专利名称：一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚酰亚胺类导电膜剂及其制备方法。
背景技术：
电力线路中常用的母导线主要是铜母线和铝母线。当铜铝导体直接接触时，金属的接触表面在空气中水分和二氧化碳和其他杂质的作用下极易形成电解液，从而形成以铝为负极、铜为正极的原电池使铝产生电化腐蚀造成接触电阻增大。另由于铜铝的弹性模量和热膨胀系数相差很大，在运行过程中经过多次震动或通断电循环会使接触表面产生较大的接触缝隙也同样会增大接触电阻。接触电阻增大会导致电力接头的发热增大进而加剧电化学腐蚀，由此产生恶性循环最终导致电力接头损毁。为解决电力接头易发热、易腐蚀、接触电阻易变大的问题，传统方法有两种一种是对电力接头搭接表面进行搪锡处理，另一种是采用了涂覆技术，涂抹的是导电膏。然而这两种方法都有其明显的缺点与不足。首先搪锡处理有如下不足(I)前处理工艺复杂，费时费料，又很容易对环境造成污染。(2)需专用设备，设备投资大，成本造价较高。其次导电膏是以矿物油、合成脂类油、硅油作基础油，加入导电、抗氧化、抗腐蚀、 抑弧等特殊添加剂，如铝、银、铜等金属导电粉末及硅、二氧化硅等抑弧粉末，经研磨、分散、 等一系列生产工艺而制成的软状膏体。而在实际使用时，需要按使用温度、主要特点、应用范围、作用要求等综合因素来进行选用。而且，一般导电膏普遍存在如下缺陷(I)导电膏与金属间的附着力差，在寒冷干燥的环境中容易变硬龟裂、脱落，失去油封作用；(2)在接头压力的作用下，易造成工作面少、两边堆积的现象，当温度升高的时候易造成流失；(3)机油分子本身存在不饱和双键，易受空气中的臭氧腐蚀氧化变酸，对金属部件造成腐蚀；(4)导电膏的有效期与使用周期较短，一般为1-2年；(5)导电膏极易吸附灰尘和有害物质，以至于降低或丧失对接头的保护作用。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有电力接头易发热、易腐蚀、接触电阻易变大的问题， 而提供一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂及其制备方法。本发明的一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂按质量百分比含量计算，是由 40 % 80 %的聚酰亚胺前体溶液、10 % 25 %的有机分散剂、O. 001 % 10 %的金属捕捉剂和3% 40%的导电微粒组成的。
本发明的一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂的制备方法是按照以下步骤进行的一、将导电微粒与聚酰亚胺前体溶液按质量比为I : I 13的比例混合均匀，用恒温磁力搅拌仪，在转速为100 lOOOrpm、温度为15°C 40°C的条件下,搅拌10 20min, 得混合液A;将金属捕捉剂与有机分散剂的按质量比为I : I 3000的比例混合均匀，得混合液B ;然后将混合液A与混合液B按体积比I : O. 25 O. 625的比例混合均匀，在转速为100 IOOOrpm,持续通入IS气的条件下搅拌8 IOh,即得聚酰亚胺糊膏；二、将步骤一得到的聚酰亚胺糊膏在玻璃板上流延或涂抹均匀，然后放入箱式电阻炉中，在120°C 350°C温度下，烘干30min，即得聚酰亚胺类导电膜剂。本发明的有益效果为(I)与铜铝等金属的附着力强；(2)膜剂为固化薄膜不会在压力作用下造成堆积和流失；(3)耐油、一般酸和有机溶剂，并且长期使用不氧化；(4)工作温度范围大，长期使用温度范围-40 300°C ；(5)高导电性,最低体积电阻率可达1(Γ6Ωο ；(6)导电性粒子不是单纯金属粒子，从而节约成本。本发明的聚酰亚胺类导电膜剂可以广泛运用于电力传输中各种电力接头的接触保护，可以有效减小接触电阻，有效防止电力接头的氧化腐蚀。
图I为电力接头试验测试模型；其中，I为铜块，2为铝块，3为长螺栓，4为螺帽，5 为聚酰亚胺导电膜剂，6为短螺栓，7为绝缘电木。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的任意组合。
具体实施方式
