石墨电刷及其制备方法

xiaoxiao2020-10-23  8

石墨电刷及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电刷领域,具体地,设及一种石墨电刷及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 石墨电刷是石墨中加入渐青、煤焦油和树脂等粘合剂混合压制而成。石墨电刷具 有质地软、电阻率低和摩擦系数低的优点,但因含杂质较多而易使石墨电刷具有较低的折 弯强度,严重影响了石墨电刷的使用寿命。

【发明内容】

[0003] 本发明的目的是提供了一种石墨电刷,该石墨电刷具有优异的摩擦系数、电阻率 低、密度和折弯强度,同时制备该石墨电刷的方法步骤简单,原料易得。
[0004] 为了实现上述目的,本发明提供一种石墨电刷的制备方法,该方法包括:
[0005] 1)将苯酪、甲醒、碳酸钢和棚酸进行接触反应W制备棚改性酪醒树脂的工序;
[0006] 2)将棚改性酪醒树脂、石墨粉、二砸化粗、稀±氣化物和金属氧化物进行混合W制 备混合物的工序;
[0007] 3)在保护气的存在下,将混合物进行冷压并热处理W制备石墨电刷的工序。
[000引本发明还提供了一种石墨电刷,该石墨电刷通过上述的制备方法而制得。
[0009] 通过上述技术方案,本发明提供的石墨电刷是通过将棚改性酪醒树脂、石墨粉、二 砸化粗、稀±氣化物和金属氧化物进行混合、冷压和热处理制备而成。棚改性酪醒树脂为粘 合剂,二砸化粗为固体润滑剂,通过棚改性酪醒树脂、二砸化粗、稀±氣化物和金属氧化物 的协同作用使得该石墨电刷具有优异的摩擦系数、电阻率低、密度和折弯强度,同时制备该 石墨电刷的方法步骤简单,原料易得。
[0010] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予W详细说明。
【具体实施方式】
[0011] W下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
[0012] 本发明提供了一种石墨电刷的制备方法,该方法包括:
[0013] 1)将苯酪、甲醒、碳酸钢和棚酸进行接触反应W制备棚改性酪醒树脂的工序;
[0014] 2)将棚改性酪醒树脂、石墨粉、二砸化粗、稀±氣化物和金属氧化物进行混合W制 备混合物的工序;
[0015] 3)在保护气的存在下,将混合物进行冷压并热处理W制备石墨电刷的工序。
[0016] 在本发明中,在制备棚改性酪醒树脂的工序中,苯酪、甲醒、碳酸钢和棚酸的用量 可W在宽的范围内选择,为了使得制得棚改性酪醒树脂能够更好地与石墨粉、二砸化粗、稀 ±氣化物和金属氧化物相兼容,优选地,相对于1重量份的苯酪,甲醒的用量为0. 8-1. 2重 量份,碳酸钢的用量为0. 1-0. 2重量份,棚酸的用量为0. 05-0. 15重量份。
[0017] 在本发明中,在制备棚改性酪醒树脂的工序中,为了使得棚改性酪醒树脂具有优 异的聚合度,优选地,接触反应的温度为70-100°c,接触反应的时间为4-她。
[0018] 在本发明中,在制备棚改性酪醒树脂的工序中,为了使得棚酸能够对酪醒树脂的 改性效果更佳,优选地,先将苯酪、甲醒和碳酸钢在70-80°C下反应1-化,再添加棚酸后在 90-100°C下反应3-化。
[0019] 在本发明中,在制备制备混合物的工序中,为了使得制备的石墨电刷具有优异的 摩擦系数、电阻率低、密度和折弯强度,优选地,稀±氣化物为氣化锦和/或氣化铜,金属氧 化物为=氧化铺和/或氧化铅。
[0020] 在本发明中,在制备混合物的工序中,棚改性酪醒树脂、石墨粉、二砸化粗、稀±氣 化物和金属氧化物的用量可W在宽的范围内选择,为了使得石墨电刷具有优异的摩擦系 数、电阻率低、密度和折弯强度,优选地,相对于100重量份的棚改性酪醒树脂,石墨粉的用 量为70-90重量份,二砸化粗的用量为10-15重量份,稀上氣化物的用量为5-8重量份,金 属氧化物的用量为8-12重量份。
[0021] 在本发明中,在制备石墨电刷的工序中,冷压的压力和冷压的时间可W在宽的范 围内选择,为了使得棚改性酪醒树脂、石墨粉、二砸化粗、稀±氣化物和金属氧化物结合的 更加紧密,优选地,冷压的压力为20-25Mpa,冷压的时间为15-30min。
[002引在本发明中,在制备石墨电刷的工序中,热处理的温度和时间可W在宽的范围内 选择,为了使得棚改性酪醒树脂、石墨粉、二砸化粗、稀±氣化物和金属氧化物之间充分粘 合,优选地,热处理的温度为600-850°C,热处理的时间为1-化。
[0023] 在本发明中,为了使得棚改性酪醒树脂、石墨粉、二砸化粗、稀±氣化物和金属氧 化物的颗粒更加细,优选地,在制备石墨电刷的工序之前,该方法还包括将混合物研磨并过 筛的工序,该样由于制备石墨电刷的原料颗粒更加细腻,从而使得各原料之间结合的更加 紧密,进一步使得石墨电刷具有优异的摩擦系数、电阻率低、密度和折弯强度。更优选地,过 筛的工序中,筛网为60-100目。
