[發明專利]一種高強度特種石墨及其制備工藝

在審

• 申請號: 202110973571.3
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113603486A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 趙喜琴;李亞杰;韓帥;李新來;劉航滔
• 申請（專利權）人: 鄭州豐毅新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/52
• 分類號: C04B35/52;C04B35/532;C04B35/622;C01B32/205
• 代理公司: 鄭州意創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41138
• 代理人: 張江森;侯喜立

本發明提供了一種高強度特種石墨及其制備工藝，包括瀝青焦、改制煤瀝青、炭黑和浸漬煤瀝青，所述瀝青焦的配方比例為60％?65％，所述改制煤瀝青的配方比例為25％?30％，所述炭黑的配方比例為5％?10％。該高強度特種石墨具有強度高、成本低、性能優異的優點。

技術領域

本發明涉及石墨領域，尤其是涉及了一種高強度特種石墨及其制備工藝。

背景技術

石墨是碳的一種同素異形體，為灰黑色、不透明固體，化學性質穩定，耐腐蝕，同酸、堿等藥劑不易發生反應。在氧氣中燃燒生成二氧化碳，可被強氧化劑如濃硝酸、高錳酸鉀等氧化。可用作抗磨劑、潤滑劑，高純度石墨用作原子反應堆中的中子減速劑，還可用于制造坩堝、電極、電刷、干電池、石墨纖維、換熱器、冷卻器、電弧爐、弧光燈、鉛筆的筆芯等。

石墨又可分為天然石墨和人造石墨兩大類，人造石墨主要用作石墨電極、機械工業中電機用電刷、精密鑄造模具、電火花加工的模具等。目前人造石墨的強度一般通過抗壓強度、抗折強度和硬度這三個方面進行衡量，目前的人造石墨抗壓強度一般在30-80MPa，抗折強度15-50MPa，硬度在25-55HSD之間，主要用在金剛石磨具、石墨舟、飲食行業餐具等，在一些強度要求較高的行業難以適用。

發明內容

為了解決背景技術中所存在的問題，本發明提出了一種高強度特種石墨及其制備工藝。

一種高強度特種石墨，包括瀝青焦、改制煤瀝青、炭黑和浸漬煤瀝青，所述瀝青焦的配方比例為60％-65％，所述改制煤瀝青的配方比例為25％-30％，所述炭黑的配方比例為5％-10％。

基于上述，所述瀝青焦的硬度≧55，灰分≦4000PPm，硫含量≦0.2％。

基于上述，所述改制煤瀝青的軟化點為115±5，結焦值≧58％，灰分≦2000PPm。

基于上述，所述浸漬煤瀝青的軟化點為85-90，結焦值≧45％。

一種高強度特種石墨制備工藝，包括如下步驟：

S01、將瀝青焦破碎后，按配方比例與炭黑混合后，在一定溫度下攪拌一定時間后，按配方比例加入一定溫度的液體改制煤瀝青，并在一定溫度下繼續攪拌一定時間后，將混合料進行軋片，料片降溫后備用；

S02、將料片磨粉，按需要的體積密度稱量后進行壓制成型；

S03、將壓制成型的生坯焙燒一定時間后，獲得合格的一焙焙燒品；

S04、將一焙焙燒品預熱一定時間后，在真空環境下按配方比例加入浸漬煤瀝青，加壓一定時間后，獲得浸漬品；

S05、將浸漬品再次焙燒一定時間后，獲得合格的二焙焙燒品；

S06、將二焙焙燒品進行電化熱處理一定時間后，冷卻清理后獲得最終制品。

基于上述，在步驟S01中，將該瀝青焦破碎到5-15微米，按配方比例與炭黑混合后，在100-120℃下攪拌90分鐘后，按配方比例加入180-200℃的液體改制煤瀝青，并在200-210℃下繼續攪拌120分鐘后，將混合料進行軋片，料片厚度為2mm。

基于上述，在步驟S02中，將料片磨成35-40微米的粉。

基于上述，生坯從裝爐到出爐冷卻需要90天，升溫曲線不低于700小時；浸漬品從裝爐到出爐冷卻需要75天，升溫曲線不低于640小時。

基于上述，一焙焙燒品預熱溫度為160-250℃，時間為5小時；浸漬加壓7-12小時，壓力≧25MPa。

基于上述，電化熱處理時從裝爐到出爐時間需要30-45天，溫度至少為2500℃，升溫曲線需要150-240小時。