[发明专利]一种高强度耐电弧受电弓滑板材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度耐电弧受电弓滑板材料及其制备方法，涉及受电弓滑板制备技术领域。其包括：按质量份计，沥青焦30‑70份、人造石墨5‑20份、碳纳米纤维胶体系5‑20份和粘结剂20‑60份。本发明的制备方法为将沥青焦、人造石墨和粘结剂先进行混合混捏、轧片研磨成粉末后，将粉末和碳纳米纤维胶体系混合成糊料、预热、热压成型、无氧焙烧后，再以Cu熔液为浸渍液，采用高压浸渍工艺处理处理后，得到受电弓滑板。本发明制备的受电弓滑板，采用碳纳米纤维胶体系用作改性与其他原料粘结形成根系网络机构，能对浸渍的金属铜起到很好的束缚作用，可以减少铜的流失率，进而减少受电弓滑板的电气磨损率。制备得到受电弓滑板其强度高、电阻率低和耐电弧性能好。

技术领域

本发明涉及受电弓滑板制备技术领域，具体涉及一种高强度耐电弧受电弓滑板材料及其制备方法。

背景技术

目前，受电弓滑板材料主要是以碳和石墨为骨料，结合粘结剂经过定型烧结而成的特殊电工材料，其广泛应用于高速铁路受电弓滑板领域。随着国家铁路的发展与高速列车速度不断的提高，受电弓滑板在列车取流过程中发挥着重大作用。但受电弓滑板工作时具有载荷随机变化、接触时有强电流通过、高速滑动等特点，常导致受电弓滑板磨损较大，电弧烧蚀严重。

为了满足受电弓滑板良好导电性、耐磨性的要求，行业内常采用浸金属碳滑板作为受电弓滑板材料。但是这类材料在电弧烧蚀与高速移动下，滑板内的金属材料容易受热融化飞溅，从而导致滑板导电性能与耐磨性变差。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度耐电弧受电弓滑板材料及其制备方法，以解决现有受电弓滑板在使用中因滑板内的金属材料受热融化飞溅，导致滑板导电性能与耐磨性变差的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种高强度耐电弧受电弓滑板材料，按质量份计，包括：沥青焦30-70份、人造石墨5-20份、碳纳米纤维胶体系5-20份和粘结剂20-60份。

本发明以沥青焦为骨料，并且以人造石墨作为润滑剂和以碳纳米纤维胶体系作为改性剂，在粘结剂的作用通过混合挤压、烧结和浸渍制成受电弓滑板，其耐电弧和耐磨损性能好、导电性能高。

本发明采用碳纳米纤维胶体系用作改性剂，将碳纳米纤维均匀分散在聚合物中制的，这时的碳纳米纤维表面具备纳米效应和类似“双面胶”特性，碳纳米纤维在类似“双面胶”特性作用下通过聚合物粘结在形成初步根系网络结构，同样的已经形成初步根系网络结构的碳纳米纤维胶体系在类似“双面胶”的作用下与骨料以及其他原料粘连形成全面根系网络结构，形成的全面根系网络结构能对浸渍的金属铜起到很好的束缚作用，可以减少铜的流失率，进而减少受电弓滑板的电气磨损率。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，按质量份计，包括：沥青焦40-60份、人造石墨10-15份、碳纳米纤维体系10-15份和粘结剂30-50份。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述的碳纳米纤维胶体系按质量份计，包括碳纳米纤维10-15份、甲缩醛40-55份和酚醛树脂30-50份。

采用上述进一步的技术方案的有益效果是：甲缩醛用作稀释剂可以溶解由结晶态高分子聚乙烯在苯磺酸溶液中经一次性脱氢得到的碳纳米纤维，并且甲缩醛还能作为溶解剂溶解作为固化剂的酚醛树脂，使得碳纳米纤维在酚醛树脂中分布更均匀。此外，甲缩醛还具有亲水亲油的性质，本发明所使用的煤沥青和聚酰亚胺树脂都是属于脂类化合物，因此利用甲缩醛的亲油性质有利于煤沥青和聚酰亚胺树脂的溶解，从而有利于煤沥青和聚酰亚胺树脂与其他原料之间的结合。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述的碳纳米纤维胶体系按质量份计，包括：碳纳米纤维10-15份、甲缩醛45-50份和酚醛树脂35-45份。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述的碳纳米纤维是由结晶态高分子聚乙烯制得。