一本实施方式的一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂按质量百分比含量计算，主要包含40 % 80 %的聚酰亚胺前体溶液、10 % 25 %的有机分散剂、 O. 001 % 10 %的金属捕捉剂和3 % 40 %的导电微粒。本实施方式的有益效果为(I)与铜铝等金属的附着力强；(2)膜剂为固化薄膜不会在压力作用下造成堆积和流失；(3)耐油、一般酸和有机溶剂，并且长期使用不氧化；(4)工作温度范围大，长期使用温度范围-40 300°C ；(5)高导电性，最低体积电阻率可达1(Γ6Ωο ；(6)导电性粒子不是单纯金属粒子，从而节约成本。本实施方式的聚酰亚胺类导电膜剂可以广泛运用于电力传输中各种电力接头的接触保护，可以有效减小接触电阻，有效防止电力接头的氧化腐蚀。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是聚酰亚胺前体溶液为 RC5019、RC5044、RC5075、RC5076、RC5063、RC5069、RK692、NR150A、NR150A2、NR150B、 NR150B2、NR150AB、NR150AG*NR150B2G。其它步骤及参数与具体实施方式
一相同。本实施方式的RC5019、RC5044、RC5075、RC5076、RC5063、RC5069、RK692、NR150A、 NR150A2、NRl50B、NR150B2、NR150AB、NR150AG 或 NR150B2G 为市售产品。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一至二不同的是有机分散剂为 N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、r-丁内酯或丙烯酸。其它步骤及参数与具体实施方式
一至二相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一至三之一不同的是金属捕捉剂为嘧啶硫醇、三嗪二硫醇、2-巯基苯并咪唑的一种或其中的几种按任意比混合。其它步骤及参数与具体实施方式
一至三之一相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一至四之一不同的是导电微粒为银粉、铜粉、碳粉、铝粉、硅粉中的一种或其中的几种按任意比混合。其它步骤及参数与具体实施方式
一至四之一相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一至五之一不同的是导电微粒直径大小为ΙΟμπι lnm。其它步骤及参数与具体实施方式
一至五之一相同。
具体实施方式
七本实施方式的一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂的制备方法，是按照以下步骤进行的一、将导电微粒与聚酰亚胺前体溶液按质量比为I : I 13的比例混合均匀，用恒温磁力搅拌仪，在转速为100 lOOOrpm、温度为15°C 40°C的条件下,搅拌10 20min, 得混合液A;将金属捕捉剂与有机分散剂的按质量比为I : I 3000的比例混合均匀，得混合液B ;然后将混合液A与混合液B按体积比I : O. 25 O. 625的比例混合均匀，在转速为100 lOOOrpm,持续通入IS气的条件下搅拌8 IOh,即得聚酰亚胺糊膏；二、将步骤一得到的聚酰亚胺糊膏在玻璃板上流延或涂抹均匀，然后放入箱式电阻炉中，在120°C 350°C温度下，烘干30min，即得聚酰亚胺类导电膜剂。本实施方式制得的聚酰亚胺类导电膜剂的电阻率为I X 10-6 Ω cm I X 102 Ω cm。本实施方式的有益效果为(7)与铜铝等金属的附着力强；(8)膜剂为固化薄膜不会在压力作用下造成堆积和流失；(9)耐油、一般酸和有机溶剂，并且长期使用不氧化；(10)工作温度范围大，长期使用温度范围-40 300°C ；(11)高导电性，最低体积电阻率可达1(Γ6Ωο ；(12)导电性粒子不是单纯金属粒子，从而节约成本。本实施方式的聚酰亚胺类导电膜剂可以广泛运用于电力传输中各种电力接头的接触保护，可以有效减小接触电阻，有效防止电力接头的氧化腐蚀。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
