺滅作用，耐候性、耐熱性好，300℃一下高溫不分解，化學穩定性好，不水解，在弱酸弱堿下穩定。可長期阻止微生物發育，藥效持久，并耐雨水沖刷，添加少量即對霉菌、細菌、酵母菌及藻類有效。
銅緩蝕劑主要使用于銅及銅合金的系統中作為緩蝕劑使用。它能在金屬表面形成致密的緩蝕膜，可有效隔離外界各種腐蝕因子，起到緩蝕的作用。
總之，本發明高效節能導電復合脂以多種導電材料與特效高分子有機材料以及功能添加劑和抗氧穩定劑等按科學配比，采用特殊工藝精制而成，作為電氣接觸面涂敷材料(又稱導電復合脂)、可以大幅降低金屬導電連接處的接觸電阻、降低溫升、減少電耗，防止接觸化學腐蝕和電化學腐蝕，達到節電、節材、提高供、用電電氣設備的安全運行可靠性等功效。
本發明高效節能導電復合脂具有耐高溫、耐低溫、抗氧化、耐腐蝕(對銅、鋁、鐵都不產生化學腐蝕，不同金屬材質搭接處涂膏后能防止產生電化學腐蝕)、不長霉(長霉度為0級)、使用方便省去膏脂固化過程，而且膏脂體具有不會龜裂、面電阻系數小等優點。高效節能導電復合脂可在濕熱及含有化工腐蝕性氣體環境中長期運行。高效節能導電復合脂為中性無毒膏體，使用方便不對人體和皮膚造成傷害，現場使用最方便、環保。
相應地，本發明的另一技術解決方案是一種如上所述的高效節能導電復合脂的生產工藝，所述生產工藝采用真空捏合機，而所述生產工藝包括如下順序步驟A、將導電劑、有機分散劑、稠化劑、偶聯劑、防霉劑加入所述捏合機中進行共同捏合，該步驟持續50-70分鐘、控制最高溫度不超過120℃±5℃；B、步驟A后抽真空，抽真空15-25分鐘后停止加熱；C、當溫度降到90±5℃時，再加入銅緩蝕劑捏合5分鐘，即出料、包裝。
以下結合具體實施例對本發明作進一步說明。
具體實施例方式
導電復合脂工藝及產品實施例在5升真空捏合機中，加入導電石墨粉(1500目)600克、導電碳纖維(3mm)100克，導電鎳粉(1000目)300克，低分子聚異丁烯(分子量2400)2500克、聚α-烯烴油(粘度400mPa.s)150克，異丙基三(硬脂酰基)鈦酸酯15克、氣相二氧化硅(比表面積200m2/g)60克、工業防霉劑OBPA 10克。邊升溫(最高溫度不超過120度)，邊捏合，一小時后再抽真空，二十分鐘后停止加熱，當溫度降到90度時，再加入苯駢三氮唑15克，捏合五分鐘后即可出料包裝。
本實施例產品質量參數見表一表一

由表可見，本發明導電復合脂具有高效的節能性質和卓越的電氣保護性能。
權利要求
1.一種高效節能導電復合脂，其包括導電劑、有機分散劑和助劑，所述導電劑選自導電石墨粉、導電纖維、導電金屬粉其中一種或一種以上，其特征在于所述有機分散劑包括丁烯的聚合物和合成烴油，所述助劑包括稠化劑和偶聯劑，所述導電復合脂的重量組成如下導電劑15-70％，有機分散劑23-80％，稠化劑1-6％，偶聯劑0.2-1.0％。
2.如權利要求1所述的高效節能導電復合脂，其特征在于所述丁烯的聚合物是低分子聚異丁烯，而低分子聚異丁烯分子量的范圍在450-2400之間；所述合成烴油的主成份為聚α-烯烴油。
3.如權利要求1所述的高效節能導電復合脂，其特征在于所述稠化劑為氣相法二氧化硅和/或沉淀法二氧化硅，所述稠化劑的比表面積范圍為100-400m2/g。
4.如權利要求1所述的高效節能導電復合脂，其特征在于所述偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑和/或硅烷偶聯劑。
