本發(fā)明涉及炭材料浸漬處理領(lǐng)域，尤其涉及一種電炭材料用自滲透浸漬抑弧劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

炭石墨材料具有耐高溫、高導(dǎo)電導(dǎo)熱性、高潤滑性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、高可塑性以及優(yōu)良的抗熱震性等特性，已受到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。炭石墨材料是指以炭素粉料和粘結(jié)劑為原料，經(jīng)配料、混捏、壓型和高溫?zé)崽幚碇瞥傻膹?fù)合材料。因此，由于原材料的密度、結(jié)構(gòu)不一，容易產(chǎn)生亂層結(jié)構(gòu)，造成許多缺陷，如基面堆積缺陷、螺旋形錯位、晶界錯位、空洞缺陷、氣孔和晶體交織缺陷等。這就導(dǎo)致炭石墨材料制品存在孔隙，其孔隙率一般在20％～30％左右的，這些孔隙影響了其整體性能，限制炭石墨材料的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對炭石墨材料的要求也越來越高，因此，相關(guān)研究者對炭石墨材料進(jìn)行了大量的浸漬處理，以填充孔隙，彌補(bǔ)這些孔隙帶來的缺陷，經(jīng)浸漬處理后，其機(jī)械、理化性能通常能夠得到大幅度的改善和提升。

炭系轉(zhuǎn)動電接觸材料的摩擦副工況惡劣，磨損表面溫度異常，表面溫度可持續(xù)出現(xiàn)170℃～180℃的高溫，尤其是持續(xù)的電弧侵蝕，常出現(xiàn)2～3級，甚至更高級電火花，即炭刷整個邊緣有強(qiáng)烈火花，伴有大火花飛出；其換向器上黑痕相當(dāng)嚴(yán)重。為此，在炭刷配料過程中中添加各種添加劑，使炭刷的換向性能和抗磨性能得以改善成為本行業(yè)技術(shù)工作者的首選辦法，但是由于炭刷原材料各組分的匹配性及界面不相容等問題，常導(dǎo)致設(shè)計的改良配比不能付諸實際應(yīng)用。為此，為了解決和協(xié)調(diào)載流磨損過程中的異常磨耗，減弱因摩擦副不匹配導(dǎo)致的異?；鸹ǎ嚓P(guān)科研人員也嘗試采用浸漬工藝實現(xiàn)減磨作用，進(jìn)而提高炭刷的綜合性能；但是現(xiàn)有浸漬研究主要集中于真空浸漬及加壓浸漬等方法，不僅能耗高，污染大，而且浸漬效果一般，因此，鮮有對其潤滑滅弧和自發(fā)浸漬等的文獻(xiàn)和專利報道。

選擇好綜合性能優(yōu)良、性價比高且浸漬工藝可控的浸漬劑，既克服了現(xiàn)有高功率電機(jī)或高速電機(jī)用電炭選材難，壽命短的缺陷，同時又可為現(xiàn)有電機(jī)的使用范圍延伸和拓展提供材料保障。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種電炭材料用自滲透浸漬抑弧劑及其制備方法，解決了現(xiàn)有高功率電機(jī)選材難、壽命短的難題，同時又確保了抑弧劑良好的固結(jié)及長效潤滑抑弧作用，使得電炭材料的運(yùn)行電火花長期穩(wěn)定在1級及以下的狀態(tài)，大幅提升了電炭材料的使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是開發(fā)一種電炭材料用自滲透浸漬抑弧劑及其制備方法，解決了現(xiàn)有高功率電機(jī)選材難、壽命短的難題，同時又確保了抑弧劑良好的固結(jié)及長效潤滑抑弧作用，使得電炭材料的運(yùn)行電火花長期穩(wěn)定在1級及以下的狀態(tài)，大幅提升了電炭材料的使用壽命。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電炭材料用自滲透浸漬抑弧劑，包括基體料、組合填料、固化劑、偶聯(lián)劑和活化劑；其中，基體料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％～70％，組合填料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％～30％，固化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％～10％，偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％～1％，活化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％～2％。

進(jìn)一步地，基體料包括抗磨液壓油和二甲基硅油，其中抗磨液壓油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％～50％，二甲基硅油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％～20％。

