[发明专利]一种铜-石墨-石墨烯电刷及其制备方法

权利要求书

1.一种铜-石墨-石墨烯电刷的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1：石墨烯粉体分散在分散剂中形成石墨烯浆料；

步骤S2：石墨烯浆料和铜粉充分混合并干燥，形成石墨烯-铜复合粉体，所述干燥采用冷冻干燥的方式，将混合后的石墨烯浆料和铜粉蒸干，所述冷冻干燥的温度为-70～-30℃；

步骤S3：石墨烯-铜复合粉体和石墨粉、热固性树脂粉体混合研磨，以制得石墨烯-铜-石墨第一复合粉体，所述石墨烯-铜-石墨第一复合粉体中，铜粉的质量分数为35～80％，石墨粉的质量分数为10～60％，石墨烯粉体的质量分数为0.5～30％，热固性树脂的质量分数为0～20％；

步骤S4：在保护气体的环境下，加热所述石墨烯-铜-石墨第一复合粉体至温度为50～200℃，保温1～12h后使其随炉冷却，制得石墨烯-铜-石墨第二复合粉体；

步骤S5：将所述石墨烯-铜-石墨第二复合粉体研磨后筛分，并经压型、烧结后形成产品铜-石墨-石墨烯电刷。

2.根据权利要求1所述的铜-石墨-石墨烯电刷的制备方法，其特征在于：所述铜粉为100～1000目的电解铜粉或者球形铜粉；所述石墨粉为100～800目的鳞片石墨粉；所述石墨烯粉体为80～1000目的石墨烯粉体。

3.根据权利要求1所述的铜-石墨-石墨烯电刷的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的分散剂为N，N-二甲基乙酰胺、乙二醇碳酸酯、乙酸乙酯、四氢呋喃中的一种或多种，所述石墨烯浆料中石墨烯与分散剂的比例为1g：200～1000ml。

4.根据权利要求1所述的铜-石墨-石墨烯电刷的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中冷冻干燥的时间为1～24h。

5.根据权利要求1所述的铜-石墨-石墨烯电刷的制备方法，其特征在于：步骤S3中，石墨烯-铜复合粉体、石墨粉和热固性树脂粉体的混合研磨操作为将所述石墨烯-铜复合粉体和石墨粉、热固性树脂粉体在转速为200～400r/min的行星球磨机中研磨1～24h。

6.根据权利要求1所述的铜-石墨-石墨烯电刷的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，筛分操作为将石墨烯-铜-石墨第二复合粉体过300～500目筛；压型操作中的压力为500～800MPa；烧结操作中的温度为500～900℃，烧结操作中的保温时间为2～6h，保温气体为氮气、氩气、氢气或氩氢气中的一种或多种。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的铜-石墨-石墨烯电刷的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中还有添加剂粉体，所述石墨烯-铜复合粉体和石墨粉、热固性树脂粉体以及添加剂粉体混合研磨，以制得石墨烯-铜-石墨-树脂-添加剂复合粉体，所述石墨烯-铜-石墨第一复合粉体中，铜粉的质量分数为35～80％，石墨粉的质量分数为10～60％；石墨烯粉体的质量分数为0.5～30％，热固性树脂的质量分数为0～20％，添加剂的质量分数为0～2.44％；

所述添加剂为碳化硅、氮化硅、氮化硼、二氧化钛、铬、锰、镍、硅、银中的一种或多种。

8.一种铜-石墨-石墨烯电刷，其特征在于：根据权利要求1～6中任意一项铜-石墨-石墨烯电刷的制备方法制备，包括如下组分：铜粉，其质量分数为35～80％；石墨粉，其质量分数为10～60％；石墨烯粉体，其质量分数为0.5～30％；热固性树脂，其质量分数为0～20％。

9.根据权利要求8所述的铜-石墨-石墨烯电刷，其特征在于：还包括添加剂，所述石墨粉的质量分数为14～47.62％；所述热固性树脂的质量分数为4.76～20％；所述添加剂为氮化硼，所述氮化硼的质量分数为0.5～2.44％。

10.根据权利要求8所述的铜-石墨-石墨烯电刷，其特征在于：所述铜粉的质量分数为38～68％；所述石墨粉的质量分数为24～47％；所述石墨烯粉体的质量分数为4-6％；所述热固性树脂的质量分数为0～10％。