碳刷及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種碳刷及其制備方法，屬于碳刷【技術(shù)領(lǐng)域】，其可解決現(xiàn)有的碳刷制備方法會(huì)造成污染的問(wèn)題。本發(fā)明的碳刷制備方法包括：將石墨粉組分與環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分混合得到混合粉末，其中所述石墨粉組分中含有石墨粉，所述環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分中含有環(huán)氧樹(shù)脂粉末；將所述混合粉末加熱固化，得到固化體；對(duì)所述固化體進(jìn)行石墨化。本發(fā)明的碳刷是由上述的碳刷制備方法制備得到的。本發(fā)明的碳刷制備方法適用于制備碳刷，尤其適用于制備在吸塵器、電動(dòng)工具等中小型電氣設(shè)備中使用的碳刷。
【專利說(shuō)明】碳刷及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于碳刷【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種碳刷及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碳刷是一種電氣設(shè)備中的常用部件，其主要由導(dǎo)電材料構(gòu)成，用于在電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等中的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的固定部分(定子)和轉(zhuǎn)動(dòng)部分(轉(zhuǎn)子)間傳遞能量或信號(hào)。
[0003]根據(jù)導(dǎo)電性、機(jī)械強(qiáng)度、成本等方面的綜合考慮，吸塵器、電動(dòng)工具等中小型電氣設(shè)備中使用的碳刷主要用石墨粉作為導(dǎo)電材料，為使石墨粉形成碳刷所需的形狀，其制備方法主要分為以下兩類:
[0004]一類方法是將樹(shù)脂結(jié)合劑(binder)溶于有機(jī)溶劑中，再將石墨粉加入其中并混合均勻，之后蒸干溶劑，得到石墨粉均勻分布在結(jié)合劑中的固化體，固化體再經(jīng)石墨化形成碳刷。
[0005]另一類方法是通過(guò)加熱使熱塑性的樹(shù)脂結(jié)合劑熔融，再將石墨粉加入其中并混合均勻，冷卻后結(jié)合劑固化得到石墨粉均勻分布的固化體，固化體再經(jīng)石墨化形成碳刷。
[0006]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下問(wèn)題:現(xiàn)有的碳刷制備方法需要使用有機(jī)溶劑或?qū)?shù)脂結(jié)合劑加熱熔融，而這些有機(jī)溶劑、樹(shù)脂結(jié)合劑等往往有較高的揮發(fā)性，從而在碳刷的制備過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的有害有機(jī)物揮發(fā)，造成環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題包括，針對(duì)現(xiàn)有的碳刷制備方法會(huì)造成污染的問(wèn)題，提供一種生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)污染的碳刷制備方法。
[0008]解決本發(fā)明技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種碳刷制備方法，包括:
[0009]將石墨粉組分與環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分混合得到混合粉末，其中所述石墨粉組分中含有石墨粉，所述環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分中含有環(huán)氧樹(shù)脂粉末；
[0010]將所述混合粉末加熱固化，得到固化體；
[0011]對(duì)所述固化體進(jìn)行石墨化。
[0012]優(yōu)選的是，所述環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分為雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分，所述雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分中含有雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂粉末。
[0013]優(yōu)選的是，所述石墨化為在50?200MPa的壓力和300?600°C的溫度下加熱10?60分鐘。
[0014]優(yōu)選的是，所述將所述混合粉末加熱固化包括:
[0015]在149?250°C的溫度下加熱2?80分鐘。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述將所述混合粉末加熱固化包括:
[0017]在149?177°C的溫度下加熱60?80分鐘；
[0018]或
[0019]在177?204°C的溫度下加熱15?30分鐘；[0020]或
[0021]在204?232 °C的溫度下加熱5?10分鐘；
[0022]或
[0023]在232?250°C的溫度下加熱2?5分鐘。
[0024]優(yōu)選的是，在所述混合粉末中，所述石墨粉組分的質(zhì)量百分含量為70?90% ;所述環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分的質(zhì)量百分含量為10?30%。
[0025]優(yōu)選的是，在所述石墨粉組分中，所述石墨粉的質(zhì)量百分含量大于等于95%。
[0026]優(yōu)選的是，所述石墨粉的粒度在50?75 μ m。
[0027]優(yōu)選的是，在所述環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分中，所述環(huán)氧樹(shù)脂粉末的質(zhì)量百分含量大于等于50%。
[0028]進(jìn)一步優(yōu)選的是，在所述環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分中，所述環(huán)氧樹(shù)脂粉末的質(zhì)量百分含量在50?90%。
[0029]優(yōu)選的是，粒度小于45微米的環(huán)氧樹(shù)脂粉末在全部環(huán)氧樹(shù)脂粉末中的質(zhì)量百含量為50?80%。
[0030]優(yōu)選的是，所述環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分中還含有:顏料、填料、固化劑、催化劑中的一種或多種。
[0031]進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述固化劑為胺類固化劑和/或酸酐類固化劑。
[0032]可見(jiàn)，本發(fā)明的碳刷制備方法中，直接將環(huán)氧樹(shù)脂粉末與石墨粉混合、固化，因此，其制備過(guò)程中不使用有機(jī)溶劑，也不存在使樹(shù)脂熔融的過(guò)程，不產(chǎn)生有機(jī)物揮發(fā)，不造成環(huán)境污染。
