CN104386669A - 一种高回弹多孔石墨材料及其制备方法 - Google Patents

一种高回弹多孔石墨材料及其制备方法 Download PDF

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臧文平
赵继国
殷正娥
兰建云
赵旭
刘志鹏
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Abstract

本发明涉及一种高回弹多孔石墨材料及其制备方法，属于材料技术领域，尤其是属于炭素材料技术领域。是通过石油焦和沥青焦粉磨成粒度极细的粉末，在混捏锅中搅拌，同时加入沥青粘接剂和造孔剂，碾压及压块，石墨化，破碎、筛分和磨粉得到，具有大量微孔，且在一定压力下压缩可回弹的特点。这种高回弹多孔石墨用于摩擦材料具备石墨的润滑效果，同时存在大量孔隙，孔隙可随所受压力大小而变化，使摩擦材料的压缩率提高，从而使摩擦材料具备弹性，优化了摩擦材料的固有震动频率，机车制动时，孔隙可吸收震动波、气液混合物，使摩擦和对偶在制动时能柔和地接触而不产生共振，达到消除制动噪音的目的。

Description

一种高回弹多孔石墨材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高回弹多孔石墨材料及其制备方法，属于材料技术领域，尤其是属于炭素材料技术领域。
背景技术
摩擦材料广泛用于各种交通运输工具(如汽车、火车、飞机、舰船等)和各种机器设备的制动器、离合器及摩擦传动装置中的制动材料。在制动装置中，利用摩擦材料的摩擦性能，将转动的动能转化为热能及其他形式的能量，从而使传动装置制动。现代社会对环保与安全的要求越来越高，相继推出了非石棉的半金属型摩擦材料、烧结金属型摩擦材料、代用纤维增强或聚合物粘接摩擦材料、复合纤维摩擦材料、陶瓷纤维摩擦材料等。为了调节和改善制品摩擦性能，添加了一些填料，石墨做为一种减磨填料，利用石墨本身优异性能，降低了自身和对偶件的磨损、提高了导热性、改善摩擦平稳性和抗粘着性、降低制动噪声和震颤现象、制品易于加工等特性。石墨做为炭素材料比较常规的产品，用石油焦或沥青焦高温石墨化或一些石墨电极切削碎等就可以得到。发明内容
本发明的目的在于提供一种高回弹多孔石墨材料及其制备方法。是通过石油焦和沥青焦粉磨成粒度极细的粉末，在混捏锅中搅拌，同时加入沥青粘接剂和造孔剂，碾压及压块，石墨化，破碎、筛分和磨粉得到。
本发明的技术方案是： 
一种高回弹多孔石墨材料及其制备方法，包括如下步骤：
1)  粉料的制取：选取磨粉机除尘粉料或石墨负极材料生产线球化余料；
2)  混捏：称取粉料加入混捏锅干混10-20min，温度60-90℃，加入粘接剂，湿混5-10min，温度70-100℃，最后加入造孔剂再保温混捏30-50min，出锅；
3)  碾压及压块：将出锅热糊料反复碾压1-3次，趁热送入压块机，压制成密实体或冷却磨粉再模压成块；
4)  石墨化：将块状料送入石墨化炉，温度2700-3200℃之间高温石墨化；
5)  破碎、筛料和磨粉：完成石墨化的球料破碎、筛分或磨粉。
进一步，步骤1）中粉料平均粒度在4μm左右，球形为宜。
进一步，步骤2）中粘接剂为中温沥青，加入量为总重的30-40%，加入量以糊料搅拌成团为宜；造孔剂可以为聚乙二醇、聚乙烯醇、硬脂酸等，满足低温固化、中温融化、高温挥发或残炭量较少且为易石墨化炭的特点，加入量以粘接剂加入量的10±5%，可根据粘接剂残炭率适当调节。
进一步，步骤3）中诉述糊料密实成型设备可以是任何成型设备。
本发明的有益效果是，选用近似球状超细粉末，具有较高的比表面积，容易形成颗粒堆积孔隙，在粘接剂的作用下，并添加一定比例的造孔剂，压制成块状体，在高温石墨化状态下，大量粘接剂挥发分和造孔剂挥发，残留炭和颗粒紧密连接，形成了大量微孔，且在一定压力下压缩可回弹的石墨结构体。这种高回弹多孔石墨用于摩擦材料具备石墨的润滑效果，同时存在大量孔隙，孔隙在一定压力下可随所受压力大小而变化，使摩擦材料的压缩率提高，从而使摩擦材料具备弹性，优化了摩擦材料的固有震动频率，机车制动时，孔隙可吸收震动波、气液混合物，使摩擦和对偶在制动时能柔和地接触而不产生共振，达到消除制动噪音的目的。
具体制备工艺技术为下：
1） 粉料的制取：选取磨粉机除尘粉料或石墨负极材料生产线球化余料，平均粒度在4μm左右，球形为宜；
2） 混捏：称取粉料加入混捏锅干混15min，温度80-85℃，加入中温沥青占总重的35%，湿混10min，温度80-100℃，最后加入聚乙二醇占沥青重量的10%再混捏40min，糊料搅拌成团，出锅；
3） 碾压及压块：将出锅热糊料反复碾压2次，趁热送入捏球机，压制成密实球体；
4） 石墨化：将球状料装入石墨坩埚，送入石墨化炉，温度2800-3200℃之间高温石墨化；
5） 破碎、筛料：完成石墨化的球料破碎、筛分或磨粉，根据需求制作成不同大小粒度的成品，装袋包装。
以上对本发明提供的一种高回弹多孔石墨材料及其制备方法。进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方案的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种高回弹多孔石墨材料及其制备方法，包括如下步骤：
粉料的制取：选取磨粉机除尘粉料或石墨负极材料生产线球化余料；
混捏：称取粉料加入混捏锅干混10-20min，温度60-85℃，加入粘接剂，湿混5-10min，温度70-100℃，最后加入造孔剂再混捏30-50min，出锅；
碾压及压块：将出锅热糊料反复碾压1-3次，趁热送入压块机，压制成密实体或冷却磨粉再模压成块；
石墨化：将块状料送入石墨化炉，温度2700-3200℃之间高温石墨化；
破碎、筛料：完成石墨化的球料破碎、筛分或磨粉。
2.根据权利要求1，步骤1）中粉料平均粒度在4μm左右，球形为宜。
3.根据权利要求1，步骤2）中粘接剂为中温沥青，结焦值30-50%，加入量以糊料搅拌成团为宜；造孔剂可以为聚乙二醇、聚乙烯醇、硬脂酸等，满足低温固化、中温融化、高温挥发或残炭量较少且为易石墨化炭的特点，加入量以粘接剂加入量的10±5%，可根据粘接剂残炭率适当调节。
4.根据权利要求1，步骤3）中诉述糊料密实成型设备可以是任何成型设备。
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