[发明专利]一种增强柔性石墨板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及增强柔性石墨板，具体地说是一种增强柔性石墨板的制备方法，其利用高分子有机物来填充柔性石墨板中的孔隙，以达到机械增强的目的，并可以保持良好的导电性能。

背景技术

柔性石墨是一种软质、疏松多孔的新型石墨材料，它是70年代首先由美国联合碳化物公司开发应用的，于80年代初开始引入我国。它是由天然鳞片石墨经插层反应和高温膨化后压制而成的。由于柔性石墨除了具备天然石墨本身的耐冷热、耐腐蚀、自润滑等优良性能以外，还有着天然石墨所没有的柔软性、回弹性、低的应力松弛率等。因此，柔性石墨可以广泛的应用于密封业、催化、润滑、医药、环保、电池材料和化学热泵等领域。

但是柔性石墨的最大不足之处就在于其机械强度低，密度为1.0g/cm³时，强度一般为3.5—5.5MPa。为了提高它的强度，人们采用了很多方法，比如，中国专利93105155.X，介绍了一种以多层柔性石墨板和相间衬入的网状织物夹层组成的柔性石墨增强密封板的制作方法。该夹层可以是非金属纤维织物或使金属丝网，石墨板与网状夹层各自成轴平行排列在特制的脚架上，边进料边对网状织物夹层涂覆胶粘剂，然后进行热吹风，一道、二道滚压，最后卷绕成轴，即成能够互相啮合的密封板。又如，日本专利特开昭58—74515中，在1700—3000℃下，将天然鳞片状石墨置于含硼气氛中渗硼，在进行加热膨化，压制成板材，在密度为1.8g/cm²时，强度为12.6—15.4MPa。此外，中国专利93106402.3介绍了一种兼有化学和复合两种增强的柔性石墨板的制作方法，将板材放在磷酸、钼酸、硼酸或其他盐溶液中浸泡10—120分钟，自然干燥后，在其上均匀布以有机或无机纤维，然后涂覆粘结剂，再均匀撒上一层石墨蠕虫，最后在100—150kg/cm²压力下对其进行碾压，再在低于250℃下烘干，即可得复合柔性石墨板材。利用该工艺，柔性石墨板经化学增强后强度变为4.62—6.9MPa，而复合增强后强度变为6.5—9MPa。

目前的有效的增强方法大都是考虑对柔性石墨骨架进行改性，或者是直接利用复合增强的手段增加其强度，而没有考虑柔性石墨材料中存在的孔结构问题。而且现有的方法在操作温度上也有很大的限制，有的渗硼甚至需要上千度的高温，增加了工艺的难度及损耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增强柔性石墨的制备方法。利用树脂等粘合剂填堵柔性石墨材料中的孔隙，使树脂与柔性石墨材料的石墨骨架良好的结合为一体，从而达到材料机械增强的目的，并且可以保持良好的导电性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种增强柔性石墨板的制备方法，采用加压浸渍与真空浸渍相结合的方法，即于柔性石墨板的一侧施以带压的高分子聚合物溶液，另一侧抽真空；利用高分子聚合物填充柔性石墨板材的孔隙，挥发除去浸渍板中的溶剂，浸渍后柔性石墨板增重量为20-120％。

所述柔性石墨板密度为0.15—1.3g/cm³，其厚度常为1.5-8mm。

所述高分子聚合物溶液为热塑性树脂溶液或热固性树脂溶液；

所述热塑性树脂乳液为聚对苯二酸丁二酯(PBT)或氟树脂乳液，其质量浓度为5-30％；，干燥温度为100-120℃.

所述热固性树脂溶液为酚醛树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂或有机硅树脂的有机溶液，其溶剂可为乙醇、乙酸乙脂、苯乙烯或丙酮，其质量浓度为20-60％；干燥温度为常温-100℃；

其可采用的专用浸渍装置进行浸渍操作；

所述浸渍装置为中上部带有盛液槽、盛液槽上方带有加压腔、盛液槽下方设有真空腔的封闭容器；柔性石墨板置于盛液槽底部，其下设置有起增强作用的筛孔板，于筛孔板下方的真空腔中部设置有支撑螺杆；加压腔通过管路与空压机相连，真空腔通过管路与真空泵相连；

本发明的增强方法是化学增强，对于不同类型的树脂其增强方法及工艺的预处理和后续处理略有不同；

具体浸渍步骤如下，

(1)配制高分子聚合物溶液或乳浊液：针对不同的树脂选择合适的溶剂(必要时可以采用多重溶剂)将高分子聚合物溶解，配制成溶液(若分散效果好，亦可配制成乳浊液)；

当高分子聚合物为热塑性树脂溶液时，其质量浓度为5-30％，，所选溶剂为乙酸乙脂、苯乙烯、N，N-二甲基吡咯烷酮、邻苯二甲酸二甲酯或丙酮；