進(jìn)一步地，組合填料包括合成油脂amp、三氧化二銻和十溴二苯乙烷，其中，合成油脂amp14％～18％、三氧化二銻3％～6％和十溴二苯乙烷3％～6％。

進(jìn)一步地，固化劑被設(shè)置為使用植物天然樹脂。

進(jìn)一步地，耦合劑被設(shè)置為甘油。

進(jìn)一步地，活化劑被設(shè)置為三聚氰胺氰尿酸鹽。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中本發(fā)明提供了一種電炭材料用自滲透浸漬抑弧劑的制備方法，將基體料、組合填料、固化劑、偶聯(lián)劑和活化劑相溶配伍，加熱混合后使用二次超聲分散輔助紅外線輻射，最后調(diào)節(jié)粘度。

進(jìn)一步地，還包括浸漬方法，浸漬方法被設(shè)置為加熱自發(fā)浸漬，浸漬完成后加溫固化。

進(jìn)一步地，自發(fā)浸漬被設(shè)置為自發(fā)主動進(jìn)入碳質(zhì)材料微氣孔和聯(lián)通管路中。

進(jìn)一步地，加熱自發(fā)浸漬工藝被設(shè)置為加熱溫度被設(shè)置為80℃～120℃，浸漬后在干燥箱中進(jìn)行加溫固化，固化溫度設(shè)置為80℃～100℃，固化時間設(shè)置為1h～2h。

技術(shù)效果

1、本發(fā)明的抑弧劑能自發(fā)主動進(jìn)入炭質(zhì)材料微氣孔和聯(lián)通管路中，解決了現(xiàn)有抑弧材料難以兼?zhèn)鋽y帶阻燃物和在孔隙中固結(jié)的難題，并使得電炭材料載流運(yùn)行中電火花長期穩(wěn)定在1級以內(nèi)，大幅提升電炭材料的使用壽命；

2、本發(fā)明的抑弧劑制備方法成本低廉、工藝步驟簡單，得到的浸漬劑性能穩(wěn)定，潤滑滅弧性優(yōu)良且實用性廣。

以下將結(jié)合對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

具體實施方式

本發(fā)明的一種電炭材料用自滲透浸漬抑弧劑，包括基體料、組合填料、固化劑、偶聯(lián)劑和活化劑；以抗磨液壓油和二甲基硅油的混合料為基體料；以合成油脂amp、三氧化二銻和十溴二苯乙烷的混合物為組合填料；以植物樹脂為長效固化劑；以甘油為偶聯(lián)劑；以三聚氰胺氰尿酸鹽為活化劑；其中，基體料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％～70％，組合填料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％～30％，固化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％～10％，偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％～1％，活化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％～2％。

實施例一

本實施例中的電炭材料用自滲透浸漬抑弧劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)具體為：

基體料：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：60％，其中：抗磨液壓油為45％，二甲基硅油15％。

組合填料：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：27％。其中，合成油脂amp18％、三氧化二銻5％和十溴二苯乙烷4％。

長效固化劑：植物天然樹脂，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：10％。

偶聯(lián)劑：甘油，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：1％。

活化劑：三聚氰胺氰尿酸鹽，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：2％。

實施例二

本實施例中的電炭材料用自滲透浸漬抑弧劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)具體為：

基體料：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：67％，其中：抗磨液壓油為47％，二甲基硅油20％。

組合填料：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：20％。其中，合成油脂amp14％、三氧化二銻3％和十溴二苯乙烷3％。

長效固化劑：植物天然樹脂，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：10％。

偶聯(lián)劑：甘油，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：1％。

活化劑：三聚氰胺氰尿酸鹽，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：2％。

實施例三

本實施例中的電炭材料用自滲透浸漬抑弧劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)具體為：

基體料：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：62％，其中：抗磨液壓油為44％，二甲基硅油18％。

組合填料：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：25％。其中，合成油脂amp18％、三氧化二銻4％和十溴二苯乙烷3％。

長效固化劑：植物天然樹脂，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：10％。

偶聯(lián)劑：甘油，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：1％。

活化劑：三聚氰胺氰尿酸鹽，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：2％。

實施例四

本實施例中的電炭材料用自滲透浸漬抑弧劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)具體為：

基體料：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：57％，其中：抗磨液壓油為43％，二甲基硅油14％。

組合填料：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：30％。其中，合成油脂amp18％、三氧化二銻6％和十溴二苯乙烷6％。

長效固化劑：植物天然樹脂，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：10％。

偶聯(lián)劑：甘油，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：1％。

活化劑：三聚氰胺氰尿酸鹽，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：2％。

實施例五

本發(fā)明實施例一至實施例四中的電炭材料用自滲透浸漬抑弧劑的制備方法具體為：將基體料、組合填料、固化劑、偶聯(lián)劑和活化劑相溶配伍，加熱混合后使用二次超聲分散輔助紅外線輻射，最后調(diào)節(jié)粘度。

