[發(fā)明專利]一種炭石墨材料用人造揮發(fā)份及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811025551.8
• 申請(qǐng)日: 2018-09-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109133924B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 涂川俊;張思斯;鮮勇;鄒澤玉;王衛(wèi)東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/52
• 分類號(hào): C04B35/52;C04B35/632;C04B35/634
• 代理公司: 北京律譜知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11457
• 代理人: 孫紅穎

本發(fā)明公開(kāi)了一種炭石墨材料用新型人造揮發(fā)份的制備方法。人造揮發(fā)份的組分包括：自由基捕捉劑15％?20％；氧化交聯(lián)劑10％?20％；殘?zhí)縿?5％?40％；有機(jī)溶劑20％?40％；表面活性劑10％?15％。本發(fā)明的制備包括以下步驟：先按配比要求準(zhǔn)備各組分，將自由基捕捉劑分散在有機(jī)溶劑中，得到自由基捕捉劑分散液；將氧化交聯(lián)劑加入到自由基捕捉劑分散液中；經(jīng)水浴攪拌和超聲分散后，即得第一溶液；將殘?zhí)縿┘尤氲降谝蝗芤褐校辉俅谓?jīng)超聲分散后，即得人造揮發(fā)份體系。本發(fā)明的產(chǎn)品，能夠減少了炭石墨材料基體中原生微裂紋及缺陷，從而提高生產(chǎn)過(guò)程中的成品率和炭石墨材料的綜合性能，真正達(dá)到了結(jié)構(gòu)功能一體化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種人造揮發(fā)份的制備方法，尤其涉及一種炭石墨材料用人造揮發(fā)份的制備方法。

背景技術(shù)

炭石墨材料因其具有質(zhì)輕、高強(qiáng)、耐蝕、抗熱震、導(dǎo)電和自潤(rùn)滑等一系列獨(dú)特性能，被認(rèn)為是冶金、化工、航天航空和生物工程等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域的戰(zhàn)略材料。但限于炭石墨材料屬于典型復(fù)合材料的特點(diǎn)，其多相、多組分、多孔的缺陷導(dǎo)致其非均質(zhì)凸顯、隨機(jī)性微裂紋不可避免，而有機(jī)粘結(jié)劑發(fā)生的熔融遷移、熱分解、熱縮聚、焦化收縮導(dǎo)致的裂紋缺陷成為弱化炭石墨材料的根源，直接導(dǎo)致其難以滿足更高速、更高壓和更長(zhǎng)壽命等的苛刻工況。因此，調(diào)控炭/石墨復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)，盡量抑制其內(nèi)部缺陷，實(shí)現(xiàn)骨料相與粘結(jié)劑相的匹配是相關(guān)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。

揮發(fā)份(亦稱揮發(fā)分)是指樣品在規(guī)定條件下隔絕空氣加熱，樣品中的有機(jī)物質(zhì)受熱分解出一部分分子量較小的液態(tài)(此時(shí)為蒸汽狀態(tài))。大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，原料揮發(fā)份含量較高對(duì)粉料的成型有利，具有陶土和金屬粉末的自燒結(jié)性炭質(zhì)原料，以其自身的揮發(fā)份作為粘結(jié)劑，這種揮發(fā)份以分子水平均勻連續(xù)的分散在炭質(zhì)顆粒周圍，從而使這種炭質(zhì)顆粒具有可貴的自燒結(jié)性，可制得單相均勻、結(jié)構(gòu)致密的炭石墨材料。另一方面，由于揮發(fā)份為低分子量的碳?xì)浠衔铮诩訜徇^(guò)程中變軟而具有一定的潤(rùn)濕性能，各個(gè)顆粒含有的揮發(fā)份相互浸潤(rùn)滲透，隨著溫度的進(jìn)一步升高，顆粒與顆粒之間就會(huì)產(chǎn)生炭化燒結(jié)，最終使得生坯燒結(jié)成致密的炭材料。而如果揮發(fā)份含量太少，自粘結(jié)性能就差，難于成型。粉末的塑變性主要與揮發(fā)份有關(guān)，揮發(fā)份含量越高，粉末的塑變性越好，粉末的自粘結(jié)性越強(qiáng)。因此，提供一種成分可調(diào)可控、具有良好的自潤(rùn)濕性、自粘結(jié)性、自燒結(jié)性的新型人造揮發(fā)份及其制備方法來(lái)改善炭石墨材料結(jié)構(gòu)均勻度差、兩相界面明顯以及微裂紋擴(kuò)展顯得十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服以上背景技術(shù)中提到的不足和缺陷，提供一種成分可調(diào)可控、具有良好的自潤(rùn)濕性、自粘結(jié)性、自燒結(jié)性的炭石墨材料用新型人造揮發(fā)份，能夠抑制或減少炭材料中微裂紋及其擴(kuò)展，使得炭材料的高強(qiáng)度高韌性高導(dǎo)電得到充分發(fā)揮，有利于改善對(duì)焦炭顆粒的浸潤(rùn)性及提高成型糊料的可塑性，可改善糊料的塑性，使成型工藝變的更簡(jiǎn)單，還相應(yīng)提供了一種原料易得、成本低、步驟簡(jiǎn)單、配制容易的人造揮發(fā)份的制備方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種炭石墨材料用人造揮發(fā)份，由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分配制而成：

其中，所述的自由基捕捉劑為乙酸乙酯；

所述的氧化交聯(lián)劑為油酸乙酯、聚苯硫醚(PPS)、MTQ硅樹(shù)脂中的1-2種；

所述的殘?zhí)縿楸┧岫□ィ?/p>

所述的有機(jī)溶劑為酒精、丙酮和二甲基亞砜中的一種。

一種炭石墨材料用人造揮發(fā)份的制備方法，具體包括以下步驟：

步驟1、在常溫下，按以下的質(zhì)量配比要求稱取15g-20g自由基捕捉劑，將自由基捕捉劑置于容器中，逐步加入20-40g有機(jī)溶劑充分?jǐn)嚢柚辆鶆颍米杂苫蹲絼┤芤海黄渲校鹤杂苫蹲絼┦且源姿岷鸵掖紴樵希蛩釣榇呋瘎┲苯吁セ么姿嵋阴ィ俳?jīng)脫水、分餾精制得成品。