[0024] 在本发明中,为了防止在冷压和热处理的过程中,空气对的成分对石墨电刷性能 的影响,冷压成型并热处理W制备石墨电刷的工序是在保护器的存在下进行的,从保护效 果上考虑,优选地,保护气为氣气。
[0025] 本发明还一种石墨电刷,该石墨电刷通过上述的制备方法而制得。该石墨电刷具 有优异的摩擦系数、电阻率低、密度和折弯强度。
[0026] W下将通过实施例对本发明进行详细描述。W下实施例中,摩擦系数参数是通过 JB/T8155-2001的方法测得,电阻率参数是通过JB/T6773-2011的方法测得,密度参数是通 过厦口群隆仪器有限公司的石墨电极碳刷专用密度测试仪测得,折弯强度参数是通过济南 菱悦精密仪器有限公司的弹性元件抗拉强度测试仪测得。
[0027] W下实施例中,苯酪是溜博溜大化工贸易有限公司,甲醒是东竞市启明化工有限 公司的产品,碳酸钢是河北祥盛化工有限公司的产品,棚酸上海禹本化工科技有限公司的 产品,石墨粉是青岛富润达石墨有限公司的产品,二砸化粗是郑州市冠达化工有限公司的 产品,氣化锦是陕西藍蠢化工有限公司的产品,氣化铜是乐山沃耐稀电子材料有限公司的 产品,S氧化铺是天津市化学试剂供销公司的产品,氧化铅是启东市名成化工有限公司的 广品。
[002引 实施例1
[0029] 1)在85°C下,将10kg的苯酪,10kg的甲醒,1. 5kg的碳酸钢和化g的棚酸反应化 制得棚改性酪醒树脂;
[0030] 。将10kg的棚改性酪醒树脂,8kg的石墨粉,1.化g的二砸化粗,0.化g的氣化锦, 1kg的S氧化铺进行混合制得混合物;
[0031] 3)将上述混合物在22Mpa下冷压25min并在700°C下热处理1.化W制得石墨电 刷A1。
[0032] 并对A1的摩擦系数、电阻率、密度和折弯强度进行检测,检测结果见表1。
[0033] 实施例2
[0034] 1)在70°C下,将10kg的苯酪,8kg的甲醒,1kg的碳酸钢和0. 5kg的棚酸反应化 制得棚改性酪 醒树脂;
[003引 2)将10kg的棚改性酪醒树脂,7kg的石墨粉,1kg的二砸化粗,0.化g的氣化铜, 0. 8kg的氧化铅进行混合制得混合物;
[0036] 3)将上述混合物在20Mpa下冷压15min并在600°C下热处理比W制得石墨电刷 A2。
[0037] 并对A2的摩擦系数、电阻率、密度和折弯强度进行检测,检测结果见表1。
[003引实施例3
[0039] 1)在100°C下,将10kg的苯酪,12kg的甲醒,2kg的碳酸钢和1. 5kg的棚酸反应她 制得棚改性酪醒树脂;
[0040] 。将10kg的棚改性酪醒树脂,9kg的石墨粉,1.化g的二砸化粗,0. 8kg的氣化锦, 1. 2kg的S氧化铺进行混合制得混合物;
[0041] 3)将上述混合物在25Mpa下冷压30min并在850°C下热处理化W制得石墨电刷 A3。
[0042] 并对A3的摩擦系数、电阻率、密度和折弯强度进行检测,检测结果见表1。
[0043] 实施例4
[0044] 按照实施例1的方法进行,所不同的是,0. 7kg的氣化铜改为0. 4kg的氣化锦和 0. 3kg的氣化铜W制得石墨电刷A4。
[0045] 并对A4的摩擦系数、电阻率、密度和折弯强度进行检测,检测结果见表1。
[0046] 实施例5
[0047] 按照实施例1的方法进行,所不同的是,0. 8kg的氧化铅改为0. 4kg的S氧化铺和 0. 4kg的氧化铅W制得石墨电刷A5。
[0048] 并对A5的摩擦系数、电阻率、密度和折弯强度进行检测,检测结果见表1。
[0049] 实施例6
[0050] 按照实施例1的方法进行,所不同的是,在制备棚改性酪醒树脂的工序中,先将苯 酪、甲醒和碳酸钢在80°C下反应2h,再添加棚酸后在100°C下反应化W制得石墨电刷A6。
[0051] 并对A6的摩擦系数、电阻率、密度和折弯强度进行检测,检测结果见表1。
[0化引 对比例1
[0化3] 按照实施例1的方法进行,所不同的是,不含有棚酸W制得石墨电刷B1。并对B1 的摩擦系数、电阻率、密度和折弯强度进行检测,检测结果见表1。
[0054] 对比例2
[0055] 按照实施例1的方法进行,所不同的是,不含有二砸化粗W制得石墨电刷B2。并对 B2的摩擦系数、电阻率、密度和折弯强度进行检测,检测结果见表1。
[0056] 对比例3
[0化7]按照实施例1的方法进行,所不同的是,不含有稀±氣化物W制得石墨电刷B3。并 对B3的摩擦系数、电阻率、密度和折弯强度进行检测,检测结果见表1。
[0058] 对比例4
[0059] 按照实施例1的方法进行,所不同的是,不含有稀±氣化物W制得石墨电刷B4。并 对B4的摩擦系数、电阻率、密度和折弯强度进行检测,检测结果见表1。
