一种石墨布及其生产方法

技术领域

本发明涉及石墨降阻布技术领域，具体为一种石墨布及其生产方法。

背景技术

保障电力系统安全稳定、确保电力施工人员人身安全的重要设施，降阻剂和接地模块作为辅助接地材料在一些土壤电阻率较高的地区能够有效保证电气设备的安全稳定运行和运营人员的人身安全。

然而降阻剂的降阻效果不稳定，随着时间推移及地下水流动其降阻效果逐渐减弱，此外流失的降阻剂中含有的化学物质将对附近的土壤及地下水造成污染，所以可取代降阻剂、且降阻效果长效无流失的石墨降阻布成了较好的降阻材料，现有石墨降阻布柔韧性不强，无法与地面做到紧密贴合，且降阻强度不佳。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种石墨布及其生产方法。

本发明的技术方案是这样实现的：包括垂直交错的复合石墨条，所述复合石墨条由复合石墨线整形压制得到，所述复合石墨线由复合石墨带捻合得到，所述复合石墨带包括内石墨层，所述内石墨层两侧设有纤维层，所述纤维层远离内石墨层一侧覆盖设有外石墨层。

本发明进一步设置为：所述纤维层由玻璃纤维、弹性体纤维以及力学增韧纤维混合构成所述纤维层表面浸润设有粘结层，所述纤维层与内石墨层以及对应侧外石墨层之间通过粘结层粘结。

所述粘结层的厚度为0.05～0.08mm，所述复合石墨带宽度为5～8mm，所述复合石墨带的厚度为2～4mm，所述外石墨层以及内石墨层的厚度0.1～1mm。

本发明其次公开了一种石墨布的生产方法，包括如下步骤：

一、将可膨胀石墨进行高温膨化得到石墨蠕虫并经过辊压设备辊压制得外石墨层以及内石墨层；

二、将粘结剂浸润在纤维层上经匀速加热固化程序形成粘结层；

三、将纤维层通过粘结层粘结在内石墨层一侧端面上；

四、在步骤四中纤维层远离内石墨层一侧再铺设一层石墨蠕虫形成外石墨层并通过粘结层粘结在一起；

五、将上述内石墨层、纤维层、粘结层和外石墨层进行两次辊压，形成两侧为石墨层，中间为纤维层和粘结层的石墨纸结构；

六、将步骤五中制备的石墨纸翻面且同步骤三至步骤五，在内石墨层另一侧覆盖纤维层并通过粘结层与外石墨层粘结，经过两次辊压后形成内部以及外侧两面为石墨层，中间为纤维层和粘结层的导电低阻石墨纸；

七、将导电低阻石墨纸切割成宽的导电低阻石墨带；

八、将导电低阻石墨带用捻线机捻制成粗细均匀、表面光滑、韧性良好的导电低阻石墨线；

九、将导电低阻石墨线经编织机编织成石墨复合降阻布，再经过辊压整形去除石墨复合降阻布表面的毛刺及瑕疵，以提高石墨复合降阻布的致密性与导电性，得到表面光滑平整、致密性高、性良好的石墨复合降阻布。

所述可膨化石墨采用高纯蠕虫石墨且碳含量高于85％，所述粘结层采用的粘结剂为EVA类、聚酰胺类、聚酯类、SBS类、SIS类、聚氨酯类中的一种。

本发明还公开了一种石墨布生产装置，包括工作台，所述工作台远离地面一侧端面上对称且固定设有两个与工作台垂直的固定板，两个所述固定板之间固定设有复合台，所述复合台远离工作台一侧设有能够在两个固定板之间水平移动的加热器，所述复合台远离工作台一侧设有能够在两个固定板之间水平移动的移动台，所述移动台靠近复合台一侧设有能够向复合台一侧伸缩的辊压轮。

所述工作台远离地面一侧设有开口向远离地面一侧的轨道槽，其中一侧所述固定板靠近轨道槽一侧端面上固定设有轨道电机，所述轨道电机靠近轨道槽一侧端动力设有与相对侧固定板转动连接的加热轴，所述加热轴上螺纹连接设有在轨道槽内滑动的螺纹块，所述螺纹块与加热轴垂直两侧端面上对称且固定设有两个连接曲杆，所述连接曲杆另一端与加热器对应侧端面固定连接。

远离所述轨道电机一侧的固定板靠近轨道电机一侧端面上固定设有辊压电机，所述辊压电机靠近轨道电机一侧端动力设有与相对侧固定板转动连接的辊压轴，所述移动台与辊压轴螺纹连接，两个所述固定板之间固定设有与移动台滑动连接的导杆，所述移动台靠近复合台一侧端面内嵌入设有液压缸，所述液压缸靠近复合台一侧端动力设有液压杆，所述液压杆靠近复合台一侧端面上固定设有衔接曲板，所述辊压轮转动设置在衔接曲板上。

