一种石墨防雷接地模块及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种防雷接地地极领域，具体涉及一种石墨防雷接地模块及其制备方法。所述石墨防雷接地模块的原料为石墨粉、石墨粒和沥青，其制备方法包括配料、混捏、制备生坯、焙烧和后加工等步骤。本发明专利技术的石墨防雷接地模块自身电阻率低，具有较高的机械强度，耐腐蚀，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨防雷接地模块及其制备方法
本专利技术涉及一种防雷接地地极领域，具体涉及一种石墨防雷接地模块及其制备方法。
技术介绍
传统接地体多为金属导体、最常见的有圆钢、角钢、钢管、铜棒、铜网等。其缺点是用料多，耗资大，寿命短、稳定性差。复合材料接地模块多是由非金属导电材料为主体，导电率低，性能稳定。埋入土壤中不降解，不含腐蚀性离子，安全环保。但这种接地模块抗压强度低，运输过程中和安装时容易破坏。而且应用范围有局限性，对一些贵重精密仪器、广播电视设备、电子医疗设备等工作接地和保护接地和各种高层建筑及高大构筑物、名胜古建筑、高大纪念塔等防雷接地已经不能适用了。专利申请201410158454.1公开了一种石墨接地极，由膨胀石墨1000份、玻璃纤维140～170份及提高接地极抗拉强度和导电性能的物质20～60份编织而成。专利申请201110440187.3公开了一种石墨接地模块，包括由石墨导电混凝土浇注的石墨模块主体、与该模块主体相连的金属钢棒，石墨导电混凝土材料按重量组分比：水20份，硅酸盐水泥30～40份、石墨5～15份、砂石10～15份、保湿剂2～5份、膨润土10～25份、电解质5～10份。通过在模块内部埋设金属骨架和改进现有的石墨导电混凝土，增强石墨接地模块的强度，以解决制造大体积预制模块的问题；石墨导电混凝土的改进在于降低石墨含量加强混凝土强度，通过加入少量的保湿材料和电解质以保证其导电性能。专利申请201310375011.3公开了一种复合石墨接地导体、制备方法以及使用方法，包括耐腐蚀的套管，套管内填充有高碳石墨内芯，所述套管上分布有一组通孔。该申请采用了带孔高强度热镀锌管或带孔不锈钢管包裹膨胀石墨芯的办法，导电主要是由石墨芯来完成的，但该专利技术会发生金属铠甲氧化生锈的现象。由于石墨地极需要满足性能稳定，自身电阻率低，并且对耐腐蚀性具有较高的要求，现有技术中的石墨地极并不能完全满足上述性能。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的首要专利技术目的在于提出了一种石墨防雷接地模块。为了实现本专利技术的目的，采用的技术方案为：本专利技术提出了一种石墨防雷接地模块，所述石墨防雷接地模块的原料为石墨粉、石墨粒和沥青，其制备方法包括以下步骤：(1)配料：将石墨破碎、筛分得到石墨粒和石墨粉，按照质量比5～7：3～5进行混合，石墨粒的粒径为0.8～1mm，石墨粉的粒径为0.075～0.5mm；(2)混捏：将步骤(1)配料后的石墨粉与沥青按照质量比为78～82：18～22进行混捏得到可塑糊料，混捏的时间为20～40分钟，混捏的温度为130～145℃；并经过轧片机进行轧片；(3)制备生坯：将步骤(2)得到的轧片糊料研磨成100～300目的粉料，将粉料经振动成型压制成密度为1.60～1.65g/cm3的生坯；(4)焙烧：将生坯置于的高温炉中，生坯用填充料焦粉覆盖，逐步升温至950℃～1050℃，获得焙烧品；(5)后加工，得到石墨防雷接地模块。本专利技术的第一优选技术方案为：在步骤(1)中，石墨粒和石墨粉的比例为3～4：6～7。本专利技术的第二优选技术方案为：在步骤(2)中，混捏前，先将沥青边抽真空边进行加热，加热的温度为130～150℃，真空度500～5000Pa，优选500～2000Pa；在该条件下搅拌10～30分钟。本专利技术的第三优选技术方案为：在步骤(2)中，石墨粉与沥青按照质量比为80～82：18～20；混捏的时间为20～30分钟，混捏的温度为130～140℃。本专利技术的第四优选技术方案为：在步骤(2)中，所述的沥青为中温煤沥青，沥青的软化点为85～95℃。本专利技术的第五优选技术方案为：在步骤(3)中，轧片糊料磨成200～300目的粉料，优选200目；振动成型的频率为30～35Hz，压力为12～15Mpa；优选频率是32～35Hz，压力是12～14Mpa。本专利技术的第六优选技术方案为：在步骤(3)中，生坯的密度为1.62～1.65g/cm3，优选1.62～1.64g/cm3。本专利技术的第七优选技术方案为：在步骤(3)中，制备得到的生坯具有石墨防雷接地模块的形状。本专利技术的第八优选技术方案为：，在步骤(4)中，升温曲线为：0～300℃，升温速度为8～12℃/小时，在300～500℃时，升温速度为3～5℃/小时，在500～700℃时，升温速度为2～3℃/小时，在700～1050℃时，升温速度为5～8.5℃/小时；优选0～300℃，升温速度为9～11℃/小时，在300～500℃时，升温速度为4～5℃/小时，在500～700℃时，升温速度为2～3℃/小时，在700～1050℃时，升温速度为6～8℃/小时。本专利技术制备得到的石墨防雷接地模块的性能参数为：密度≥1.65g/cm3，抗拉强度15～30Mpa，电阻率<0.01Ω.m，冲击电流1～5A，电阻变化率<1.2％，工频电流8～10A，工频接地电阻<1.2Ω，年腐蚀率<0.03％。