[0060] 表 1
[0061]
[0062] 由上表可知,本发明通过将棚改性酪醒树脂、二砸化粗、稀±氣化物和金属氧化物 加入到石墨粉中制得石墨电刷,其中棚改性酪醒树脂、二砸化粗、稀±氣化物和金属氧化物 的协同作用能够使得石墨电刷具有优异的摩擦系数、电阻率低、密度和折弯强度。
[0063] W上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中 的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可W对本发明的技术方案进行多种简单变型,该 些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0064] 另外需要说明的是,在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征,在不矛 盾的情况下,可W通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可 能的组合方式不再另行说明。
[00化]此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可W进行任意组合,只要其不违背本 发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
【主权项】
1. 一种石墨电刷的制备方法,其特征在于,所述方法包括: 1) 将苯酚、甲醛、碳酸钠和硼酸进行接触反应以制备硼改性酚醛树脂的工序; 2) 将所述硼改性酚醛树脂、石墨粉、二硒化钽、稀土氟化物和金属氧化物进行混合以制 备混合物的工序; 3) 在保护气的存在下,将所述混合物进行冷压并热处理以制备所述石墨电刷的工序。2. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在制备硼改性酚醛树脂的工序中,相 对于1重量份的苯酚,所述甲醛的用量为0. 8-1. 2重量份,所述碳酸钠的用量为0. 1-0. 2重 量份,所述硼酸的用量为〇. 05-0. 15重量份。3. 根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述接触反应的温度为 70-100°C,所述接触反应的时间为4-8h; 优选地,在制备硼改性酚醛树脂的工序中,先将苯酚、甲醛和碳酸钠在70-80°C下反应l_3h,再添加硼酸后在90-100°C下反应3-5h。4. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在制备制备混合物的工序中,所述稀 土氟化物为氟化铈和/或氟化镧,所述金属氧化物为三氧化锑和/或氧化铅。5. 根据权利要求1或4所述的制备方法,其特征在于,在制备混合物的工序中,相对于 100重量份的所述硼改性酚醛树脂,所述石墨粉的用量为70-90重量份,所述二硒化钽的用 量为10-15重量份,所述稀土氟化物的用量为5-8重量份,所述金属氧化物的用量为8-12 重量份。6. 根据权利要求1或4所述的制备方法,其特征在于,在制备所述石墨电刷的工序中, 所述冷压的压力为20-25Mpa,所述冷压的时间为15-30min。7. 根据权利要求1或4所述的制备方法,其特征在于,在制备所述石墨电刷的工序中, 所述热处理的温度为600-850°C,所述热处理的时间为l_2h。8. 根据权利要求1或4所述的制备方法,其特征在于,在制备所述石墨电刷的工序之 前,该方法还包括将所述混合物研磨并过筛的工序; 优选地,所述过筛的工序中,所述筛网为60-100目。9. 根据权利要求1或4所述的制备方法,其特征在于,在制备所述石墨电刷的工序中, 所述保护气为氩气。10. -种石墨电刷,其特征在于,所述石墨电刷通过权利要求1-9中的任意一项所述的 制备方法而制得。
【专利摘要】本发明公开了一种石墨电刷及其制备方法,所述方法包括:1)将苯酚、甲醛、碳酸钠和硼酸进行接触反应以制备硼改性酚醛树脂的工序;2)将所述硼改性酚醛树脂、石墨粉、二硒化钽、稀土氟化物和金属氧化物进行混合以制备混合物的工序;3)在保护气的存在下,将所述混合物进行冷压并热处理以制备所述石墨电刷的工序。该石墨电刷具有优异的摩擦系数、电阻率低、密度和折弯强度。
【IPC分类】H01R39/24, H01R43/12, H01R39/22
【公开号】CN104901120
【申请号】CN201510176368
【发明人】伍克军
【申请人】芜湖中源赛特管业有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月14日

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