[发明专利]石墨电刷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电刷领域，具体地，涉及一种石墨电刷及其制备方法。

背景技术

石墨电刷是石墨中加入沥青、煤焦油和树脂等粘合剂混合压制而成。石墨电刷具有质地软、电阻率低和摩擦系数低的优点，但因含杂质较多而易使石墨电刷具有较低的折弯强度，严重影响了石墨电刷的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供了一种石墨电刷，该石墨电刷具有优异的摩擦系数、电阻率低、密度和折弯强度，同时制备该石墨电刷的方法步骤简单，原料易得。

为了实现上述目的，本发明提供一种石墨电刷的制备方法，该方法包括：

1)将苯酚、甲醛、碳酸钠和硼酸进行接触反应以制备硼改性酚醛树脂的工序；

2)将硼改性酚醛树脂、石墨粉、二硒化钽、稀土氟化物和金属氧化物进行混合以制备混合物的工序；

3)在保护气的存在下，将混合物进行冷压并热处理以制备石墨电刷的工序。

本发明还提供了一种石墨电刷，该石墨电刷通过上述的制备方法而制得。

通过上述技术方案，本发明提供的石墨电刷是通过将硼改性酚醛树脂、石墨粉、二硒化钽、稀土氟化物和金属氧化物进行混合、冷压和热处理制备而成。硼改性酚醛树脂为粘合剂，二硒化钽为固体润滑剂，通过硼改性酚醛树脂、二硒化钽、稀土氟化物和金属氧化物的协同作用使得该石墨电刷具有优异的摩擦系数、电阻率低、密度和折弯强度，同时制备该石墨电刷的方法步骤简单，原料易得。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种石墨电刷的制备方法，该方法包括：

1)将苯酚、甲醛、碳酸钠和硼酸进行接触反应以制备硼改性酚醛树脂的工序；

2)将硼改性酚醛树脂、石墨粉、二硒化钽、稀土氟化物和金属氧化物进行混合以制备混合物的工序；

3)在保护气的存在下，将混合物进行冷压并热处理以制备石墨电刷的工序。

在本发明中，在制备硼改性酚醛树脂的工序中，苯酚、甲醛、碳酸钠和硼酸的用量可以在宽的范围内选择，为了使得制得硼改性酚醛树脂能够更好地与石墨粉、二硒化钽、稀土氟化物和金属氧化物相兼容，优选地，相对于1重量份的苯酚，甲醛的用量为0.8-1.2重量份，碳酸钠的用量为0.1-0.2重量份，硼酸的用量为0.05-0.15重量份。

在本发明中，在制备硼改性酚醛树脂的工序中，为了使得硼改性酚醛树脂具有优异的聚合度，优选地，接触反应的温度为70-100℃，接触反应的时间为4-8h。

在本发明中，在制备硼改性酚醛树脂的工序中，为了使得硼酸能够对酚醛树脂的改性效果更佳，优选地，先将苯酚、甲醛和碳酸钠在70-80℃下反应1-3h，再添加硼酸后在90-100℃下反应3-5h。

在本发明中，在制备制备混合物的工序中，为了使得制备的石墨电刷具有优异的摩擦系数、电阻率低、密度和折弯强度，优选地，稀土氟化物为氟化铈和/或氟化镧，金属氧化物为三氧化锑和/或氧化铅。

在本发明中，在制备混合物的工序中，硼改性酚醛树脂、石墨粉、二硒化钽、稀土氟化物和金属氧化物的用量可以在宽的范围内选择，为了使得石墨电刷具有优异的摩擦系数、电阻率低、密度和折弯强度，优选地，相对于100重量份的硼改性酚醛树脂，石墨粉的用量为70-90重量份，二硒化钽的用量为10-15重量份，稀土氟化物的用量为5-8重量份，金属氧化物的用量为8-12重量份。

在本发明中，在制备石墨电刷的工序中，冷压的压力和冷压的时间可以在宽的范围内选择，为了使得硼改性酚醛树脂、石墨粉、二硒化钽、稀土氟化物和金属氧化物结合的更加紧密，优选地，冷压的压力为20-25Mpa，冷压的时间为15-30min。

在本发明中，在制备石墨电刷的工序中，热处理的温度和时间可以在宽的范围内选择，为了使得硼改性酚醛树脂、石墨粉、二硒化钽、稀土氟化物和金属氧化物之间充分粘合，优选地，热处理的温度为600-850℃，热处理的时间为1-2h。