所述复合台远离地面一侧固定设有两个定位板，所述定位板用于对复合台上铺设的石墨复合材料进行定位，所述复合台与加热轴轴向垂直两侧端面上分别阻尼铰接设有两个调节摆杆，所述调节摆杆的转动角度固定为四十五度，两个所述调节摆杆之间转动设有翻面轮，所述调节摆杆初始位置与复合台垂直。

通过采用上述技术方案，利用呈编织物状的石墨降阻布代替降阻剂，其降阻效果不会随地下水移动而流失，可保证降阻效果的长久有效，采用内石墨层与两侧外石墨层之间包裹纤维层的方式，不仅加强了石墨降阻布的导电性能以及降阻效果，而且纤维层内的玻璃纤维、弹性体纤维以及力学增韧纤维大大提高了石墨降阻布的耐腐蚀性、柔韧性以及贴地性，提高了石墨降阻布的使用寿命，同时采用复合辊压翻面一体装置，提高了该石墨降阻布的生产效率，对电力系统防雷接地技术领域具有显著的现实意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述石墨布的结构示意图；

图2为“复合石墨带”的结构示意图；

图3为本发明所述石墨布生产装置的结构示意图；

图4为本发明所述石墨布生产装置的立体结构示意图；

图5为本发明所述石墨布生产装置的立体结构示意图；

图6为本发明所述石墨布生产装置进行复合材料翻面时的结构示意图；

图7为本发明所述石墨布的生产流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至2所示，本发明首先公开了一种石墨布，包括垂直交错的复合石墨条11，所述复合石墨条由复合石墨线整形压制得到，所述复合石墨线由复合石墨带捻合得到，所述复合石墨带由复合石墨纸裁切而来且所得复合石墨带表面应光滑平整、无无机纤维裸露出石墨带表层，所述复合石墨带包括内石墨层13，所述内石墨层13两侧设有纤维层14，所述纤维层14远离内石墨层13一侧覆盖设有外石墨层15，根据实际工程需求和接地体尺寸裁切石墨降阻布得到石墨降阻带，通过粘合剂将石墨降阻带完全包覆接地体能够达到最大的降阻效果。

参照附图2所示，所述纤维层14由玻璃纤维、弹性体纤维以及力学增韧纤维混合构成，通过所述纤维层14能够大大提高石墨布的柔韧性以及耐腐蚀性，所述纤维层14表面浸润设有粘结层12，所述纤维层14与内石墨层13以及对应侧外石墨层15之间通过粘结层12粘结，将粘结剂浸润在所述纤维层14上，通过匀速加热固化程序，形成所述粘结层12。

参照附图1、图2所示，所述粘结层12的厚度为0.05～0.08mm，通过所述粘结层12能够将纤维层14稳定的包裹在内石墨层13与对应侧外石墨层15之间，所述复合石墨带宽度为5～8mm，所述复合石墨带的厚度为2～4mm，所述外石墨层15以及内石墨层13的厚度0.1～1mm，若所述外石墨层15与内石墨层13过厚，复合石墨带捻合成复合石墨线时易发生断裂。

参照附图5所示，本发明其次公开了一种石墨布的生产方法，包括如下步骤：

一、将可膨胀石墨进行高温膨化得到石墨蠕虫并经过辊压设备辊压制得外石墨层15以及内石墨层13；

二、将粘结剂浸润在纤维层14上经匀速加热固化程序形成粘结层12；

三、将纤维层14通过粘结层12粘结在内石墨层13一侧端面上；

四、在步骤四中纤维层14远离内石墨层13一侧再铺设一层石墨蠕虫形成外石墨层15并通过粘结层12粘结在一起；

五、将上述内石墨层13、纤维层14、粘结层12和外石墨层15进行两次辊压，形成两侧为石墨层，中间为纤维层14和粘结层12的石墨纸结构；

六、将步骤五中制备的石墨纸翻面且同步骤三至步骤五，在内石墨层另一侧覆盖纤维层14并通过粘结层12与外石墨层15粘结，经过两次辊压后形成内部以及外侧两面为石墨层，中间为纤维层14和粘结层12的导电低阻石墨纸；

七、将导电低阻石墨纸切割成宽的导电低阻石墨带；

八、将导电低阻石墨带用捻线机捻制成粗细均匀、表面光滑、韧性良好的导电低阻石墨线；

九、将导电低阻石墨线经编织机编织成石墨复合降阻布，再经过辊压整形去除石墨复合降阻布表面的毛刺及瑕疵，以提高石墨复合降阻布的致密性与导电性，得到表面光滑平整、致密性高、性良好的石墨复合降阻布。