七不同的是步骤一所述的聚酰亚胺前体溶液为 RC5019、RC5044、RC5075、RC5076、RC5063、RC5069、RK692、NR150A、NR150A2、 NR150B、NR150B2、NR150AB、NR150AG或NR150B2G。其它步骤及参数与具体实施方式
七相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
七至八不同的是步骤一所述的有机分散剂为N-甲基-2-吡咯烷酮、r- 丁内酯或丙烯酸。其它步骤及参数与具体实施方式
七至八相同。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施方式
七至九之一不同的是步骤一所述的金属捕捉剂为嘧啶硫醇、三嗪二硫醇、2-巯基苯并咪唑中的一种或其中的几种按任意比混合。其它步骤及参数与具体实施方式
七至九之一相同。
具体实施方式
十一本实施方式与具体实施方式
七至十之一不同的是步骤一所述的导电微粒为银粉、铜粉、碳粉、铝粉、硅粉中的一种或其中的几种按任意比混合。其它步骤及参数与具体实施方式
七至十之一相同。
具体实施方式
十二 本实施方式与具体实施方式
七至i^一之一不同的是步骤一所述的导电微粒直径大小为ΙΟμπι lnm。其它步骤及参数与具体实施方式
七至十一之一相同。通过以下试验验证本发明的效果试验I本试验的一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂的制备方法，是按照以下步骤进行的一、在2. 5g的RC5019中加入2g的银粉，用恒温磁力搅拌仪，在20°C温度，300rpm 速度的条件下搅拌15min，得混合液A ;再将O. OOlg的2-氨基-I，3，5-三嗪-4，6- 二硫醇 (ATDT)与I. 25g的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合均匀，得混合液B ;然后将ImL混合液 A与O. 26mL混合液B混合均匀，在通入氩气的密封环境中搅拌8h，得聚酰亚胺糊膏；二、将步骤一得到的聚酰亚胺糊膏均匀涂抹于铜块表面，再放入箱式电阻炉中，在 120°C温度下烘干30min，即得聚酰亚胺类导电膜剂；其中，铜块表面用80#耐水砂纸打磨 3min,再放入丙酮中清洗处理干净。本实施方式的RC5019是购买自东莞大田化工有限公司。将本试验得到的聚酰亚胺类导电膜剂与另一经过80#耐水砂纸打磨3min的铝块采用搭接方式，组装成电力接头试验测试模型(如图I所示)。试验2本试验的一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂的制备方法，是按照以下步骤进行的一、在2. 5g的RC5019中加入2g的银粉，用恒温磁力搅拌仪，在20°C温度，400rpm 速度的条件下搅拌15min，得混合液A ;再将O. OOlg的2-氨基-1，3，5-三嗪-4，6- 二硫醇 (ATDT)与I. 25g的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合均匀，得混合液B ;然后将ImL混合液 A与O. 4mL混合液B混合均匀，在通入氩气的密封环境中搅拌8h，得聚酰亚胺糊膏；二、将步骤一得到的聚酰亚胺糊膏均匀涂抹于铜块表面，再放入箱式电阻炉中，在 200°C温度下烘干30min，即得聚酰亚胺类导电膜剂；其中，铜块表面用80#耐水砂纸打磨 3min,再放入丙酮中清洗处理干净。将本试验得到的聚酰亚胺类导电膜剂分割成30 X 30mm，取经80#耐水砂纸打磨 3min后的铝块与铜块，将分割后30 X 30mm的聚酰亚胺类导电膜剂均匀涂抹在打磨处理后的铝块与铜块表面，用搭接方式固定，然后用螺母加紧固定，组装成电力接头试验测试模型 (如图I所示)。试验3
