[發(fā)明專利]組合型偶聯(lián)劑、改性碳質(zhì)骨料及其制備方法和電接觸材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110573394.X
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113292766B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 涂川俊;譚姣;劉平;鞏佩;徐宇軒
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: C08K9/04
• 分類號: C08K9/04;C08K3/04;C08K3/30;C08L63/00;H01H1/029;H01H11/04
• 代理公司: 長沙朕揚知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213
• 代理人: 錢朝輝;楊斌

本發(fā)明公開了一種用于碳質(zhì)骨料改性的組合型偶聯(lián)劑，包括硼酸酯偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑，所述硼酸酯偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑的配比為1：(1?3)。本發(fā)明還提供一種由上述組合型偶聯(lián)劑改性得到的改性碳質(zhì)骨料及上述改性碳質(zhì)骨料的制備方法。本發(fā)明還提供一種包含上述改性碳質(zhì)骨料的電接觸材料。本發(fā)明提出一種新型組合型偶聯(lián)劑，設(shè)計并制備出了一種改性碳質(zhì)骨料、樹脂型滑動電接觸材料，拓展了偶聯(lián)劑的應(yīng)用范圍，也為樹脂型滑動電接觸材料的升級換代提供了理論依據(jù)和應(yīng)用研究的依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其涉及一種偶聯(lián)劑、改性碳質(zhì)骨料及其制備方法和電接觸材料。

背景技術(shù)

制作相互接觸傳導(dǎo)電流(電信號、電能)元件的材料稱為電接觸材料。電接觸材料是電器完成“接通-傳導(dǎo)-切斷”電流以及信號產(chǎn)生和傳輸?shù)墓δ茌d體，其電接觸性能是影響電氣與電子工程可靠性的關(guān)鍵，在低壓電器領(lǐng)域有“低壓電器之心臟”的稱譽，被廣泛應(yīng)用于繼電器、斷路器、接觸器、傳感器、工業(yè)控制等產(chǎn)品。電接觸材料包括固定的、滑動的及可分合的接觸元件。

以基體粘結(jié)劑樹脂和增強相碳質(zhì)骨料為主要原料制備的炭刷是一種典型的滑動電接觸材料，其是維持滑動和轉(zhuǎn)動類機電系統(tǒng)、摩擦系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的核心部件。但是該類材料存在以下缺點：①由于碳質(zhì)骨料石墨粉表面僅含少量游離的羥基，導(dǎo)致與粘結(jié)劑樹脂界面結(jié)合性差；②由于混捏過程中粘結(jié)劑的流動性差，導(dǎo)致其在骨料間分散不均，極易在骨料相/粘結(jié)劑相界面處產(chǎn)生不可避免的隨機微裂紋。以上問題會導(dǎo)致炭刷抗折強度差、載流摩擦磨損性能不穩(wěn)定、抗磨性較差等，甚至導(dǎo)致電機被燒毀。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服以上背景技術(shù)中提到的不足和缺陷，提供一種可提高碳質(zhì)骨料分散性、以及骨料相與基體粘結(jié)劑相的界面結(jié)合強度的用于碳質(zhì)骨料改性的組合型偶聯(lián)劑、改性碳質(zhì)骨料及其制備方法和電接觸材料。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種用于碳質(zhì)骨料改性的組合型偶聯(lián)劑，包括硼酸酯偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑，所述硼酸酯偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑的配比為1：(1-3)。

上述組合型偶聯(lián)劑中，優(yōu)選的，還包括鋁酸酯偶聯(lián)劑，所述硼酸酯偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑的配比為1：(1-3)：(1-2)。

上述組合型偶聯(lián)劑中，優(yōu)選的，由所述硼酸酯偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑按配比為1：3：1組成。

上述組合型偶聯(lián)劑中，優(yōu)選的，所述硼酸酯偶聯(lián)劑包括硼酸酯LD-100P、硼酸酯ZB-99和硼酸酯PEA中的一種或多種；所述鈦酸酯偶聯(lián)劑包括鈦酸酯TTS、鈦酸酯KHT-101、鈦酸酯KHT-302和鈦酸酯238S中的一種或多種；所述鋁酸酯偶聯(lián)劑包括鋁酸酯DL-411、鋁酸酯SG-A1821和鋁酸酯DL-411DF中的一種或多種。

本發(fā)明中，三種偶聯(lián)劑性質(zhì)各不同，單一作用下偶聯(lián)效果也各異，但我們研究表明，上述三種偶聯(lián)劑在協(xié)同作用下可發(fā)揮自身各自的特點，相輔相成，從而實現(xiàn)更好的偶聯(lián)效果，在該配比的偶聯(lián)劑作用下，最終測得的電接觸材料的性能均優(yōu)于其他配比，故該配比的偶聯(lián)劑為本發(fā)明優(yōu)選偶聯(lián)劑配比。此外，本發(fā)明優(yōu)選的上述硼酸酯偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑的具體型號可以更好的保證三種偶聯(lián)劑協(xié)同作用的發(fā)揮。更優(yōu)選的，我們進一步研究表明，上述鈦酸酯偶聯(lián)劑為鈦酸酯TTS，硼酸酯偶聯(lián)劑為硼酸酯LD-100P，鋁酸酯偶聯(lián)劑為鋁酸酯DL-411，上述三種特定種類的偶聯(lián)劑協(xié)同作用效果更優(yōu)。

作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種由上述組合型偶聯(lián)劑改性得到的改性碳質(zhì)骨料。

作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述改性碳質(zhì)骨料的制備方法，包括以下步驟：通過氣流混合方法制備碳質(zhì)骨料粉末；再將組合型偶聯(lián)劑溶液通過霧化方法均勻的分散在碳質(zhì)骨料粉末表面，混合均勻后即得到改性碳質(zhì)骨料。

上述制備方法中，優(yōu)選的，所述碳質(zhì)骨料粉末包括人造石墨粉、鱗片石墨粉和等靜壓石墨粉中的一種或多種。