一种新型受电弓纯碳滑条材料的制备方法技术

本发明专利技术属于新兴炭材料技术领域，提出了一种新型受电弓纯碳滑条材料的制备方法，包括以下步骤：1、选用原料并进行配比：原料中包括重量比为66:34~73:27的干料和粘结剂，所述干料包括骨料沥青焦和粉料特种石墨粉，所述粘结剂为改质煤沥青，所述沥青焦的真密度≥2.05/cm

Preparation of a new type of pure carbon slide material for pantograph

The invention belongs to the technical field of new carbon materials, proposes a new preparation method of pantograph slider of pure carbon material, which comprises the following steps: 1, selection of raw materials and the proportion including the weight ratio of 66:34~73:27 dry material and binder material, the material including aggregate asphalt coke powder and special graphite powder, the binder for the modified coal tar pitch, true density is greater than or equal to 2.05/cm the pitch coke

【技术实现步骤摘要】
一种新型受电弓纯碳滑条材料的制备方法
本专利技术属于新兴炭材料
，具体涉及一种新型受电弓纯碳滑条材料的制备方法。
技术介绍
目前，纯碳质滑板是我国电气化铁路上广泛使用的主要滑板之一，是非金属中导电较好的材料，当前国内电碳厂进行生产，纯碳滑板工作时磨下来的粉末粘附在接触导线表面，形成一层很薄的碳膜，起到了良好的自润滑作用，能够减轻对导线的磨耗。据统计，使用纯碳滑板的网线寿命至少是50年，它对导线的磨耗仅为0.006mm/万次，并且对无线电话及无线电视干扰小。因此，欧洲等一些国家如荷兰从1934年，德国从1935年便开始使用纯碳滑板，而目前不论交流或直流供电的电气化铁路道在铜导线上都采用了纯碳滑板。在日本，私营铁路全部使用纯碳滑板。可见，纯碳滑板不失为一种优良的滑板材料。现有技术中将石油焦、沥青焦、炭黑、硫磺、氮化硼、碳纤维、天然石墨、氯化钙粉等末置于搅拌机中进行搅拌处理，制成混合干粉在混合干粉中加入熔化的改制沥青进行混捏处理，制成混捏物料；利用所述混捏物料制成碳滑条初坯；将碳滑条初坯冷却至室温后，进行焙烧处理，制成烧结碳滑条初坯；将烧结碳滑条初坯依次进行浸渍、干燥处理，即得。现有的受电弓碳滑条及其制造方法，生产的纯碳碳条体积密度介于最大只有1.70g/cm3；电阻率≤40μΩ.m；抗折强度≥30Mpa；抗压强度≥40Mpa；洛氏硬度介于75～78HS，而它的体积密度、电阻率等直接影响受电弓关键性能要求。现有技术的受电弓碳滑板中加入了硫磺、氮化硼、氯化钙粉等化学制剂，严格意义上讲不属于纯碳质材料；受电弓碳滑板的体积密度、强械强度和可靠性等项指标不太理想。未达到要求的理化指标，不能满足相应的使用寿命；原料的多元化高端化，如碳纤维、天然石墨等材料必然使其制造成本增加。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种新型受电弓纯碳滑条材料的制备方法，以制备出完全满足或而优于《交流传动机车受电弓碳滑板技术条件》的碳滑条材料。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种新型受电弓纯碳滑条材料的制备方法，包括以下步骤：S101、选用原料并进行配比：所述原料中包括干料和粘结剂，所述干料和粘结剂的重量比为：66:34~73:27，所述干料为骨料和粉料混合而成的材料，所述骨料为沥青焦，所述粉料为特种石墨粉，所述粘结剂为改质煤沥青，所述沥青焦的真密度≥2.05/cm3，灰分≤0.25%、含硫量≤0.5%、挥发份≤0.8%；所述粉料特种石墨粉的粒度为30~55μm，电阻率≤8.0μΩm，抗折强度≥25Mpa，抗压强度≥35Mpa，灰分≤0.20%；所述改质煤沥青的软化点为105~115℃，结焦值为≥56%,灰分≤0.35%；所述沥青焦的粒度质量配比为：0.80mm<粒径≤0.55mm的质量比为15～20wt%；0.55mm<粒径≤0.35mm的质量比为20～25wt%；0.35mm<粒径≤0.10mm的质量比为15～20wt%；0<粒径<0.10mm的质量比为45～50wt%；S102、研磨：将步骤S101中配比得到的干料进行研磨得到粉料；S103、造粒，挤出成型；将研磨后的粉料进行挤压成型得到生坯；S104、焙烧：将生坯放入焙烧炉进行焙烧，焙烧完成后出炉进行清理，即可得到纯碳滑条材料，所述焙烧的升温曲线为：室温~250℃时以25℃/h升温保持10h；250~450℃时以8℃/h升温保持25h；450~700℃时以5℃/h升温保持50h；700~900℃时以5~6℃/h升温保持35h；900~1100℃时以6℃/h升温保持33h；1100~1200℃时以6~7℃/h升温保持15h；1200℃保温24h；1200~300℃自然降温；300~150℃时进行通风降温。所述沥青焦的粒度质量配比为：0.80mm<粒径≤0.55mm的质量比为15wt%；0.55mm<粒径≤0.35mm的质量比为25wt%；0.35mm<粒径≤0.10mm的质量比为15wt%；0<粒径<0.10mm的质量比为45wt%。所述特种石墨粉的粒度为30~50μm。所述原料中干料和粘结剂的重量比为72~70:28~30。所述步骤S101还包括对骨料的破碎和筛分的步骤。所述步骤S103中，造粒机料筒的温度设定为1区140℃，2区160℃，3区195℃，4区195℃，5区185℃，6区180℃，7区180℃，8区170℃，温度上下浮动±2℃，主机转速≤12R/min，当温度达到设定温度后保持1小时，开始把粉料加入螺旋机，开启螺旋机把粉料送入到造粒机储料仓，调整储料仓的下料速度，开启造粒机；模具料筒的设定温度为1区180℃，2区185℃，3区180℃，4区185℃，5区180℃，6区160℃，7区155℃，8区140℃，9区135℃，温度上下浮动±5℃，当模具料筒的温度升至设定温度，观察稳定后开始加料挤出成型得到生坯。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：1、本专利技术采用非金属导电材料特种石墨粉与改质煤沥青作为材料的导电介质，能提高碳滑条材料的导电性。2、采用本专利技术的制备方法制备出的纯碳滑条材料，其性能优越，碳滑条材料结构稳定，理化性能强、安全性能好，具体性能指标为：体积密度≤1.80g/cm3、抗折强度≥35Mpa、抗压强度≥45Mpa、冲击韧性≥0.15J/cm2、20℃电阻率≤35µΩ·m、洛氏硬度≤100；耐大工频和冲击电流冲击，电阻稳定；耐腐蚀、无毒环保、使用寿命长。3、本专利技术的制备工艺简单，利于大批量生产，原材料为市场广泛材料，成本低。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种新型受电弓纯碳滑条材料的制备方法，包括以下步骤：1、选用原料并进行配比：专利技术人经过多次实验，研究分析和产品试生产，在原料选择，最终确定以沥青焦为骨料、特种石墨粉为粉料、改质煤沥青为粘结剂，所述原料中骨料沥青焦和粉料特种石墨粉混合而成的材料被称为干料，所述干料和粘结剂的重量比为：66:34~73:27，所述沥青焦的真密度≥2.05/cm3，灰分≤0.25%、含硫量≤0.5%、挥发份≤0.8%；所述粉料特种石墨粉的粒度为30~55μm，电阻率≤8.0μΩm，抗折强度≥25Mpa，抗压强度≥35Mpa，灰分≤0.20%；所述改质煤沥青的软化点为105~115℃，结焦值为≥56%,灰分≤0.35%；所述沥青焦的粒度质量配比为：0.80mm<粒径≤0.55mm的质量比为15～20wt%；0.55mm<粒径≤0.35mm的质量比为20～25wt%；0.35mm<粒径≤0.10mm的质量比为15～20wt%；0<粒径<0.10mm的质量比为45～50wt%。优选地，所述沥青焦的粒度质量配比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型受电弓纯碳滑条材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S101、选用原料并进行配比：所述原料中包括干料和粘结剂，所述干料和粘结剂的重量比为：66:34~73:27，所述干料为骨料和粉料混合而成，所述骨料为沥青焦，所述粉料为特种石墨粉，所述粘结剂为改质煤沥青，所述沥青焦的真密度≥2.05/cm