[0033]解決本發(fā)明技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種碳刷，其是由上述的碳刷制備方法制備得到的。
[0034]本發(fā)明的碳刷制備方法適用于制備碳刷，尤其用于制備在吸塵器、電動(dòng)工具等中小型電氣設(shè)備中使用的碳刷。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為本發(fā)明的實(shí)施例的碳刷制備方法的流程圖；
[0036]圖2為本發(fā)明的實(shí)施例1的碳刷制備方法所制備的碳刷表面的掃描電鏡照片；
[0037]圖3為本發(fā)明的實(shí)施例2的碳刷制備方法所制備的碳刷表面的掃描電鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0038]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0039]在本發(fā)明中，“在A物質(zhì)中，B物質(zhì)的質(zhì)量百分含量”是指，B物質(zhì)是A物質(zhì)的組成成分之一，當(dāng)以A物質(zhì)的總質(zhì)量(包括B物質(zhì))為100%時(shí)，B物質(zhì)的質(zhì)量在其中所占的百分比。
[0040]1.原料介紹
[0041]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例使用的各種原料進(jìn)行介紹。
[0042](I)石墨粉組分[0043]本發(fā)明中，石墨粉組分是指含有石墨粉的物質(zhì)。
[0044]具體的，石墨粉組分可完全由石墨粉組成(即石墨粉組分就是純石墨粉)。但作為市售的產(chǎn)品，石墨粉組分中往往還含有一些其他的添加劑、雜質(zhì)等(如潤(rùn)滑劑等)。
[0045]優(yōu)選的，石墨粉組分中石墨粉的質(zhì)量百分含量大于等于95% (即其他添加劑、雜質(zhì)的質(zhì)量百分含量小于等于5% )。
[0046]優(yōu)選的，石墨粉組分中石墨粉的粒度在50~75 μ m。
[0047]具體的，本發(fā)明的實(shí)施例中使用青島晨陽(yáng)石墨有限公司生產(chǎn)的幾種鱗片型石墨粉
產(chǎn)品作為石墨粉組分，其具體參數(shù)如下:
[0048]
【權(quán)利要求】
1.一種碳刷制備方法，其特征在于，包括: 將石墨粉組分與環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分混合得到混合粉末，其中所述石墨粉組分中含有石墨粉，所述環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分中含有環(huán)氧樹(shù)脂粉末； 將所述混合粉末加熱固化，得到固化體； 對(duì)所述固化體進(jìn)行石墨化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳刷制備方法，其特征在于， 所述環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分為雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分，所述雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分中含有雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂粉末。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳刷制備方法，其特征在于， 所述石墨化為在50~200MPa的壓力和300~600°C的溫度下加熱10~60分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳刷制備方法，其特征在于，所述將所述混合粉末加熱固化包括: 在149~250°C的溫度下加熱2~80分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳刷制備方法，其特征在于，所述將所述混合粉末加熱固化包括: 在149~177°C的溫度下加熱60~80分鐘； 或 在177~204°C的溫度下加熱15~30分鐘； 或 在204~232°C的溫度下加熱5~10分鐘； 或 在232~250°C的溫度下加熱2~5分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的碳刷制備方法，其特征在于，在所述混合粉末中， 所述石墨粉組分的質(zhì)量百分含量為70~90% ； 所述環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分的質(zhì)量百分含量為10~30%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的碳刷制備方法，其特征在于，在所述石墨粉組分中， 所述石墨粉的質(zhì)量百分含量大于等于95%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的碳刷制備方法，其特征在于， 所述石墨粉的粒度在50~75 μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的碳刷制備方法，其特征在于，在所述環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分中， 所述環(huán)氧樹(shù)脂粉末的質(zhì)量百分含量大于等于50%。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的碳刷制備方法，其特征在于，在所述環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分中， 所述環(huán)氧樹(shù)脂粉末的質(zhì)量百分含量在50~90%。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的碳刷制備方法，其特征在于， 粒度小于45微米的環(huán)氧樹(shù)脂粉末在全部環(huán)氧樹(shù)脂粉末中的質(zhì)量百含量為50~80%。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的碳刷制備方法，其特征在于，所述環(huán)氧樹(shù)脂粉末組分中還含有: 顏料、填料、固化劑、催化劑中的一種或多種。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的碳刷制備方法，其特征在于， 所述固化劑為胺類固化劑和/或酸酐類固化劑。
14.一種碳刷，其特征在于，所述碳刷是由權(quán)利要求1至13中任意一項(xiàng)所述的碳刷制備方法制備得到的 。
【文檔編號(hào)】H01R39/20GK104022425SQ201410282801
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】王天德 申請(qǐng)人:3M中國(guó)有限公司