石墨電刷及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電刷領(lǐng)域，具體地，涉及一種石墨電刷及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 石墨電刷是石墨中加入瀝青、煤焦油和樹脂等粘合劑混合壓制而成。石墨電刷具 有質(zhì)地軟、電阻率低和摩擦系數(shù)低的優(yōu)點(diǎn)，但因含雜質(zhì)較多而易使石墨電刷具有較低的折 彎強(qiáng)度，嚴(yán)重影響了石墨電刷的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供了一種石墨電刷，該石墨電刷具有優(yōu)異的摩擦系數(shù)、電阻率 低、密度和折彎強(qiáng)度，同時(shí)制備該石墨電刷的方法步驟簡(jiǎn)單，原料易得。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種石墨電刷的制備方法，該方法包括：
[0005] 1)將苯酚、甲醛、碳酸鈉和硼酸進(jìn)行接觸反應(yīng)以制備硼改性酚醛樹脂的工序；
[0006] 2)將硼改性酚醛樹脂、石墨粉、滑石粉、稀土氟化物和金屬氧化物進(jìn)行混合以制備 混合物的工序；
[0007] 3)在保護(hù)氣的存在下，將混合物進(jìn)行冷壓并熱處理以制備石墨電刷的工序。
[0008] 本發(fā)明還提供一種石墨電刷，該石墨電刷通過(guò)上述的制備方法而制得。
[0009] 通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的石墨電刷是通過(guò)將硼改性酚醛樹脂、石墨粉、滑 石粉、稀土氟化物和金屬氧化物進(jìn)行混合、冷壓和熱處理制備而成。硼改性酚醛樹脂為粘合 劑，滑石粉為固體潤(rùn)滑劑，通過(guò)硼改性酚醛樹脂、滑石粉、稀土氟化物和金屬氧化物的協(xié)同 作用使得該石墨電刷具有優(yōu)異的摩擦系數(shù)、電阻率低、密度和折彎強(qiáng)度，同時(shí)制備該石墨電 刷的方法步驟簡(jiǎn)單，原料易得。
[0010] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0012] 本發(fā)明提供了一種石墨電刷的制備方法，該方法包括：
[0013] 1)將苯酚、甲醛、碳酸鈉和硼酸進(jìn)行接觸反應(yīng)以制備硼改性酚醛樹脂的工序；
[0014] 2)將硼改性酚醛樹脂、石墨粉、滑石粉、稀土氟化物和金屬氧化物進(jìn)行混合以制備 混合物的工序；
[0015] 3)在保護(hù)氣的存在下，將混合物進(jìn)行冷壓并熱處理以制備石墨電刷的工序。
[0016] 在本發(fā)明中，在制備硼改性酚醛樹脂的工序中，苯酚、甲醛、碳酸鈉和硼酸的用量 可以在寬的范圍內(nèi)選擇，為了使得制得硼改性酚醛樹脂能夠更好地與石墨粉、滑石粉、稀土 氟化物和金屬氧化物相兼容，優(yōu)選地，相對(duì)于1重量份的苯酚，甲醛的用量為0. 8-1. 2重量 份，碳酸鈉的用量為〇. 1_〇. 2重量份，硼酸的用量為0. 05-0. 15重量份。
[0017] 在本發(fā)明中，在制備硼改性酚醛樹脂的工序中，為了使得硼改性酚醛樹脂具有優(yōu) 異的聚合度，優(yōu)選地，接觸反應(yīng)的溫度為70-100°C，接觸反應(yīng)的時(shí)間為4-8h。
[0018] 在本發(fā)明中，在制備硼改性酚醛樹脂的工序中，為了使得硼酸能夠?qū)Ψ尤渲?改性效果更佳，優(yōu)選地，先將苯酚、甲醛和碳酸鈉在70-80°C下反應(yīng)l_3h，再添加硼酸后在 90-100°C下反應(yīng) 3-5h。
[0019] 在本發(fā)明中，在制備制備混合物的工序中，為了使得制備的石墨電刷具有優(yōu)異的 摩擦系數(shù)、電阻率低、密度和折彎強(qiáng)度，優(yōu)選地，稀土氟化物為氟化鈰和/或氟化鑭，金屬氧 化物為三氧化銻和/或氧化鉛。