【技术特征摘要】
1.一种新型受电弓纯碳滑条材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S101、选用原料并进行配比：所述原料中包括干料和粘结剂，所述干料和粘结剂的重量比为：66:34~73:27，所述干料为骨料和粉料混合而成，所述骨料为沥青焦，所述粉料为特种石墨粉，所述粘结剂为改质煤沥青，所述沥青焦的真密度≥2.05/cm3，灰分≤0.25%、含硫量≤0.5%、挥发份≤0.8%；所述粉料特种石墨粉的粒度为30~55μm，电阻率≤8.0μΩm，抗折强度≥25Mpa，抗压强度≥35Mpa，灰分≤0.20%；所述改质煤沥青的软化点为105~115℃，结焦值为≥56%,灰分≤0.35%；所述沥青焦的粒度质量配比为：0.80mm<粒径≤0.55mm的质量比为15～20wt%；0.55mm<粒径≤0.35mm的质量比为20～25wt%；0.35mm<粒径≤0.10mm的质量比为15～20wt%；0<粒径<0.10mm的质量比为45～50wt%；S102、研磨：将步骤S101中配比得到的干料进行研磨得到粉料；S103、造粒，挤出成型；将研磨后的粉料进行挤压成型得到生坯；S104、焙烧：将生坯放入焙烧炉进行焙烧，焙烧完成后出炉进行清理，即可得到纯碳滑条材料，所述焙烧的升温曲线为：室温~250℃时以25℃/h升温保持10h；250~450℃时以8℃/h升温保持25h；450~700℃时以5℃/h升温保持50h；700~900℃时以5~6℃/h升温保持35h；900~1100℃时以6℃/h升温保持33h；1100~1200℃时以6~7℃/h升温保持15h；1200℃保温24h；...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵洁，
申请(专利权)人：大同新成新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14