[发明专利]碳滑板及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及导电摩擦材料领域，公开了一种碳滑板及其制备方法和应用，其中，本发明公开的一种碳滑板，其中，所述碳滑板由生坯炭化后浸渍于树脂中制得，所述生坯含有碳素原料、MoS₂、金属和/或铜合金粉末以及粘结剂；所述碳素原料含有人造石墨粉、石油焦炭粉和炭黑中的一种或多种；所述粘结剂为树脂组合物。本发明的碳滑板具有更低的接触电阻，更佳的力学性能，以及更优的耐电弧烧蚀性能。

技术领域

本发明涉及导电摩擦材料领域，具体涉及一种碳滑板及其制备方法和应用。

背景技术

申请号93111950.2(CN1032741C)公开了一种电力机车受电弓滑板及其制造方法，包括碳素基体碳条的制造，对碳条用熔融铜合金的浸渍，以及对浸渍碳条进行机械加工成成品，其特征是在碳素基体碳条的制造配方中添加重量比为10％以下的Fe₂O₃粉，熔融铜合金中添加重量比7-10％的锡(Sn)、1-2％的Si和1-2％的Ni的电力机车受电弓滑板的制造方法及其产品。其碳素材料部分，原材料为65-75％的生沥青焦炭粉、5-10％的隐晶石墨粉、5-10％的槽法碳黑和10％以下的Fe₂O₃。其铜合金组成为Pb15-20％、Sn8-10％、Si和Ni均为1-2％，余量为Cu。上述技术是在CuPb合金的基础上进行的优化。CuPb合金的应用目的是Pb做为软金属，在碳滑板动态取电过程中起到减磨作用；上述技术其突出点在CuPb合金中添加Si和Ni两种元素，以防止合金中Pb的偏析。其缺点包括：1、性能各项异性(特别是挤出成型时，颗粒会沿挤出方向取向，则该方向的电阻低，与其垂直的方向则电阻高)；2、坯体成型阶段难以制成最终产品结构，后续需要机械加工；3、浸渗工序对设备要求高；4、合金中使用了大量的铅，15-20％。据标准GB 7355-1987大气中铅及其无机化合物的卫生标准，居住区大气中铅及其无机化合物(换算成铅)的日平均最高容许浓度为0.0015mg/m³。所以使用铜铅合金时，需要重点考虑铅尘的防护和处理。

专利申请CN104608641A(申请号201410788801.9)公开了一种电力机车用炭/炭-石墨/铜受电弓滑板的制备方法，该方法为：一、采用炭纤维针刺体或者是炭纤维编织体作为预制体材料；二、化学气相沉积致密；三、将树脂与石墨粉、铜粉按一定的比例混合、搅拌均匀；四、树脂混合物浸渍、固化、炭化处理；五、高温石墨化处理；六、树脂混合物浸渍、固化、炭化处理；七、机械加工后，制得电力机车用炭/炭-石墨/铜受电弓滑板。步骤三中所述的树脂包括酚醛树脂、环氧树脂和糠酮树脂。

专利申请CN105730246A(申请号201610169328.5)公开了一种低粘结电阻的C/C复合材料滑板，其中，包括C/C复合材料层、第一金属网层、金属托架；所述C/C复合材料层由上层结构和下层结构组成，所述下层结构内均匀镶嵌有金属网，所述第一金属网层位于C/C复合材料层的下层结构与金属托架之间，并与C/C复合材料层、金属托架构成一个整体。在其制备方法步骤一中，碳纤维预制体经化学气相沉积热解碳和树脂浸渍-炭化处理，得到平均密度为1.8-2.3g/cm³的C/C复合材料。

专利申请CN104926347B(申请号201510298290.7)公开了一种高速铁路动车组用受电弓滑板复合材料的制备方法，步骤如下：按比例称量原料，短切碳纤维30～60％、酚醛树脂粉20～30％、沥青焦粉10～20％、鳞片石墨粉10～20％、铜粉1～10％，所称量原料混合均匀后倒入模压机模具中压制成型，坯体先后放入马弗炉中进行预氧化处理、放入碳化炉中进行碳化处理、放入等温化学气相沉积炉中进行致密化处理、放入高温石墨化处理炉中进行石墨化处理，即得到受电弓滑板用复合材料，将所得复合材料进行加工得到碳-碳复合材料受电弓滑板。

专利申请CN1061960C(申请号CN97106647.7)公开了一种集电用碳纤维增强复合材料，其中，作为增强剂的短碳纤维1-25％，作为粘结剂的热固性树脂3-25％，其余为作为基体材料的铜含量为20-80％的镀铜碳粉末。