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