本试验的一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂的制备方法，是按照以下步骤进行的一、在2. 5g的RC5019中加入2g的银粉，用恒温磁力搅拌仪，在30°C温度，600rpm 速度的条件下搅拌15min，得混合液A ;再将O. OOlg的2-氨基-1，3，5-三嗪-4，6- 二硫醇 (ATDT)与I. 25g的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合均匀，得混合液B ;然后将ImL混合液 A与O. 5mL混合液B混合均匀，在通入氩气的密封环境中搅拌8h，得聚酰亚胺糊膏；二、将步骤一得到的聚酰亚胺糊膏均匀涂抹于铜块表面，再放入箱式电阻炉中，在 250°C温度下烘干30min，即得聚酰亚胺类导电膜剂；其中，铜块表面用80#耐水砂纸打磨 3min,再放入丙酮中清洗处理干净。将本试验得到的聚酰亚胺类导电膜剂与另一经过80#耐水砂纸打磨3min的铝块采用搭接方式，组装成电力接头试验测试模型(如图I所示)。试验4本试验的一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂的制备方法，是按照以下步骤进行的一、在2. 5g的RC5019中加入2g的银粉，用恒温磁力搅拌仪，在30°C温度，300rpm 速度的条件下搅拌15min，得混合液A ;再将O. OOlg的2-氨基-1，3，5-三嗪-4，6- 二硫醇 (ATDT)与I. 25g的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合均匀，得混合液B ;然后将ImL混合液 A与O. 35mL混合液B混合均匀，在通入氩气的密封环境中搅拌8h，得聚酰亚胺糊膏；二、将步骤一得到的聚酰亚胺糊膏均匀涂抹于铜块表面，再放入箱式电阻炉中，在 300°C温度下烘干30min，即得聚酰亚胺类导电膜剂；其中，铜块表面用80#耐水砂纸打磨 3min,再放入丙酮中清洗处理干净。将本试验得到的聚酰亚胺类导电膜剂与另一经过80#耐水砂纸打磨3min的铝块采用搭接方式，组装成电力接头试验测试模型(如图I所示)。试验5本试验的一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂的制备方法，是按照以下步骤进行的一、在2. 5g的RC5019中加入2g的银粉，用恒温磁力搅拌仪，在35°C温度，700rpm 速度的条件下搅拌15min，得混合液A ;再将O. OOlg的2-氨基-1，3，5-三嗪-4，6- 二硫醇 (ATDT)与I. 25g的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合均匀，得混合液B ;然后将ImL混合液 A与O. 6mL混合液B混合均匀，在通入氩气的密封环境中搅拌8h，得聚酰亚胺糊膏；二、将步骤一得到的聚酰亚胺糊膏均匀涂抹于铜块表面，再放入箱式电阻炉中，在 350°C温度下烘干30min，即得聚酰亚胺类导电膜剂；其中，铜块表面用80#耐水砂纸打磨 3min,再放入丙酮中清洗处理干净。将本试验得到的聚酰亚胺类导电膜剂与另一经过80#耐水砂纸打磨3min的铝块采用搭接方式，组装成电力接头试验测试模型(如图I所示)。对试验I至5制得的电力接头试验测试模型进行试验测试，结果如表I所示，由表 I可知，本发明制得的聚酰亚胺类导电膜剂可有效减少接触电阻。对试验I至5制得的电力接头试验测试模型进行盐雾试验测试，结果如表2所示， 由表2可知，本发明制得的聚酰亚胺类导电膜剂经过盐雾腐蚀后接触电阻并没有明显增加。表I膜剂涂抹前后接触电阻的测试数据
环境温度21℃检测次数试验I试验2试验3试验4试验5平均值接触电阻μΩ涂覆前6.66.76.56.66.56.58涂覆后5.35.15.45.35.15.24降阻率20.4%表2盐雾试验前后膜剂接触电阻的测试数据
盐雾试验经过24小时盐雾试验处理检测次数试验1试验2试验3试验4试验5平均值接触电阻μΩ试验前5.35.15.45.35.15.24试验后5.55.85.75.85.65.68变化率8.4%腐蚀情况铜块接触表面未见明显腐蚀斑点
权利要求
1.一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂，其特征在于电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂按质量百分比含量计算，是由40% 80%的聚酰亚胺前体溶液、10% 25%的有机分散剂、O. 001% 10%的金属捕捉剂和3% 40%的导电微粒组成的。
2.根据权利要求I所述的一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂，其特征在于所述的聚酰亚胺前体溶液为 RC5019、RC5044、RC5075、RC5076、RC5063、RC5069、RK692、NR150A、 NR150A2、NR150B、NR150B2、NR150AB、NR150AG 或 NR150B2G。
