[发明专利]以乳化沥青作粘结剂的人造石墨制品及其制备方法

权利要求书

1.一种以乳化沥青作粘结剂的人造石墨制品，其原料包括粘结剂与骨料，其特征在于：粘结剂与骨料的实际质量比为(0.05-0.70)∶1，所述骨料为：石油焦、沥青焦、二次焦、天然微晶石墨、中间相炭微球或石墨返回料中的一种或几种；当骨料为两种或两种以上时，不同骨料彼此之间没有比例限定；当骨料的主体是天然微晶石墨时，天然微晶石墨占骨料质量的50-100％，其余料为沥青焦、石油焦、二次焦、中间相炭微球或石墨返回料中的一种或几种，且彼此没有比例限定；所述的粘结剂为乳化沥青，沥青固相重量含量40-70％，沥青软化点60-100℃。

2.根据权利要求1所述的人造石墨制品，其特征在于：其各向同性度α≤1.15，具体为：按成型方法区分，模压成型、挤压成型的制品，各向同性度α≤1.15；振动成型和等静压成型制品，α≤1.10；按骨料类型区分，二次焦、天然微晶石墨、中间相炭微球所得制品，α≤1.10；添加石油焦、沥青焦及其他骨料所得制品α≤1.15。

3.一种制备权利要求1或2所述人造石墨制品的方法，其特征在于：以乳化沥青作为粘结剂，包括以下步骤：

第一步，将实际质量比为(0.05-0.70)∶1的乳化沥青与骨料混合均匀：粘结剂的实际质量根据乳化沥青的固相重量含量计算，乳化沥青根据需要可以加水稀释为乳化沥青重量的1～10倍，调节至所需的粘度，然后将乳化沥青与骨料置于搅拌机中，混合均匀，待分裂完成后，滤掉多余液体，在50-150℃下干燥，使水份完全蒸发，得到均匀混合产物，粉碎成粒度≤5mm的粉体；

所述乳化沥青，沥青重量含量40-70％，沥青软化点60-100℃；

所述的骨料为石油焦、沥青焦、二次焦、天然微晶石墨、中间相炭微球或石墨返回料中的一种或几种，当骨料的主体是天然微晶石墨时，天然微晶石墨占骨料质量的50-100％，其余料为沥青焦、石油焦、二次焦、中间相炭微球或石墨返回料中的一种或几种，且彼此没有比例限定；

第二步，对所得骨料与粘结剂的均匀混合粉体采用模压成型、挤压成型、振动成型或等静压成型制取成型石墨生坯；

第三步，对成型石墨生坯进行焙烧，焙烧温度800-1200℃，焙烧时间10-900小时；

第四步，对焙烧过的成型石墨生坯进行1-3遍的浸渍和二次焙烧，浸渍时，先对成型石墨生坯进行200℃预热，时间3-5小时，然后对浸渍罐抽真空，压力≤0.02MPa，加入熔融的沥青，在0.3-1.5MPa压力下浸渍，浸渍过的制品在800-1000℃二次焙烧，焙烧时间10-100小时，每一遍的二次焙烧温度相同或不同；

第五步，对完成浸渍和二次焙烧的制品进行石墨化处理，石墨化处理温度为2200-3000℃，用时10天至20天，如骨料主体是天然石墨或石墨返回料且固定碳含量≥98％，天然石墨或石墨返回料在骨料中所占质量比≥50％时，当要求各向同性石墨制品的抗折强度大于50MPa时，可以不进行石墨化处理，最后的二次焙烧温度为900-1200℃。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：第一步所述的乳化沥青为低温沥青、中温沥青、高温沥青或改质沥青，煤沥青或石油沥青。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：第一步所述的乳化沥青炭化收率为15-50％，颗粒粒径为1-3μm。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：第一步所述的天然微晶石墨是经过纯化的天然微晶石墨，即原矿经化学或物理方法提纯后，固定碳含量为90-99.99％的天然微晶石墨，其粒度为1-150μm。