一种接地器件以及接地方法技术

本发明专利技术提供了一种接地器件以及接地方法，所述器件具有一个或多个导体核心，所述导体核心为金属，金属表面覆盖有一层提供粘合力的粘合层，粘合层的表面覆盖有导电的复合层，这种覆盖有导电复合层，粘合层和导体核心的组合的接地器件具有良好的接地效果和抗腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种接地器件，以及该接地器件在接地领域中的接地方法。
技术介绍
为了保证电力设备和大型电子设备的电压稳定和工作稳定性，以及操作的安全性考虑，接地是必不可少的一项措施。多种建筑物也需要接地保护。目前市场上用来接地的部件一般是由钢部件表面镀有铜，锌，镍等金属。锌比铁更易被腐蚀，可以作为牺牲阳极来减缓钢铁的腐蚀，它不适于长期保护钢铁。铜和镍比铁耐腐蚀，可以镀在铁的表面提供保护内部的铁。接地材料长期暴露在不同地质的条件下。不同地质条件下的土壤里不 同复杂的电解质成分和水分。在这些条件下，铜和镍还是可以逐渐地被腐蚀，进而影响到电力设备的长期稳定运作。银或金的防腐蚀效果更好，但价格过于昂贵而不合适使用。铜和镍的包裹铁的电镀工艺复杂，附着力不稳定，易产生表面裂纹和镀层剥落等缺陷。这些缺陷会导致铁表面暴露，形成原电池，带来更严重的腐蚀后果。电镀金属在工艺上产生有毒废液废水，造成环境污染。而且，随着铜镍锌等金属价格的不断上涨，高厚度的重金属镀层的价格也随之提高。因此，市场急需一种材料技术方法能够给接地保护部件提供长期的防腐蚀保护，并且希望工艺和材料无污染，低成本。这种防腐蚀要求对于高腐蚀的海洋环境更为重要。本说明中所说的接地，在海洋应用中包括接触海水来达到接地目的。许多有机高分子材料可以在土壤中稳定存在。有些高分子材料可以导电。导电的高分子材料可以是高分子材料本身，如聚苯胺，聚噻酚等；也可以是由不导电的高分子材料，如聚乙烯，环氧树脂等，与导电的成分，如碳，石墨，金属粉末，金属氧化物粉末等，组合成为导电的复合材料。导电高分子材料易于加工，可以通过挤出，注塑，涂布，喷涂等工艺加工成型。迄今为止，还没有发现使用导电高分子材料解决接地材料长期防腐蚀应用的报道。由于许多金属粉末会在土壤环境里会被逐渐腐蚀，优选碳材料为导电基材的复合材料。通过选择具有高导电性能的碳粉，掺有碳粉的高分子复合材料涂层可以具有良好的导电性能。由于高分子材料的价格便宜以及碳粉的使用量较低，整个工艺的成本大大降低，保证了接地材料具有良好接地性能的同时还具有抗腐蚀的性能。常用的导电复合材料通常含有导电的碳粉或碳纤维。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高效低成本的接地金属表面处理技术。该技术方案使用导电的高分子材料作为接地金属的表面涂层，利用高分子材料本身的耐腐蚀性能克服了金属合金容易腐蚀的缺点。为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案是，一种接地器件，所述器件具有以特征a.高导电性能的金属核心,其电阻率小于O. Olohm. m ;金属核心可以是实心也可以是空心。所述金属核心的表面覆盖了平均厚度在Inm到5mm的金属磷酸盐，或/和金属铬酸盐，或/和硅化合物的粘合层，并且所述粘合层的表面覆盖了平均厚度在I μ m到IOcm的导电复合层，并且所述导电复合层包含有高分子聚合物和至少一种导电颗粒，并且所述导电复合层整体电阻率小于lOOOohm. m ； b.所述导电颗粒的粒径为O. 001 μ Hi-Icm0在本专利技术技术方案中，还具有以下附加技术特征 所述高导电性能的金属核心包括以下一种或几种金属材料铁、铁合金、镍、镍合金、铜、铜合金、锌、锌合金、铝、铝合金、锡、锡合金。所述粘合层中的金属盐为金属磷酸盐或无机铬化合物中的至少一种，所述粘合层中的硅化合物为有机硅烷化合物或无机硅酸盐中的至少一种。所述金属磷酸盐包括以下一种或几种磷酸锌，磷酸铝，磷酸镍，磷酸钴，磷酸锰，磷酸铬，磷酸矾，磷酸铁，磷酸镐。所述的无机铬化合物包括以下一种或者几种，铬酸铝，铬酸铁，铬酸锌，铬酸铜，铬酸锡，铬酸锶，铬酸钡，三价铬氧化物及其水合物，六价铬氧化物及其水合物。所述的金属盐是金属镐酸盐，包括铜，锌，铝，铁，锰，锡，矾，钛，铬，钴的六氟镐酸盐的一种或几种，或者是六氟镐酸和以上金属反应形成的金属盐类。