一种受电弓碳滑板及其制备方法技术

本发明专利技术提供的受电弓碳滑板，包括金属托架、碳条和粘结所述金属托架和碳条的粘结剂层，形成所述粘结剂层的粘结剂包括如下重量份的组分，酚醛环氧树脂40～70份，2‑甲基‑4‑乙基咪唑10～16份，铜粉35～70份。固化温度不超过90℃，在粘接不同伸缩率的产品时，降低了由于伸缩率的不同而导致的变形差异，从而增加了粘结强度，减少了因不同材料变形产生碳条断裂、脱落等问题。

Pantograph carbon slide plate and preparation method thereof

The pantograph carbon slide plate provided by the invention comprises a metal bracket, a carbon bar and a binder layer for bonding the metal bracket and a carbon bar. The binder forming the binder layer comprises the following weight components: 40-70 phr of phenolic epoxy resin, 2-methyl-4-ethylimidazole 10-16 phr, 35-70 phr of copper powder. When the curing temperature does not exceed 90 C, the deformation difference caused by the different expansion ratio is reduced, thus increasing the bonding strength and reducing the problems of carbon strip breakage and shedding caused by the deformation of different materials.

【技术实现步骤摘要】
一种受电弓碳滑板及其制备方法
本专利技术涉及车辆重要零部件领域，具体涉及一种受电弓碳滑板。
技术介绍
碳滑板是电力机车、电动车组、轻轨、地铁等的重要部件，直接与接触网导线接触，属于滑动接触触头材料的范畴。碳条通过导电胶黏剂粘结于受电弓上形成受电弓碳滑板(简称碳滑板)，受电弓碳滑板与接触网线构成的是一对机械与电气耦合的特殊摩擦副，其从接触网导线上获得电流，为机车供应电力。受电弓碳滑板在工作过程中有以下特点：(1)周期性随机变化载荷；(2)接触时有强电流通过，产生高热量；(3)高速滑动产生摩擦热；(4)环境条件复杂多变。因此，碳滑板作为一种耗材，其主要失效形式就是磨耗到限。由于碳滑板是通过胶黏剂与受电弓粘接在一起，粘结层的性能对受电弓碳滑板的性能具有重要的影响,因此,除磨耗到限以外粘接失效也是常见的碳滑板的失效形式。例如，中国专利文献CN106497478A公开了一种高速动车组受电弓整体碳滑板用耐高温导电胶,该胶采用环氧树脂为粘结剂,采用改性胺固化剂为固化剂,以铜粉和铜网为填料、导电材料，以铝托架-导电胶-铜网-碳条顺序进行操作粘结，其中所述环氧树脂胶为多官能团环氧树脂与2-甲基-4-乙基咪唑的组合物，该专利技术将动车组碳滑板粘接导电胶的耐温性提高了一个等级，能够满足现阶段标准技术要求，以及现阶段动车组碳滑板运行的使用要求，为以后动车组运行提速提供了更好的安全保障。上述技术方案中，导电材料主要是以铜网为主，其辅助性的添加铜粉的目的在于在满足导电要求的前提下，降低添加铜网的成本，但是铜粉的加入使得胶黏剂的强度下降，因此，在满足粘接层强度的情况下，铜粉的加入量不能过高。此外，由于周期性强电流通过时形成的高温及环境变化等，粘结层会出现老化造成粘接失效。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中受电弓碳滑板中使用的胶黏剂在加入铜粉作为导电材料后，粘结层强度下降的缺陷，从而提供一种受电弓碳滑板。为此，本申请采取的技术方案为一种受电弓碳滑板，包括金属托架、碳条和粘结所述金属托架和碳条的粘结剂层，形成所述粘结剂层的粘结剂包括如下重量份的组分，酚醛环氧树脂40～70份；2-甲基-4-乙基咪唑10～16份；铜粉35～70份。优选地，上述受电弓碳滑板，所述粘结剂还包括10～20份的双环戊二烯苯酚型环氧树脂。优选地，上述受电弓碳滑板，所述铜粉包括，80～200目的铜粉30～60份；40～60目的铜粉5～10份。优选地，上述受电弓碳滑板，所述酚醛环氧树脂的用量为50～60份。优选地，上述受电弓碳滑板，所述2-甲基-4-乙基咪唑的用量为8～12份。优选地，上述受电弓碳滑板，所述2-甲基-4-乙基咪唑的用量为3～5份。优选地，上述受电弓碳滑板，所述金属托架为铝托架。一种制备上述任一所述受电弓碳滑板的方法，包括，(1)将酚醛环氧树脂、2-甲基-4-乙基咪唑和铜粉混合制备粘结剂，备用；(2)在金属托架上涂覆所述粘结剂后，粘附所述碳滑板；(3)60-90℃下固化成型。优选地，上述制备受电弓碳滑板的方法，将酚醛环氧树脂和双环戊二烯苯酚型环氧树脂熔融共混，搅拌至均一备用；然后与2-甲基-4-乙基咪唑和铜粉混合，制备粘结剂。