本實施例中的制備方法還包括浸漬方法，浸漬方法被設(shè)置為加熱自發(fā)浸漬，浸漬完成后加溫固化。自發(fā)浸漬為自發(fā)主動進(jìn)入碳質(zhì)材料微氣孔和聯(lián)通管路中，具體地加熱自發(fā)浸漬工藝被設(shè)置為加熱溫度被設(shè)置為120℃，浸漬后在干燥箱中進(jìn)行加溫固化，固化溫度設(shè)置為80℃，固化時間設(shè)置為1h。

實施例六

本實施例的制備方法與實施例五的相同，將基體料、組合填料、固化劑、偶聯(lián)劑和活化劑相溶配伍，加熱混合后使用二次超聲分散輔助紅外線輻射，最后調(diào)節(jié)粘度。

本實施例中的制備方法還包括浸漬方法，浸漬方法被設(shè)置為加熱自發(fā)浸漬，浸漬完成后加溫固化。自發(fā)浸漬為自發(fā)主動進(jìn)入碳質(zhì)材料微氣孔和聯(lián)通管路中，具體地，加熱自發(fā)浸漬工藝被設(shè)置為加熱溫度被設(shè)置為110℃，浸漬后在干燥箱中進(jìn)行加溫固化，固化溫度設(shè)置為80℃，固化時間設(shè)置為1.5h。

實施例七

本實施例的制備方法與實施例五的相同，將基體料、組合填料、固化劑、偶聯(lián)劑和活化劑相溶配伍，加熱混合后使用二次超聲分散輔助紅外線輻射，最后調(diào)節(jié)粘度。

本實施例中的制備方法還包括浸漬方法，浸漬方法被設(shè)置為加熱自發(fā)浸漬，浸漬完成后加溫固化。自發(fā)浸漬為自發(fā)主動進(jìn)入碳質(zhì)材料微氣孔和聯(lián)通管路中，具體地，加熱自發(fā)浸漬工藝被設(shè)置為加熱溫度被設(shè)置為80℃，浸漬后在干燥箱中進(jìn)行加溫固化，固化溫度設(shè)置為90℃，固化時間設(shè)置為1.5h。

實施例八

本實施例的制備方法與實施例五的相同，將基體料、組合填料、固化劑、偶聯(lián)劑和活化劑相溶配伍，加熱混合后使用二次超聲分散輔助紅外線輻射，最后調(diào)節(jié)粘度。

本實施例中的制備方法還包括浸漬方法，浸漬方法被設(shè)置為加熱自發(fā)浸漬，浸漬完成后加溫固化。自發(fā)浸漬為自發(fā)主動進(jìn)入碳質(zhì)材料微氣孔和聯(lián)通管路中，具體地，加熱自發(fā)浸漬工藝被設(shè)置為加熱溫度被設(shè)置為85℃，浸漬后在干燥箱中進(jìn)行加溫固化，固化溫度設(shè)置為100℃，固化時間設(shè)置為1.2h。

實施例九

本實施例的制備方法與實施例五的相同，將基體料、組合填料、固化劑、偶聯(lián)劑和活化劑相溶配伍，加熱混合后使用二次超聲分散輔助紅外線輻射，最后調(diào)節(jié)粘度。

本實施例中的制備方法還包括浸漬方法，浸漬方法被設(shè)置為加熱自發(fā)浸漬，浸漬完成后加溫固化。自發(fā)浸漬為自發(fā)主動進(jìn)入碳質(zhì)材料微氣孔和聯(lián)通管路中，具體地，加熱自發(fā)浸漬工藝被設(shè)置為加熱溫度被設(shè)置為80℃，浸漬后在干燥箱中進(jìn)行加溫固化，固化溫度設(shè)置為100℃，固化時間設(shè)置為2h。

本發(fā)明的電炭材料用自滲透浸漬抑弧劑能自發(fā)主動進(jìn)入炭質(zhì)材料微氣孔和聯(lián)通管路中，解決了現(xiàn)有抑弧材料難以兼?zhèn)鋽y帶阻燃物和在孔隙中固結(jié)的難題，并使得電炭材料載流運(yùn)行中電火花長期穩(wěn)定在1級以內(nèi)，大幅提升電炭材料的使用壽命。同時本發(fā)明的電炭材料用自滲透浸漬抑弧劑制備方法成本低廉、工藝步驟簡單，得到的浸漬劑性能穩(wěn)定、潤滑滅弧性優(yōu)良且實用性廣。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。