[发明专利]一种用于受电弓浸铜碳滑板的组合物及制备的受电弓滑板

说明书

本发明涉及一种用于受电弓浸铜碳滑板的组合物，包括如下重量份的组分：中间相沥青15‑35重量份、乙丙橡胶15‑25重量份、石墨粉40‑50重量份、二苯基磷酸亚铜7‑9重量份和单壁碳纳米角1‑3重量份。本发明还提供以该组合物为原料的受电弓浸铜碳滑板用碳毛坯的制备方法及其制备的受电弓浸铜碳滑板用碳毛坯。本发明进一步提供一种电阻率低、抗折强度高的受电弓浸铜碳滑板。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种用于受电弓浸铜碳滑板的组合物及制备的受电弓浸铜碳滑板。

背景技术

目前包括高速铁路在内的绝大部分轨道交通均采用电力牵引，即采用接触网和受电弓组合的方式为轨道列车提供动力。其中受电弓的作用是连续、稳定地将电流从供电线传导给机车或动车。滑板主要安装在受电弓的顶部，是受电弓上直接与电网导线摩擦接触的部分。滑板因在高速、载流和摩擦的环境下使用，要求滑板材料具有优异的导电性能、极低的摩擦系数和良好的抗冲击等物理机械性能。在列车运行速度的不断提升的大趋势下，对受电弓滑板材料性能也提出了越来越多、越来越高的要求。这些都促使滑板材料在不断地发展进步。

现阶段国内外高速铁路机车主要使用的是纯碳滑板和浸金属碳滑板。纯碳滑板对降低导线磨耗、延长导线使用寿命具有积极意义，但其机械强度低，耐冲击性差，运行中容易造成滑板折断或破裂，引发弓网故障。浸金属滑板具有机械强度高、电阻率小、对导线磨耗小和熄弧性强的优良性能，但其抗冲击能力不足，易出现掉块或断裂。如公开号CN107556059A的中国发明专利申请(公开日2018年1月9日)公开的一种高铁用受电弓用浸铜炭滑板的制备方法，其制备的浸铜炭滑板的抗折强度为91-106MPa。再如公开号CN113582712A的中国发明专利申请“一种螺旋纳米碳纤维增强受电弓滑板的制备方法”(公开日2021年11月2日)披露的滑板抗折强度也仅为90-94MPa。这些滑板与进口产品相比，仍然有差距。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于受电弓浸铜碳滑板的组合物及制备的受电弓浸铜碳滑板。本发明制备的浸铜碳滑板的电阻率低，抗折强度高。

为实现上述效果，本发明采用了如下的技术方案：

一种用于受电弓浸铜碳滑板的组合物，包括如下重量份的组分：

中间相沥青15-35重量份、乙丙橡胶15-25重量份、石墨粉40-50重量份、二苯基磷酸亚铜7-9重量份和单壁碳纳米角1-3重量份。

优选地，所述组合物包括如下重量份的组分：

中间相沥青22-28重量份、乙丙橡胶19-21重量份、石墨粉42-48重量份、二苯基磷酸亚铜7.5-8.5重量份和单壁碳纳米角1.5-2.5重量份。

本发明还有一个目的在于提供一种受电弓浸铜碳滑板用碳毛坯的制备方法，采用上述组合物为原料，包括如下步骤：

I.按照配比准备原料的各组分；

II.将中间相沥青加热到130-150℃，投入乙丙橡胶、石墨粉、二苯基磷酸亚铜和单壁碳纳米角，混合20-40分钟，挤出，得到碳毛坯预制体；

III.将步骤II得到的碳毛坯预制体在1000-1300℃下焙烧160-170小时，冷却，即得。

因此，本发明还提供一种通过上述制备方法得到的受电弓浸铜碳滑板用碳毛坯。

本发明还有一个目的在于提供一种受电弓浸铜碳滑板的制备方法，包括如下操作：

将上述受电弓浸铜碳滑板用碳毛坯和铜块放入浸渍罐中，铜块的质量不少于碳毛坯质量的5倍，抽真空，使罐内真空度＞0.098MPa，升温至1350-1400℃，保持120分钟以上；停止加热，保持真空度，随罐冷却，取出，即得。

本发明还提供通过上述制备方法制备得到的受电弓浸铜碳滑板。