本专利技术技术方案，具有如下优点：1、受电弓碳滑板中黏粘剂用于粘结铝托架和碳条，由于铝合金和碳材料两种材质的特性，碳材料热膨胀系数很小，在0～200℃之间，几乎没有变形，而铝合金的热膨胀系数为23.8╳10-6mm/℃，因此铝合金材料在此温度区间下则会存在很大的变形。碳滑板一般长度≥1200mm，因此以1200mm为基准，且不考虑弧度变化，铝型材在70℃、90℃、110℃、130℃和150℃下的伸长值分别为2mm、2.5mm、3.14mm、3.71mm和4.28mm。当采用高温固化时，铝合金较室温下伸长近4mm。这样的差值足以对滑板造成不可修复的内在缺陷和外部性能的降低，从而随使用时间的延长，会导致滑板弯曲变形、碳材料拉断等。本专利技术提供的受电弓碳滑板中粘结剂的固化温度不超过90℃，在粘接不同伸缩率的产品时，降低了由于伸缩率的不同而导致的变形差异，从而增加了粘结强度，减少了因不同材料变形产生碳条断裂、脱落等问题。2、本专利技术提供的受电弓碳滑板中粘结剂的采用特定用量的酚醛环氧树脂和双环戊二烯苯酚型环氧树脂进行复配，在不使用铜网的情况下，仅仅采用80～200目和40～60目两种粒度的铜粉即可满足导电要求，且仍能保持较高的强度，满足现行标准的要求，降低了成本。具体实施方式实施例1一种受电弓碳滑板，依次包括铝托架、粘结层和碳条，形成所述粘结层的原料组成为：酚醛环氧树脂40g、双环戊二烯苯酚型环氧树脂20g、2-甲基-4-乙基咪唑16g、200目的铜粉55g、30目的铜粉7g。首先将酚醛环氧树脂和双环戊二烯苯酚型环氧树脂熔融共混，搅拌至均一备用；在使用前将前述混合树脂与2-甲基-4-乙基咪唑和铜粉混合均匀制成粘结剂。在铝托架上涂覆所述粘结剂后，粘附碳条并于70℃下固化成型，制得受电弓碳滑板。实施例2一种受电弓碳滑板，依次包括铝托架、粘结层和碳条，形成所述粘结层的原料组成为：酚醛环氧树脂70g、双环戊二烯苯酚型环氧树脂13g、2-甲基-4-乙基咪唑10g、150目的铜粉35g、35目的铜粉6g。首先将酚醛环氧树脂和双环戊二烯苯酚型环氧树脂熔融共混，搅拌至均一备用；在使用前将前述混合树脂与2-甲基-4-乙基咪唑和铜粉混合均匀制成粘结剂。在铝托架上涂覆所述粘结剂后，粘附碳条并于80℃下固化成型，制得受电弓碳滑板。实施例3一种受电弓碳滑板，依次包括铝托架、粘结层和碳条，形成所述粘结层的原料组成为：酚醛环氧树脂50g、双环戊二烯苯酚型环氧树脂10g、2-甲基-4-乙基咪唑14g、100目的铜粉60g、40目的铜粉8g。首先将酚醛环氧树脂和双环戊二烯苯酚型环氧树脂熔融共混，搅拌至均一备用；在使用前将前述混合树脂与2-甲基-4-乙基咪唑和铜粉混合均匀制成粘结剂。在铝托架上涂覆所述粘结剂后，粘附碳条并于90℃下固化成型，制得受电弓碳滑板。实施例4一种受电弓碳滑板，依次包括铝托架、粘结层和碳条，形成所述粘结层的原料组成为：酚醛环氧树脂60g、双环戊二烯苯酚型环氧树脂15g、2-甲基-4-乙基咪唑15g、120目的铜粉30g、45目的铜粉9g。首先将酚醛环氧树脂和双环戊二烯苯酚型环氧树脂熔融共混，搅拌至均一备用；在使用前将前述混合树脂与2-甲基-4-乙基咪唑和铜粉混合均匀制成粘结剂。在铝托架上涂覆所述粘结剂后，粘附碳条并于90℃下固化成型，制得受电弓碳滑板。实施例5一种受电弓碳滑板，依次包括铝托架、粘结层和碳条，形成所述粘结层的原料组成为：酚醛环氧树脂45g、双环戊二烯苯酚型环氧树脂12g、2-甲基-4-乙基咪唑11g、80目的铜粉45g、55目的铜粉5g。首先将酚醛环氧树脂和双环戊二烯苯酚型环氧树脂熔融共混，搅拌至均一备用；在使用前将前述混合树脂与2-甲基-4-乙基咪唑和铜粉混合均匀制成粘结剂。在铝托架上涂覆所述粘结剂后，粘附碳条并于80℃下固化成型，制得受电弓碳滑板。实施例6一种受电弓碳滑板，依次包括铝托架、粘结层和碳条，形成所述粘结层的原料组成为：酚醛环氧树脂65g、双环戊二烯苯酚型环氧树脂11g、2-甲基-4-乙基咪唑13g、180本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种受电弓碳滑板，包括金属托架、碳条和粘结所述金属托架和碳条的粘结剂层，形成所述粘结剂层的粘结剂包括如下重量份的组分，酚醛环氧树脂 40～70份；2‑甲基‑4‑乙基咪唑 10～16份；铜粉 35～70份。

【技术特征摘要】
1.一种受电弓碳滑板，包括金属托架、碳条和粘结所述金属托架和碳条的粘结剂层，形成所述粘结剂层的粘结剂包括如下重量份的组分，酚醛环氧树脂40～70份；2-甲基-4-乙基咪唑10～16份；铜粉35～70份。2.根据权利要求1所述的受电弓碳滑板，其特征在于，所述粘结剂还包括10～20份的双环戊二烯苯酚型环氧树脂。3.根据权利要求1或2所述的受电弓碳滑板，其特征在于，所述铜粉包括，80～200目的铜粉30～60份；40～60目的铜粉5～10份。4.根据权利要求1-3任一所述的受电弓碳滑板，其特征在于，所述酚醛环氧树脂的用量为50～60份。5.根据权利要求1-4任一所述的受电弓碳滑板，其特征在于，所述2-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李奇，刘树坤，
申请(专利权)人：北京万高众业科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11