参照附图2所示，所述可膨化石墨采用高纯蠕虫石墨且碳含量高于85％，所述粘结层12采用的粘结剂为EVA类、聚酰胺类、聚酯类、SBS类、SIS类、聚氨酯类中的一种。

参照附图3、图4、图5所示，本发明还公开了一种石墨布生产装置，包括工作台31，所述工作台31远离地面一侧端面上对称且固定设有两个与工作台31垂直的固定板34，两个所述固定板34之间固定设有复合台25，所述内石墨层13、粘结层12、纤维层14、外石墨层15的复合在复合台25远离工作台31一侧端面上完成，所述复合台25远离工作台31一侧设有能够在两个固定板34之间水平移动的加热器33，所述加热器33用于对纤维层14上浸润的粘结剂进行加热固化以形成粘结层12，所述复合台25远离工作台31一侧设有能够在两个固定板34之间水平移动的移动台17，所述移动台17靠近复合台25一侧设有能够向复合台25一侧伸缩的辊压轮21，通过所述移动台17的移动以及辊压轮21的伸缩，能够实现对所述复合台25上石墨复合材料的辊压。

参照附图3、图4、图5所示，所述工作台31远离地面一侧设有开口向远离地面一侧的轨道槽26，其中一侧所述固定板34靠近轨道槽26一侧端面上固定设有轨道电机24，所述轨道电机24靠近轨道槽26一侧端动力设有与相对侧固定板34转动连接的加热轴27，所述加热轴27上螺纹连接设有在轨道槽26内滑动的螺纹块29，所述螺纹块29与加热轴27垂直两侧端面上对称且固定设有两个连接曲杆32，所述连接曲杆32另一端与加热器33对应侧端面固定连接，当所述轨道电机24启动带动加热轴27转动时，所述螺纹块29、连接曲杆32、加热器33随着加热轴27的转动沿加热轴27轴向移动，此时所述加热器33能够对铺设在复合台25上的纤维层14上浸润的粘结剂进行加热固化。

参照附图3、图4、图5所示，远离所述轨道电机24一侧的固定板34靠近轨道电机24一侧端面上固定设有辊压电机35，所述辊压电机35靠近轨道电机24一侧端动力设有与相对侧固定板34转动连接的辊压轴16，所述移动台17与辊压轴16螺纹连接，两个所述固定板34之间固定设有与移动台17滑动连接的导杆30，所述移动台17靠近复合台25一侧端面内嵌入设有液压缸18，所述液压缸18靠近复合台25一侧端动力设有液压杆19，所述液压杆19靠近复合台25一侧端面上固定设有衔接曲板20，所述辊压轮21转动设置在衔接曲板20上，通过控制所述液压杆19的伸缩量，能够调整所述辊压轮21相对复合台25之间的距离，当所述辊压电机35启动带动移动台17在导杆30上滑动时，所述辊压轮21能够对复合台25上的石墨复合材料进行辊压加工。

参照附图3、图4、图5、图6所示，所述复合台25远离地面一侧固定设有两个定位板28，所述定位板28用于对复合台25上铺设的石墨复合材料进行定位，所述复合台25与加热轴27轴向垂直两侧端面上分别阻尼铰接设有两个调节摆杆23，所述调节摆杆23的转动角度固定为四十五度，两个所述调节摆杆23之间转动设有翻面轮22，所述调节摆杆23初始位置与复合台25垂直，当需要对所述复合台25上的石墨复合材料进行翻面时，手动转动调节摆杆23使其向靠近定位板28一侧倾斜，当所述调节摆杆23转动完毕时，工作人员将所述复合台25上的半成品石墨纸沿翻面轮22底部绕过，通过拉扯绕过所述翻面轮22的半成品石墨纸一端即可实现对半成品石墨纸的整体翻面。

工作原理；

初始时，螺纹块29与远离轨道电机24一侧固定板34抵触，调节摆杆23与复合台25垂直，移动台17位于导杆30上较靠近轨道电机24一侧，液压杆19未伸出。

工作时，将内石墨层13铺设在复合台25上，对纤维层14进行浸胶后覆盖在内石墨层13上，启动轨道电机24带动加热轴27转动，加热轴27转动带动螺纹块29、连接曲杆32、加热器33移动对纤维层14上的粘结剂进行加热固化，当粘结层12加工完毕后螺纹块29复位，轨道电机24关闭，将外石墨层15覆盖在纤维层14上，启动液压缸18带动液压杆19伸出，辊压轮21抵触挤压外石墨层15，启动辊压电机35带动辊压轴16转动，辊压轴16带动移动台17在导杆30上移动，在辊压轮21对复合台25上的复合材料进行两次辊压后，辊压电机35，移动台17复位，液压杆19复位，此时手动转动调节摆杆23使其向靠近定位板28一侧倾斜，当调节摆杆23转动完毕时，工作人员将复合台25上的半成品石墨纸沿翻面轮22底部绕过，通过拉扯绕过翻面轮22的半成品石墨纸一端即可实现对半成品石墨纸的整体翻面，在半成品石墨纸翻面完毕后，同上述对内石墨层13的另一面进行纤维层14、粘结层12、外石墨层15的复合，形成内部以及外侧两面为石墨层，中间为纤维层14和粘结层12的导电低阻石墨纸。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。