[發明專利]一種極細結構炭素石墨制品的制備方法

在審

• 申請號: 201911127145.7
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110683845A
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 王金枝;劉成全;魏洪文;谷亦杰
• 申請（專利權）人: 青島瀚博電子科技有限公司
• 主分類號: C04B35/52
• 分類號: C04B35/52;C04B35/532;C04B35/622
• 代理公司: 37291 濟南恒標專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 伯朝矩

本發明提供了一種極細結構炭素石墨制品的制備方法，包括：將農林廢棄生物質炭化、制粉、形貌處理，得到≤3μm類球形的超微粉體材料；將所述粉體材料與粘接劑、添加劑、石墨化促進劑進行液相混合，然后干燥、成型、3?8次的反復浸漬與焙燒，石墨化處理，得到極細結構炭素石墨制品。本發明以農林廢棄生物質為原料，避免了能源材料的使用，節能環保，且該材料炭化后易制成類球形的超微粉體；本發明采用極細的農林廢棄生物質為原料，保證了細結構炭素石墨制品的整體一致性，提高了各向同性，避免了內裂等問題，降低了極細結構炭素石墨制品的生產成本及過程控制成本，提高了極細結構炭素石墨制品的密度和強度，綜合性能良好。

技術領域

本發明涉及炭素石墨技術領域，尤其涉及一種極細結構炭素石墨制品的制備方法。

背景技術

炭素石墨制品是以石油焦、瀝青焦等焦炭為原料、煤瀝青為粘接劑，經破碎、配料、混捏、成型、燒結、浸漬、石墨化、機械加工等工藝制造的一種耐高溫抗氧化的導電材料，廣泛應用于冶金、化工、航天、電子、機械、建材、核能等不同領域，如做耐磨用的軸承、密封環；電火花加工用電極、電解加工用電極；連續澆鑄用結晶器；半導體生產用加熱器、坩堝、爐襯；燒結模具及航空航天飛行器燃氣舵及發動機保護套等。

目前國內生產的炭素石墨制品多采用石油焦、瀝青焦等為原材料，由于能源緊缺、環境污染等問題，石油焦、瀝青焦等能源材料緊缺，伴隨著國內治理環境污染等的停產、限產帶來的成本增加、原料緊缺等嚴重限制了行業的發展。第二，石油焦等焦炭制品，由于其特殊的結構造成炭化、石墨化過程中揮發份的排除而引起開裂、破損等問題，嚴重影響了細結構石墨的性能。第三，石油焦等焦炭制品猶在粉碎過程中易造成形貌復雜，很難加工成≤3μm類球形的超微粉體材料，而造成細結構炭素石墨制品的各向異性，進一步影響了細結構炭素石墨制品的性能。第四，目前炭素石墨制品多采用混捏的方式混合母料和粘接劑以及其他添加成分，由于一次顆粒的粒徑較大，導致石墨電極的各向同性較差，最終引起石墨電極性能的差異。其中，混捏屬于干混的一種，而粘接劑有一定的粘性，混捏的方式極易導致材料組分分布的不均勻，而由于混合不均勻的各種組分在溫度變化情況下的收縮比、收縮速度的不同，導致石墨電極容易在生產過程中產生內裂，最終引起石墨電極的報廢，大大提高了石墨電極的生產成本。

本發明人考慮，采用植物制品等為原料，解決能源材料帶來的原料緊缺、成本上升、環境污染等一系列問題。并且，進一步提高極細結構炭素石墨制品的各項性能。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種極細結構炭素石墨制品的制備方法，節能環保，且具有較高的密度和強度。

有鑒于此，本發明提供了一種極細結構炭素石墨制品的制備方法，包括以下步驟：將農林廢棄生物質炭化、制粉、形貌處理，得到≤3μm類球形的超微粉體；將所述超微粉體與粘接劑、添加劑、石墨化促進劑進行液相混合，然后干燥、成型、3-8次的反復浸漬與焙燒，石墨化處理，得到極細結構炭素石墨制品。

優選的，所述農林廢棄生物質為稻稈、麥秸、竹竿和椰殼中的一種或幾種。

優選的，所述炭化的溫度為500-1100℃。

優選的，制粉的粒度小于等于3μm。

優選的，所述石墨化促進劑為硅、氧化硅、碳化硅、硼、氧化錳、稀土元素、氧化鐵和碳酸鈣中的一種或幾種。

優選的，所述添加劑為聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸和羧甲基纖維素鈉中的一種或幾種。

優選的，干燥后粉體的體密度為0.3 - 1.6g/cm³，粉體的粒度為0.1 - 50um，粉體的水分小于1%。

優選的，所述成型控制比重為1.2-1.75g/cm³。