[发明专利]一种碳纳米管接地体的制备方法

说明书

本发明公开了一种碳纳米管接地体的制备方法，包括1)碳纳米管与陶瓷颗粒进行静电自吸附；2)将复合陶瓷颗粒与硅橡胶进行球磨混合，使得包覆了碳纳米管的陶瓷颗粒均匀分散于硅橡胶中；3)将复合硅橡胶充分浸润玻璃纤维；4)将浸润了硅橡胶的玻璃纤维在牵引力的作用下经过加热模具拉挤固化成型，得到碳纳米管接地体。本发明使用导电性能优异的碳纳米管与陶瓷颗粒静电吸附并采用硅橡胶和玻璃纤维作为基体材料，使得最终复合材料的导电性能、耐磨性能和机械强度良好。本发明的制备方法解决了碳纳米管在硅橡胶中的分散问题，同时增加了硅橡胶的耐磨性；制备方法所需设备成本较低，操作方便，制备周期较短，适用于工业化批量生产。

技术领域

本发明涉及接地体的制备方法，具体地指一种碳纳米管接地体的制备方法。

背景技术

硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶。硅橡胶具有优良的耐高温性、耐候性和物理机械特性，使得它在众多领域均有广泛的应用

碳纳米管是20世纪90年代初发现的一种纳米尺寸管状结构炭材料，它是由单层或多层石墨烯片卷曲而成的无缝中空管，具有奇异的物理化学性能，在复合材料增强、纳米器件、场发射、催化剂等领域具有潜在的应用价值。大量研究表明，纳米碳管杨氏模量值高达5TPa，比强度为50GPa/(mg/m3)，约为钢的100倍，同时具有优良的热稳定性和良好的润滑性能，成为理想的纳米纤维材料。

目前，由于传统金属接地体变形困难、易腐蚀、运输成本高等突出问题，同时在山区等复杂地形处难以绕过障碍施工，众多研发者开始着手研究包括碳系材料在内的非金属接地体。柔性石墨接地体很好的解决了接地体在复杂地形的施工问题，然而却带来了一些新的问题。

公开号为CN 204333295U的发明专利采用在加强芯外包覆碳纳米管改性石墨层的结构，增加了石墨基柔性复合接地体的机械强度和导电性，能降低接地电阻，且柔性石墨质软和稳定性的特点使接地体施工便捷，抗腐蚀性强而增加使用寿命。该专利仅考虑了接地体的导电性强化，然而外层石墨纸的机械性能仍存在问题。公开号为CN 206976595U的发明专利公开了一种碳纤维石墨柔性接地体，该碳纤维石墨柔性接地体由多股的碳纤维石墨线编织制成绳缆状，每股所述碳纤维石墨线内均布有碳纤维，所述碳纤维石墨线由碳纤维石墨复合膜的窄条捻制成线，所述碳纤维石墨复合膜由膨胀石墨和碳纤维复合制成，然而碳纤维的耐久性仍需考量。公开号为CN 207183565U的发明专利石墨烯导体芯和石墨烯编制包层，所述石墨烯编制包层包设在所述石墨烯导体芯的外侧，所述石墨烯导体芯包括若干根相互绞合的石墨烯导电丝线，每根石墨烯导电丝线均包括半导电聚乙烯丝线，所述半导电聚乙烯丝线的表面涂设有石墨烯层，所述半导电聚乙烯丝线的内部空隙处也渗透有石墨烯颗粒。该专利中采用的石墨烯价格昂贵，现阶段仍难以实现工业化生产。

综上所述，目前仍然缺乏一种适用于复杂地形的碳纳米管接地体的制备方法。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种碳纳米管接地体的制备方法。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种碳纳米管接地体的制备方法，包括以下步骤：

1)碳纳米管与陶瓷颗粒进行静电自吸附，得到复合陶瓷颗粒；

2)将复合陶瓷颗粒与硅橡胶进行球磨混合，使得包覆了碳纳米管的陶瓷颗粒均匀分散于硅橡胶中，得到复合硅橡胶；

3)将复合硅橡胶充分浸润玻璃纤维；

4)将浸润了复合硅橡胶的玻璃纤维在牵引力的作用下经过加热模具拉挤固化成型，即得到适用于复杂地形的新型碳纳米管接地体。

作为本发明的进一步改进，步骤1)中，所述陶瓷颗粒为氧化铝、氧化铁、碳化硅、氮化硼、氧化硅中的任意一种或两种以上的组合。