[發明專利]一種用于曲面玻璃熱彎模具的高導熱低孔隙石墨及其制備方法

有效

• 申請號: 202011118457.4
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112321300B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 楊程;張蓉;王新華;劉金平;吳志剛;何成林;黃斌;陳幫智;于新春;陳紅;宋斌
• 申請（專利權）人: 湖南長宇科技發展有限公司
• 主分類號: C04B35/52
• 分類號: C04B35/52;C04B35/532;C04B35/622
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 魏龍霞

本發明公開了一種用于曲面玻璃熱彎模具的高導熱低孔隙石墨，熱導率不低于94W/(m·K)，氣孔率不高于20％，熱膨脹系數不高于5.8*10^?6/℃，其平均粒徑不高于5μm。該石墨的制備方法：將石油焦粉、鱗片石墨粉與改質瀝青粉制備成改性瀝青焦片粉，與改性中間相炭微球進行混合均勻，粉碎，靜置，等靜壓成型，焙燒炭化，浸漬處理和石墨化處理，得到高導熱低孔隙石墨。本發明的石墨材料以石油焦粉為主料，改性瀝青中間相炭微球和鱗片石墨為輔料，合理搭配骨料種類和配比，有助于改善石墨材料加工后的鏡面度導熱、孔隙、膨脹系數，本發明的石墨材料的平均粒徑不高于5μm，可應用于曲面玻璃熱彎模具。

技術領域

本發明涉及石墨材料領域，尤其涉及一種用于曲面玻璃熱彎模具的高導熱低孔隙石墨及其制備方法。

背景技術

熱彎成型制備曲面(2D、2.5D、3D)玻璃是目前生成曲面玻璃最先進也是生產效率最高的方法。熱彎成型是一種精密成型技術，關鍵技術裝備包括熱彎機和熱彎模具。熱彎模具按材料可分為硬質合金、模具鋼、WC、SiC、石墨等。金屬材料(硬質合金、模具鋼)隨溫度變化劇烈，使用一段時間后模具由于熱變形而不能復原；陶瓷材料(WC、SiC等)熱膨脹系數大，容易導致曲面玻璃的制備誤差偏大，不適用于中高端電子產品；而且金屬材料和陶瓷材料的加工難度大，耗時長，耗材多，造成曲面玻璃制備成本較高，因此，其往往不是熱彎模具的首選。石墨作為模具材料，其高溫質軟易加工、熱膨脹系數小、導熱系數高等優勢成為玻璃加工模具的首選。

國內市場用于曲面玻璃行業的石墨類很多，主要以國外品牌的石墨為主，如美國步高(POCO)，粒度在1～3μm；德國西格里(SGL)，粒度在3～5μm；日本東洋(TOYO TANSO)，粒度在3～8μm等。國內產品鮮有能匹配曲面玻璃用的石墨材料，這主要是因為國內石墨材料的加工鏡面的光滑度不夠、熱壓過程導熱不均勻、熱膨脹系數偏高，容易導致曲面玻璃的制備可能有毛刺、鼓泡，而且石墨模具使用周期短、加工成本高等。歸根結底就是國內目前沒有突破極細顆粒石墨(5μm及5μm以下)的技術瓶頸，其中包括配方、成型、焙燒和石墨化等技術路線，尤其在配方、成型設計上不符合現有的焙燒和石墨化條件。現有技術人造石墨都是向大規格、高強度等方向發展，生產的石墨希望能在各大領域應用，而很少細分應用領域，遇到某些性能指標要求高的行業，這種大規格“廣譜”型石墨的實用性相對較弱。所以開發對模具要求導熱高、孔隙率低、粒度細(5及5μm以下)、膨脹系數低等要求高的、專用曲面玻璃熱彎模具的石墨材料，以填補國內在該項技術上的空白具有重要的意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種用于曲面玻璃熱彎模具的高導熱低孔隙石墨及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種用于曲面玻璃熱彎模具的高導熱低孔隙石墨，其熱導率不低于94W/(m·K)，氣孔率不高于20％，熱膨脹系數不高于5.8*10^-6/℃，其平均粒徑不高于5μm。

上述的高導熱低孔隙石墨，優選的，所述高導熱低孔隙石墨主要由石油焦粉、改性中間相炭微球、鱗片石墨和粘結劑改質瀝青制備而成；其中，所述石油焦粉、瀝青中間相炭微球和鱗片石墨的質量比為9～6:0.5～2:0.5～2；改質瀝青的添加量占原料總質量的12～31％。

上述的高導熱低孔隙石墨，優選的，所述改性中間相炭微球為乙醇改性處理的中間相炭微球。

作為一個總的發明構思，本發明還提供一種上述的高導熱低孔隙石墨的制備方法，包括以下步驟：

(1)將石油焦粉、鱗片石墨粉與改質瀝青粉進行混捏、制片、粉碎得到改性瀝青焦片粉；

(2)將步驟(1)得到的改性石油焦片粉與改性中間相炭微球粉進行混合均勻，粉碎，靜置；

(3)將步驟(2)靜置后的混合物料進行等靜壓成型，脫模后得到生坯樣品；