石墨烯电力复合脂制造技术

本发明专利技术提供了一种石墨烯电力复合脂，包括基础脂和导电剂，所述基础脂为50～100重量份的第一离子液体，所述导电剂包括0.3～5份的离子液体改性石墨烯、15～50重量份的纳米铜粉和5～20重量份的纳米银粉。该石墨烯电力复合脂具有良好的耐高温低温性、抗氧化性，同时提高了导电率以及安全性。

Graphene electric Compound Grease

【技术实现步骤摘要】
石墨烯电力复合脂
本专利技术涉及一种电力复合脂，具体涉及一种包含石墨烯的电力复合脂。
技术介绍
电力复合脂又称为导电膏，通常是由基础油脂、导电填料以及抗氧化稳定剂等制成的一种中性导电敷料。它广泛应用于电力行业的母线与母线、母线与设备接线端子连接等处的接触面，主要用来降低导电接触面的接触电阻和对接触面起密封阻隔作用。电力复合脂广泛应用于变电所、配电所中母线与母线、母线与设备接线端子连接处的接触面和隔离开关触头的接触面上，相同和不同金属材质的导电体(铜与铜、铜与铝、铝与铝)的连接均可使用，代替并优于紧固连接接触面搪锡、镀银工艺，能较大地降低接触电阻(可降低35～95％)，从而达到降低温升(可降低35～85％)，提高母线连接处和开关触头的导电性能，减少大量的电能损耗，还可避免接触面的各种腐蚀，尤其是极大地提高了电力复合脂使用处的安全性能，为变电所、配电所及线路的安全运行提供了可靠的保证。传统的电力复合脂在长期运行后，会出现由于热老化、电晕老化等引起的析油现象，这是由于电力复合脂中的有机分子链在热或电晕条件下出现分子链段断裂，分子量下降，从而导致有机油脂析出，造成电网设备的电气连接部位发生故障。因此，需要开发一种耐老化性和稳定性更好的电力复合脂材料，提高其对电网设备电接触部的密封保护能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电力复合脂，通过采用离子液体作为基础脂，与改性纳米金属颗粒、离子液体改性石墨烯混合，增强了电力复合脂的耐高温低温性、抗氧化性，提高了导电率以及安全性。<br>根据本专利技术的一个方面，提供一种石墨烯电力复合脂，包括基础脂和导电剂，所述基础脂为50～100重量份的离子液体，所述导电剂包括0.3～5份的离子液体改性石墨烯、12～40重量份的纳米铜粉和4.5～15重量份的纳米银粉。优选地，所述离子液体包括由选自季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子的阳离子，以及选自卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子的阴离子组成的一种或多种。优选地，所述纳米银粉的平均粒径为30～500nm，所述纳米铜粉的平均粒径为15～500nm。根据一个具体实施方式，所述石墨烯电力复合脂还包括抗氧剂0.1～1.5重量份。所述抗氧剂优选为噻二唑或其衍生物。进一步地，所述石墨烯电力复合脂还包括稳定剂0.1～5.0重量份，所述稳定剂为柠檬酸、芳香胺或酚类。进一步地，所述离子液体电力复合脂还包括稠度调整剂3.0～8.0重量份，所述稠度调整剂为8200或R106。根据本专利技术的电力复合脂将离子液体作为基础脂，利用离子液体的导电性、难挥发、不燃烧、电化学稳定电位窗口大等特点，增强了电力复合脂在高电场条件下的导电能力，减少了电网设备接触部位的发热量，同时使得电力脂在使用过程中不易变质。具体实施方式根据本专利技术提供的石墨烯电力复合脂，包括基础脂和导电剂。其中，该基础脂可为50～100重量份的第一离子液体，优选室温离子液体。该第一离子液体可由季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子中的一种或多种阳离子，以及卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子中的一种或多种组合而成。优选地，上述第一离子液体例如可为四氟硼酸咪唑盐类，六氟磷酸咪唑盐类，四氟硼酸吡咯盐类，六氟磷酸吡咯盐类等中的一种或多种。上述第一离子液体的用量为50～100重量份，优选60～90重量份，更优选65～85重量份，例如70重量份。如果离子液体的用量低于50重量份，则不能使导电剂颗粒充分分散，体系容易出现分相并沉淀，从而使得电力复合脂的稳定性降低，并且使导电性降低。如果离子液体的用量高于100重量份，增加的用量对电力复合脂的导电性改善有限，但是增加了生产成本。上述导电剂可包括0.3～5份(优选1～4份，更优选1.5～3.5份)的离子液体改性石墨烯、15～50重量份的纳米铜粉和5～20重量份的纳米银粉。优选地，纳米银粉的平均粒径为30～500nm，纳米铜粉的平均粒径为15～500nm。