下面对本专利技术的内容做进一步的解释和说明：本专利技术以人造石墨粉、石墨粒和中温煤沥青为原料经过混捏、轧片、磨粉、模压成型、一次焙烧、机械加工等工序制造而成。将原料破碎及筛分成指定尺寸的骨料颗粒，一部分原料磨成细粉，按照配方称量后混合组成各种颗粒的混合料。在加热状态下将定量的各种颗粒的混合料与定量的沥青混均，在一定时间和特定温度下捏合成可塑糊料。经过轧片机进行轧片。将轧片的糊料全部磨成200目的粉料。经过模压机在以将粉料压制成具有一定形状及较高密度的生坯。将生坯置于专门设计的高温炉中，生坯用填充料焦粉覆盖，逐步升温至950℃～1050℃左右，使黏结剂炭化，从而获得焙烧品。从而获得人造再生石墨所需要的物理化学性能。按照使用要求，对毛坯进行表面车削、端面加工。石墨接地模块内置镀锌金属极芯与接地网地线紧密连接，加以人造石墨基质模块之优秀导电率及优良的土壤亲和性、吸水性及保水性，降低土壤与接地模块间阻抗，使破坏冲击电流迅速释放到大地中进而达到保护功能。埋设后释放电解质，使与其接触之土壤碱离子化，不断增大接地体本身释放电流面积，减低接地模块与土壤层间接触电阻，石墨基质模块本身具有极强的吸水保湿和释放电解质的特性(这些特性是金属材料所没有的)，进而发挥本接地模块优秀的降阻能力。本专利技术公开了一种石墨防雷接地模块，原料为石墨粉、石墨粒和中温煤沥青，石墨粒的粒径为0.8～1mm，石墨粉的粒径为0.075～0.5mm；本专利技术选用了两种粒径的石墨材料，从而准确控制了产品的密度和强度，从而使石墨的紧密更加堆积，从而可以使石墨材料的空隙率低、孔洞的尺寸小，并具有强度高、抗氧性强的优势。在本专利技术的混捏步骤中，将配料得到的石墨粉与中温煤沥青按照质量比为78～80：20～22进行混捏得到糊料。并优选先将中温煤沥青边抽真空边进行加热，加热的温度为130～150℃，真空度500～5000Pa，优选500～200Pa；在该条件下搅拌10～30分钟。本专利技术通过中度真空环境，从而可以将中温煤沥青内的轻质挥发份的彻底挥发，从而避免了在焙烧过程中由于气体挥发从而在炭料中形成空隙。因为，在挥发性成分挥发过程中形成的空隙或气泡是非常不规则的，会使炭料形成不规则的、较大的裂隙或空泡，降低成品的机械性能，使模具的不良率增加。同时，本专利技术中加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨防雷接地模块，其特征在于，所述石墨防雷接地模块的原料为石墨粉、石墨粒和沥青，其制备方法包括以下步骤：(1)配料：将石墨破碎、筛分得到石墨粒和石墨粉，按照质量比5～7：3～5进行混合，石墨粒的粒径为0.8～1mm，石墨粉的粒径为0.075～0.5mm；(2)混捏：将步骤(1)配料后的石墨粉与沥青按照质量比为78～82：18～22进行混捏得到可塑糊料，混捏的时间为20～40分钟，混捏的温度为130～145℃；并经过轧片机进行轧片；(3)制备生坯：将步骤(2)得到的轧片糊料研磨成100～300目的粉料，将粉料经振动成型压制成密度为1.60～1.65g/cm3的生坯；(4)焙烧：将生坯置于的高温炉中，生坯用填充料焦粉覆盖，逐步升温至950℃～1050℃，获得焙烧品；(5)后加工，得到石墨防雷接地模块。

【技术特征摘要】
1.一种石墨防雷接地模块，其特征在于，所述石墨防雷接地模块的原料为石墨粉、石墨粒和沥青，其制备方法包括以下步骤：(1)配料：将石墨破碎、筛分得到石墨粒和石墨粉，按照质量比5～7：3～5进行混合，石墨粒的粒径为0.8～1mm，石墨粉的粒径为0.075～0.5mm；(2)混捏：将步骤(1)配料后的石墨粉与沥青按照质量比为78～82：18～22进行混捏得到可塑糊料，混捏的时间为20～40分钟，混捏的温度为130～145℃；并经过轧片机进行轧片；(3)制备生坯：将步骤(2)得到的轧片糊料研磨成100～300目的粉料，将粉料经振动成型压制成密度为1.60～1.65g/cm3的生坯；(4)焙烧：将生坯置于的高温炉中，生坯用填充料焦粉覆盖，升温曲线为：0～300℃，升温速度为8～12℃/小时，在300～500℃时，升温速度为3～5℃/小时，在500～700℃时，升温速度为2～3℃/小时，在700～1050℃时，升温速度为5～8.5℃/小时，获得焙烧品；(5)后加工，得到石墨防雷接地模块。2.根据权利要求1所述的石墨防雷接地模块，其特征在于，在步骤(2)中，混捏前，先将沥青边抽真空边进行加热，加热的温度为130～150℃，真空度500～5000Pa；在该条件下搅拌10～30分钟。3.根据权利要求2所述的石墨防雷接地模块，其特征在于，在步骤(2)中，混捏前，先将沥青边抽真空边进行加热，加热的温度为130～150℃，真空度500～2000Pa；在该条件下搅拌10～30分钟。4.根据权利要求1所述的石墨防雷接地模块，其特征在于，在步骤(2)中，石墨粉与沥青按照质量比为80～82：18～20；混捏的...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁进君，张培林，赤九林，阮明礼，张作文，李江，刘伟凯，
申请(专利权)人：大同新成新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14