[发明专利]一种利用氧化石墨烯制备受电弓碳滑条材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种利用氧化石墨烯制备受电弓碳滑条材料的制备方法，包括如下，将氧化石墨烯、半补强炭黑、石墨粉和经过破碎、磨粉、筛分的沥青焦进行混合，作为制备所述的碳滑条的骨料；将所述的骨料中加入粘结剂，然后经过混捏，得到糊料；将糊料进行预压成型；将预压成型的糊料进行焙烧，最终得到适用于所述的受电弓碳滑条的材料，本发明只需要一次焙烧即能得到满足要求的炭条材料，生产周期短。本发明提供的氧化石墨烯制备的受电弓碳滑条具有良好的导电性、导热性高及耐摩擦和磨损性强、原料成本低等优点。

技术领域

本发明属于电力机车技术领域，尤其涉及一种利用氧化石墨烯制备受电弓碳滑条材料的制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，轨道交通在国民经济中起着愈来愈重要的作用。在我国国民经济水平飞速发的今天，轨道交通业尤其是高铁、动车和客货电力机车等均呈现出蓬勃发展的局面。

而作为其动力来源最重要的集电原件受电弓来说，更是重中之重。由于高速列车是通过受电弓上的碳滑板从路网导线上获取电能，驱动牵引电机运行来带动列车行驶，受电弓碳滑板与路网导线可靠的接触是保证高速受流的重要条件，受电弓弓头上的碳滑板与路网导线接触，相对滑动，从路网导线上取下电流，输送给电力机车，这一过程称为受流，在受流过程中，路网导线和受电弓碳滑板在机械与电气上密切相关，只要其中之一出现问题，都会破坏正常的受电特性。受电弓碳滑条板和路网导线一旦发生事故，将会带来十分严重的后果，直接造成重大经济损失，为此，受电弓碳滑板的制备无疑成为最关键，以保证铁路运输安全这一永恒的主题。由于在运行中与接触网导线不断产生摩擦和冲击，所以这一部件是一种经常更换的消耗性部件。

碳滑板是近几年发展起来的，欧美高速列车上普通使用碳滑板的机械强度高，在德国ICE运行中每个滑板的走行公里数达到12万千米。目前，碳滑板仍是国内外铁路部门广泛采用的首选材料，碳滑板是以碳-石墨为基础材料，具有良好的导电。导热及耐磨自润滑性，并具有很好的抑制火花作用和高温不变形、对接触网导线磨耗小的特点，作为碳滑板的关键组成部分碳滑条的选用必须对其综合性能有严格的要求指标，需要具有合适的电阻率和接触电阻、足够的机械强度、良好的减磨性及自润滑性、良好的耐热、耐电弧和一定的耐磨性。

申请号为201310582451.6的中国专利，公开了一种受电弓碳滑板及其制造方法，受电弓碳滑板是由石油焦粉、沥青焦粉、喷雾炭黑、硫磺、氮化硼、碳纤维、天然石墨、人造石墨、氯化钙粉末、改制沥青为原料搅拌混合制成，然后进行混捏，利用所述混捏物料制成碳滑板初坯，在进行焙烧，制成烧结碳滑板初坯，将烧结碳滑板初坯依次进行浸渍、焙烧，干燥处理，本专利中碳滑板的生产周期长，需要进行两次焙烧才能达到预期的效果。

另外原料的多元化高端化，如碳纤维、天然石墨等材料必然使其制造成本增加。由于高端石墨制品性能够满足受电弓碳滑条生产工艺要求，但其价格非常昂贵，且国内的高性能石墨产品尚处于发展阶段，而普通碳素材料不能完全满足碳滑条理化指标，

鉴于以上原因，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供了一种利用氧化石墨烯制备受电弓碳滑条材料的制备方法，氧化石墨烯是是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米，因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。该制备方法是利用氧化石墨烯生产受电弓碳滑条材料是一种新型碳素产品，具有非常好的理化性能指标，由于氧化石墨烯的加入，显著提高了受电弓碳滑板材料的导电性、导热性及摩擦、磨损性，本发明制备方法生产周期短，经过一次焙烧即得满足要求的炭条材料。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用氧化石墨烯制备受电弓碳滑条材料的制备方法，包括如下步骤：