未经改性的石墨烯表面呈疏水疏油的惰性，片层之间有很强的范德华力，易团聚，难以与其它基质形成良好的复合体系，因此需要进行表面改性。用于本专利技术的离子液体改性石墨烯是经过第二离子液体改性的石墨烯。其中，第二离子液体也可包括选自季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子的阳离子，以及选自卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子的阴离子。石墨烯优选为3～10层的石墨烯。第二离子液体与第一离子液体可相同或不同，优选两者相同。根据一个具体实施方式，上述离子液体改性石墨烯的方法包括以下步骤：将石墨烯10～30份、第二离子液体2～15份，硅烷偶联剂0.2～0.8份，1500～2500r/min的搅拌转速下，高速搅拌10～15min，得到离子液体改性石墨烯。此处的纳米铜粉和纳米银粉优选分别经过表面改性，以提高它们在离子液体基础脂中的可分散性以及分散稳定性。上述纳米铜粉和纳米银粉可用本领域常规方法进行表面处理，例如可用硅氧烷类硅烷偶联剂进行处理。常规的导电剂粉体表面处理方法如下：将导电剂粉体20～50重量份与硅烷偶联剂10～15份混合均匀，使粉体被充分浸润，然后将混合粉体置于真空烘箱中，在100～200℃、-0.1MPa以上的真空度下处理1～4小时，自然冷却至室温，取出密封待用。该硅烷偶联剂例如可为八甲基环四硅氧烷、苯基三乙氧基硅烷中的一种或多种。根据一个具体实施方式，本专利技术的石墨烯电力复合脂还可包括添加剂，例如抗氧剂、稳定剂和稠度调整剂中的一种或多种。可用于本专利技术的抗氧剂可为噻二唑或其衍生物，用量可为0.1～1.5重量份。可用于本专利技术的稳定剂可为柠檬酸、芳香胺或酚类，用量可为0.1～5.0重量份。可用于本专利技术的稠度调整剂可为白炭黑，例如8200或R106，用量可为3.0～8.0重量份。根据本专利技术的石墨烯电力复合脂通过将改性后的导电剂粉体按照所需比例加入到离子液体中，混合均匀，再加入抗氧剂、稳定剂和稠度调整剂研磨均匀而制得。上述石墨烯电力复合脂采用离子液体代替常规的高分子树脂作为基础脂，包括离子液体改性石墨烯、纳米银粉和纳米铜粉作为导电剂粉体，使得离子液体改性石墨烯与纳米金属颗粒搭建形成导电通道，更加有利于导电性的提高，和金属接触电阻的进一步降低。另一方面，还可以利用离子液体的高导电性、低挥发性、不燃性、电化学稳定电位窗口大等特点，以及改性石墨烯的高导电性，使得根据本专利技术的石墨烯电力复合脂具有显著增强的高低温稳定性，和在高电场条件下的导电能力，从而能减少电网设备接触部位的发热量，并保证在使用过程中电力复合脂不降解劣化，克服了有机油脂易析出、变质的缺点。根据本专利技术的石墨烯电力复合脂能耐300℃以上的高温，接触电阻变化系数小于0.85，无滴点。通过以下实施例将更清楚地阐述本申请的各个技术方案。实施例实施例11、四氟硼酸咪唑盐对石墨烯的改性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯电力复合脂，其特征在于，包括基础脂和导电剂，所述基础脂为50～100重量份的第一离子液体，所述导电剂包括0.3～5份的离子液体改性石墨烯、12～40重量份的纳米铜粉和4.5～15重量份的纳米银粉。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯电力复合脂，其特征在于，包括基础脂和导电剂，所述基础脂为50～100重量份的第一离子液体，所述导电剂包括0.3～5份的离子液体改性石墨烯、12～40重量份的纳米铜粉和4.5～15重量份的纳米银粉。


2.根据权利要求1所述的石墨烯电力复合脂，所述第一离子液体包括由选自季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子的阳离子，以及选自卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子的阴离子组成的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的石墨烯电力复合脂，所述离子液体改性石墨烯为经过第二离子液体改性的石墨烯，所述第二离子液体包括由选自季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子的阳离子，以及选自卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵冬梅，
申请(专利权)人：北京联研卓创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11