5.如權利要求4所述的高效節能導電復合脂，其特征在于所述鈦酸酯偶聯劑選自異丙基三(硬脂酰基)鈦酸酯、異丙基三(異辛酰基)鈦酸酯、異丙基三(癸酰基)鈦酸酯、異丙基三(油酰氧基)鈦酸酯其中一種或一種以上；所述硅烷偶聯劑選自KH-560(γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)、KH-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、KH-570(γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷其中一種或一種以上。
6.如權利要求1所述的高效節能導電復合脂，其特征在于所述導電石墨粉為六角晶體點陣結構，呈片狀；其電阻率小于10-3Ω.cm、耐熱性≥450℃；石墨粉粒度規格為100目、200目、325目、800目、1200目、2000目、4000目、5000目、8000目、10000目、12000目、15000目其中一種或一種以上的混合物。
7.如權利要求1所述的高效節能導電復合脂，其特征在于所述導電纖維選自導電碳纖維、不銹鋼纖維、黃銅纖維、鎳纖維、鍍鎳碳纖維、鍍銅鎳合金碳纖維、鋁纖維、鍍鋁玻璃纖維、鍍鎳云母纖維、鍍不銹鋼碳纖維其中一種或一種以上；所述導電金屬粉選自鐵粉、鎂粉、鎳粉、銀粉、低碳鋼粉、不銹鋼粉、銅粉、鋁粉、鋅粉、金粉、鍍銀銅粉、鍍銀鋁粉、鍍銀鎳粉、鍍銀玻璃微珠、錫鋅合金粉、鍍鎳云母粉、鋁銀漿、鋁銀粉、銅金粉其中一種或一種以上。
8.如權利要求1所述的高效節能導電復合脂，其特征在于所述助劑還包括銅緩蝕劑、工業防霉劑，所述導電復合脂的重量組成如下導電石墨 10-40％，導電微細纖維 0-10％，導電金屬粉5-20％，低分子聚異丁烯20-70％，合成烴油； 3-10％，二氧化硅 1-6％，偶聯劑0.2-1.0％，銅緩蝕劑 0.2-0.8％，工業防霉劑0.2-0.6％。
9.如權利要求1所述的高效節能導電復合脂，其特征在于所述銅緩蝕劑選自苯駢三氮唑、甲基苯駢三氮唑、巰基苯駢噻唑其中一種或一種以上；所述工業防霉劑選自OBPA(氧聯吩噁吡)和/或復合廣譜殺菌防霉劑P1，所述工業防霉劑分解溫度在300℃±20℃。
10.一種如權利要求1-9之一所述的高效節能導電復合脂的生產工藝，所述生產工藝采用真空捏合機，其特征在于所述生產工藝包括如下順序步驟A、將導電劑、有機分散劑、稠化劑、偶聯劑、防霉劑加入所述捏合機中進行共同捏合，該步驟持續50-70分鐘、控制最高溫度不超過120℃±5℃；B、步驟A后抽真空，抽真空完成15-25分鐘后停止加熱；C、當溫度降到90±5℃時，再加入銅緩蝕劑捏合5分鐘，即出料、包裝。
全文摘要
本發明設計一種高效節能導電復合脂及其生產工藝，復合脂包括導電劑、有機分散劑和助劑，所述導電劑選自導電石墨粉、導電纖維、導電金屬粉其中一種或一種以上，而所述有機分散劑包括丁烯的聚合物和合成烴油，所述助劑包括稠化劑和偶聯劑，所述導電復合脂的重量組成為導電劑15－70％，有機分散劑23－80％，稠化劑1－6％，偶聯劑0.2－1.0％。本發明的高效節能導電復合脂能廣泛地使用于電力傳輸中各種連接點的保護，而且具有節能、安全、長效穩定、使用簡便等優點。
文檔編號C08K7/02GK1944518SQ200610062840
公開日2007年4月11日 申請日期2006年9月26日 優先權日2006年9月26日
發明者居學成 申請人:居學成