3.根据权利要求I所述的一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂，其特征在于所述的有机分散剂为N-甲基-2-吡咯烷酮、r- 丁内酯或丙烯酸。
4.根据权利要求I所述的一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂，其特征在于所述的金属捕捉剂为嘧啶硫醇、三嗪二硫醇、2-巯基苯并咪唑中的一种或其中的几种按任意比混合。
5.根据权利要求I所述的一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂，其特征在于所述的导电微粒为银粉、铜粉、碳粉、铝粉、硅粉中的一种或其中的几种按任意比混合。
6.如权利要求I所述的一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂的制备方法，其特征在于一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂的制备方法是按照以下步骤进行的一、将导电微粒与聚酰亚胺前体溶液按质量比为I: I 13的比例混合均匀，用恒温磁力搅拌仪，在转速为100 lOOOrpm、温度为15°C 40°C的条件下,搅拌10 20min,得混合液A ;将金属捕捉剂与有机分散剂的按质量比为I : I 3000的比例混合均匀，得混合液B ;然后将混合液A与混合液B按体积比I : O. 25 O. 625的比例混合均匀，在转速为100 IOOOrpm,持续通入IS气的条件下搅拌8 IOh,即得聚酰亚胺糊膏；二、将步骤一得到的聚酰亚胺糊膏在玻璃板上流延或涂抹均匀，然后放入箱式电阻炉中，在120°C 350°C温度下，烘干30min，即得聚酰亚胺类导电膜剂。
7.根据权利要求6所述的一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂的制备方法，其特征在于步骤一所述的聚酰亚胺前体溶液为RC5019、RC5044、RC5075、RC5076、RC5063、 RC5069、RK692、NR150A、NR150A2、NR150B、NR150B2、NR150AB、NR150AG 或 NR150B2G。
8.根据权利要求6所述的一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂的制备方法，其特征在于步骤一所述的有机分散剂为N-甲基-2-吡咯烷酮、r- 丁内酯或丙烯酸。
9.根据权利要求6所述的一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂的制备方法，其特征在于步骤一所述的金属捕捉剂为嘧啶硫醇、三嗪二硫醇、2-巯基苯并咪唑中的一种或其中的几种按任意比混合。
10.根据权利要求6所述的一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂的制备方法，其特征在于步骤一所述的导电微粒为银粉、铜粉、碳粉、铝粉、硅粉中的一种或其中的几种按任意比混合。
全文摘要
一种电力电缆接头用聚酰亚胺类导电膜剂及其制备方法，它涉及一种聚酰亚胺类导电膜剂及其制备方法。本发明要解决现有电力接头易发热、易腐蚀、接触电阻易变大的问题。本发明的聚酰亚胺类导电膜剂的制备方法如下一、将导电微粒与聚酰亚胺前体溶液混合均匀，得混合液A；再将金属捕捉剂与有机分散剂混合均匀，得混合液B；再将混合液A与混合液B搅拌混合，得聚酰亚胺糊膏；二、将聚酰亚胺糊膏烘干，即得聚酰亚胺类导电膜剂。本发明的聚酰亚胺类导电膜剂可以广泛运用于电力传输中各种电力接头的接触保护，可以有效减小接触电阻，有效防止电力接头的氧化腐蚀。本发明的聚酰亚胺类导电膜剂应用于电力传输领域。
文档编号C08K3/04GK102585500SQ20121003384
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月15日 优先权日2012年2月15日
发明者袭建军, 赵君 申请人:哈尔滨工业大学工艺技术研究院