[0020] 在本發(fā)明中，在制備混合物的工序中，硼改性酚醛樹脂、石墨粉、滑石粉、稀土氟化 物和金屬氧化物的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，為了使得石墨電刷具有優(yōu)異的摩擦系數(shù)、 電阻率低、密度和折彎強(qiáng)度，優(yōu)選地，相對(duì)于100重量份的硼改性酚醛樹脂，石墨粉的用量 為70-90重量份，滑石粉的用量為10-15重量份，稀土氟化物的用量為5-8重量份，金屬氧 化物的用量為8-12重量份。
[0021] 在本發(fā)明中，在制備石墨電刷的工序中，冷壓的壓力和冷壓的時(shí)間可以在寬的范 圍內(nèi)選擇，為了使得硼改性酚醛樹脂、石墨粉、滑石粉、稀土氟化物和金屬氧化物結(jié)合的更 加緊密，優(yōu)選地，冷壓的壓力為20-25Mpa，冷壓的時(shí)間為15-30min。
[0022] 在本發(fā)明中，在制備石墨電刷的工序中，熱處理的溫度和時(shí)間可以在寬的范圍內(nèi) 選擇，為了使得硼改性酚醛樹脂、石墨粉、滑石粉、稀土氟化物和金屬氧化物之間充分粘合， 優(yōu)選地，熱處理的溫度為600-850°C，熱處理的時(shí)間為l_2h。
[0023] 在本發(fā)明中，為了使得硼改性酚醛樹脂、石墨粉、滑石粉、稀土氟化物和金屬氧化 物的顆粒更加細(xì)，優(yōu)選地，在制備石墨電刷的工序之前，該方法還包括將混合物研磨并過(guò)篩 的工序，這樣由于制備石墨電刷的原料顆粒更加細(xì)膩，從而使得各原料之間結(jié)合的更加緊 密，進(jìn)一步使得石墨電刷具有優(yōu)異的摩擦系數(shù)、電阻率低、密度和折彎強(qiáng)度。更優(yōu)選地，過(guò)篩 的工序中，篩網(wǎng)為60-100目。
[0024] 在本發(fā)明中，為了防止在冷壓和熱處理的過(guò)程中，空氣對(duì)的成分對(duì)石墨電刷性能 的影響，冷壓成型并熱處理以制備石墨電刷的工序是在保護(hù)器的存在下進(jìn)行的，從保護(hù)效 果上考慮，優(yōu)選地，保護(hù)氣為氬氣。
[0025] 本發(fā)明還一種石墨電刷，該石墨電刷通過(guò)上述的制備方法而制得。該石墨電刷具 有優(yōu)異的摩擦系數(shù)、電阻率低、密度和折彎強(qiáng)度。
[0026] 以下將通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。以下實(shí)施例中，摩擦系數(shù)參數(shù)是通過(guò) JB/T8155-2001的方法測(cè)得，電阻率參數(shù)是通過(guò)JB/T6773-2011的方法測(cè)得，密度參數(shù)是通 過(guò)廈門群隆儀器有限公司的石墨電極碳刷專用密度測(cè)試儀測(cè)得，折彎強(qiáng)度參數(shù)是通過(guò)濟(jì)南 菱悅精密儀器有限公司的彈性元件抗拉強(qiáng)度測(cè)試儀測(cè)得。
[0027] 以下實(shí)施例中，苯酚是淄博淄大化工貿(mào)易有限公司，甲醛是東莞市啟明化工有限 公司的產(chǎn)品，碳酸鈉是河北祥盛化工有限公司的產(chǎn)品，硼酸上海禹本化工科技有限公司的 產(chǎn)品，石墨粉是青島富潤(rùn)達(dá)石墨有限公司的產(chǎn)品，滑石粉是靈壽縣中天礦物粉體廠的產(chǎn)品， 氟化鈰是陜西藍(lán)鑫化工有限公司的產(chǎn)品，氟化鑭是樂山沃耐稀電子材料有限公司的產(chǎn)品， 三氧化銻是天津市化學(xué)試劑供銷公司的產(chǎn)品，氧化鉛是啟東市名成化工有限公司的產(chǎn)品。 [00 28] 實(shí)施例1
[0029] 1)在85°C下，將IOkg的苯酷，IOkg的甲醛，I. 5kg的碳酸鈉和Ikg的硼酸反應(yīng)6h 制得硼改性酚醛樹脂；
[0030] 2)將IOkg的硼改性酚醛樹脂，8kg的石墨粉，I. 2kg的滑石粉，0. 7kg的氟化鈰， Ikg的三氧化銻進(jìn)行混合制得混合物；
[0031] 3)將上述混合物在22Mpa下冷壓25min并在700°C下熱處理I. 5h