[發明專利]一種低溫固化耐高溫炭石墨材料粘結劑及其制備和使用方法

在審

• 申請號: 202010058358.5
• 申請日: 2020-01-18
• 公開（公告）號: CN111253889A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 王啟明;朱亞峰;李新春;謝時杰
• 申請（專利權）人: 安徽科達新材料有限公司
• 主分類號: C09J161/06
• 分類號: C09J161/06;C09J163/00;C09J11/04;B32B37/10;B32B37/12
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司 34111
• 代理人: 許瑞祥

本發明公開了一種低溫固化耐高溫炭石墨材料粘結劑及其制備和使用方法，涉及耐火材料技術領域。本發明所述粘結劑的各組分質量分數：樹脂40～60％，石墨粉15～30％，填料20～35％，稀釋劑5～8％。該粘結劑的制備方法：配制樹脂和填料，然后按各原料質量分數準備原料；向樹脂中加入稀釋劑攪拌，粘度稀釋至100～150mPa·s備用；將填料研磨成粉，并與石墨粉混合均勻，得到混合粉料；向混合粉料中勻速緩慢加入稀釋好的樹脂溶液，并不斷攪拌分散，直至固液兩相混合均勻，即得粘結劑。使用時，將粘結劑涂抹在待粘結炭石墨材料清潔連接面，壓緊粘合炭石墨材料，并在80～130℃烘烤1h，完成固化。本發明所述粘結劑具有粘結強度高、成本低廉、使用方便、耐高溫性能好，低溫快速固化等優點。

技術領域

本發明屬于耐火材料技術領域，涉及耐火材料粘結劑，特別涉及一種低溫固化耐高溫炭石墨材料粘結劑及其制備和使用方法。

背景技術

炭石墨材料有著質量輕、導電性、導熱性、耐熱性、耐熱沖擊、高純度等優點，在非氧化環境下有很高的熱穩定性，廣泛應用于電工、冶金行業，可制作成電極、坩堝、模具等。但由于炭石墨材料存在脆性，傳統坩堝、模具的制造，一般采用整體炭石墨坯料機加工，產品制造過程中產生大量廢料，單位產品生產成本高，且難以加工形狀復雜制品。即使采用同質材料緊固件固定方式組合成制品，也存在應力集中、使用壽命短、密封接觸面泄露等難以克服的缺點。現有技術中，專利CN109777305A公開一種石墨耐火粘結劑及制備方法，能耐900℃高溫而保持力學強度，但其成分復雜、固化周期長、使用成本高；專利CN1428391A公開一種室溫固化型高溫粘結劑，耐溫達3000℃，但使用碳化硼陶瓷作原料，成本較高，固化時間長達4～24h，粘結使用效率低；專利CN1289813A公開一種耐熱炭材料粘結劑，需先低溫固化，然后在800～1500℃高溫熱處理再投入使用，熱處理條件嚴苛，工序成本高，難以有效應用。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺點，提供一種低溫固化耐高溫炭石墨材料粘結劑，具有粘結強度高、成本低廉、使用方便、耐高溫性能好，低溫快速固化等優點。

本發明目的在于提供了一種低溫固化耐高溫炭石墨材料粘結劑，所述粘結劑包括以下質量分數計的組分：樹脂40～60％，石墨粉15～30％，填料20～35％，稀釋劑5～8％。

優選地，所述樹脂為環氧樹脂和酚醛樹脂的組合，質量比為1～1.5：2；所述環氧樹脂環氧值0.51，組合樹脂高溫殘炭率＞45％。

優選地，所述石墨粉為多孔石墨粉，比表面積＞45m²/g，粒徑為5～15μm。

優選地，所述填料成分包括為TiO₂、Al、Si、高嶺土的多種組合，所述填料組分質量份數為，TiO₂為10～13份，Al為20～32份，Si為15～38份，高嶺土為20～32份。

優選地，所述稀釋劑為丙酮、乙醇、乙二醇中的一種或多種組合。

本發明另一目的在于提供上述低溫固化耐高溫炭石墨材料粘結劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)配制樹脂和填料，然后按樹脂40～60％，石墨粉15～30％，填料20～35％，稀釋劑5～8％準備原料；

(2)向樹脂中加入稀釋劑攪拌，粘度稀釋至100～150mPa·s備用；

(3)將填料研磨成粉，并與石墨粉混合均勻，得到混合粉料；

(4)向混合粉料中勻速緩慢加入稀釋好的樹脂溶液，并不斷攪拌分散，直至固液兩相混合均勻，即得粘結劑。