所述高分子聚合物包括以下一种或几种材料聚环氧树脂、聚氨酯、聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、聚氰氨、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚醚、聚丙烯酸，聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯，聚甲基丙烯酸酯、聚二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯、硅橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶。所述高分子聚合物在导电复合层中的所占的体积比例大于40%，所述导电颗粒在导电复合层中所占的体积比例大于1%，并且达到逾渗阈值。所述导电复合层为至少一层； 所述导电复合层中包含有以下一种或者几种添加剂杀菌剂、硅胶、气相二氧化硅，硅胶、抗氧化剂、抗老化剂，硅烷偶联剂。所述导电颗粒含有是体积平均粒径在O. 001 μ m到Icm的石墨粉、碳纳米管、活性碳、碳黑、导电碳纤维、镍粉、镍合金粉、不锈钢粉、铜粉或者它们的混合物。所述高导电性能的金属核心为多个金属导线分别独立的包裹在粘合层和导电复合层中。所述器件与其他部件的连接部分由涂料包裹保护。一种接地的方法，所述方法包括以下几个步骤 a.第一，提供一种高导电性能的金属核心，所述金属核心为金属或者合金； b.第二，在所述金属核心的表面覆盖了平均厚度在Inm到5mm的金属盐或/和硅化合物的粘合层； c.第三，在所述粘合层的表面覆盖平均厚度在Iμ m到IOcm的导电复合层，并且所述导电复合层包含有高分子聚合物和至少一种导电颗粒，并且所述导电复合层整体电阻率小于lOOOohm. m,从而构成接地器件； d.第四，将所述接地器件埋在地下至少Icm深，或者在水里浸没至少30cm深。形成平均厚度在Inm到5mm的金属盐的方式是让金属接地核心和含有磷酸,镐酸，和/或铬酸的溶液进行接触并在表面产生化学反应。形成平均厚度在Inm到5_的娃化合物的方式是让金属接地核心和含有有机娃烧化合物的溶液接触后再把金属表面覆盖的含有有机硅烷化和物的溶液以干燥的方式让有机硅烷化合物之间产生相互交联。本专利技术提供了一种适用于接地的器件，该器件具有一个或多个导体核心，该导体核心通常为金属，导体核心的表面覆盖有导电的复合材料，这种覆盖有导电复合材料和导体核心的组合具有良好的接地效果和抗腐蚀效果。本专利技术在普通的碳钢或者其他普通情况下容易腐蚀的金属基材表面先进行磷酸化，铬酸化或者硅烷表面处理，然后再涂覆一层导电高分子材料，(简称导电高分子层，或者称导电复合层)，然后将这种金属材料埋在地下实现接地功能。作为本专利技术的要点之一是必须通过对金属表面进行处理来引入一层粘合层，如果不对金属表面先作磷酸化或铬酸化处理，导电复合层将很容易在工作环境下从金属表面剥落下来，从而引发腐蚀的产生。一般来说，铁，锌，铝，锡可以用磷酸化处理，锌，铝，锡，也适用于铬酸化处理，而硅烷可以适用于所有金属。 当用含有磷酸的磷酸化处理液对金属进行处理时，所得到的粘合层的组分基本上是金属的磷酸盐；当用含有重铬酸的铬酸化处理液对金属进行处理时，所得到的粘合层的组分基本上是金属的铬酸盐；当用硅烷化合物处理时，所得到的粘合层的组分基本上是具有一定交联度的硅烷层。当然，粘合层可以包含有以上所有组分，例如磷酸盐和铬酸混合物，硅烷和磷酸盐的混合物。其它酸类也可以帮助在金属表面形成粘合层，包括但不限钨酸，钥酸，有机膦酸，锰酸，矾酸，镐酸，钛酸，钴酸。金属在这些酸的表面处理以后会形成相应的盐，从而为复合层和金属之间提供粘合力。市场上常用的磷酸化产品系列包括的HenkeI的A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接地器件，所述器件具有以下特征：高导电性能的金属核心，其电阻率小于0.01ohm.m，所述金属核心的表面覆盖了平均厚度在1nm到5mm的含有金属盐或/和硅化合物的粘合层，并且所述粘合层的表面覆盖了平均厚度在1μm到10cm的导电复合层，并且所述导电复合层包含有高分子聚合物和至少一种导电颗粒，并且所述导电复合层整体电阻率小于1000ohm.m；所述导电颗粒的体积平均粒径为0.001μm到1cm。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔骥，罗臬，
申请(专利权)人：崔骥，罗臬，
类型：发明
国别省市：