碳-陶复合材料的生产方法技术

技术编号:3789448 阅读:340 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种碳陶复合材料的生产方法,特征是:取硅烷偶连剂:K577溶剂、99%酒精、二甲苯、水搅拌制成硅烷偶连剂混合溶液;取超细碳化硅粉、二硫化钨混合为陶瓷粉料;取陶瓷粉料、硅烷偶连剂混合溶液放入球磨机中球磨混合均匀成添加剂糊料;在捏合釜中加入沥青焦粉、碳黑、石墨粉混捏,加热,加入添加剂糊料、熔溶煤沥青、蒽油混合物混合制成熟料;将混合熟料热轧成薄片、冷却、磨粉、压制成型、焙烧、煤沥青浸渍、荒车、树脂浸渍、车加工、二次浸树脂浸渍、固化为成品。本发明专利技术在偶连剂的作用下,陶瓷粉与煤沥青起了亲和作用,真正起到了增强增硬作用,且可提高产品质量。在整个混捏过程中,对挥发物全部要进行冷却回收,可防止环境污染,回收物可再利用,节省成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种碳陶复合材料的生产方法,具体地说是属于非金属材料

技术介绍
在实际应用中高强度、高硬度、高耐腐蚀性的碳石墨材料不会同时出现, 如要制成同时能应付这三高性能的碳石墨材料,工艺难度大,生产周期长, 成本太高,不适合市场大量推广应用。碳石墨材料的生产都是以煤沥青作为 粘结剂,经焙烧后煤沥青成为焦碳网络,使碳石墨产品有了一定的强度,在 混捏过程中熔溶的煤沥青与碳石墨粉有很好的亲和作用,相互吸附,给予一 定的时间和温度都能成功的完成混捏包复,对陶瓷粉却不然煤沥青溶液与陶 瓷粉相互排斥,经分散作用,很难包复好,陶瓷粉粒在碳石墨材料内为独立 存在,在摩擦副运动摩擦过程中首先跑出来,作为摩擦端面研磨剂,加速碳 石墨材料的摩损,如这种材料适量对碳石墨材料的自我修复有帮助,过量则 适得其反。由于碳粉,碳纤维还属纯碳石墨材料,本质上属软性,在磨擦运 动中碰到超过它硬度的颗粒即难以承受,会造成加速磨损,寿命短的后果, 所以先靠碳材料本身是难以应付这种工况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足之处,从而提供一种碳-陶复合材料的生 产方法,在偶连剂的作用下,陶瓷粉与煤沥青起了亲和作用,重要的是在高 温焙烧下,双方分子能生出共阶键,紧密结合在一起,真正起到了增强增硬 作用,且可提高产品质量。按照本专利技术提供的技术方案, 一种采用以下工 艺步骤其配方比例按重量份数计1、偶连剂制备取硅烷偶连剂(K577溶剂)8 12份,99%酒精12 16份,二甲苯22 26份,水4 6份加入搅拌釜中充分搅合,转速400 500转/分,搅拌时间 30 45分钟,制成硅烷偶连剂混合溶液。42、 陶瓷粉料制备取超细碳化硅粉70 80份,二硫化钨22 26份放入干粉混合釜中充分 混合为陶瓷粉料,转速200 250转/分,混合时间45分钟 1小时。3、 添加剂制备取混好的陶瓷粉料45 50份、硅烷偶连剂混合溶液95 105份,放入球 磨机中,球磨3 4小时,充分混合均匀成添加剂糊料;4、 熟料制备在200立升捏合釜中加入沥青焦粉75 85份、碳黑4 6份、石墨粉12 16份放在捏合釜中混捏,同时启动捏合釜加热设备,混捏0.8 1.2小时, 温度在110 13(TC,加入添加剂糊料34 38份,陶瓷粉占整只碳石墨粉料 总和的13%,混捏0.8 1.2小时,温度110 130。C,加入熔溶煤沥青75 85份、蒽油混合物15 25份,熔溶煤沥青温度在130 150°C,熔溶煤沥青 占整个熟料为28%—30%;加温混捏温度保持140 160°C,时间需4 5小时,即完成熟料制备;5、 熟料出捏合釜后趁热轧成1,8 2mm薄片;6、 轧片冷却〈50'C后即可磨成300目的粉料;7、磨粉后即可压制成型,压制密度1.6 2.0g/cm3;8、 进炉内焙烧,温度为1200 130(TC —次烧结密度要达到1.6 2. Og/cm3;9、 对焙烧品进行煤沥青浸渍;浸渍时间2. 5 3小时;10、 对浸渍品再进行焙烧至1200 1300°C, 二次焙烧品密度达1.7 2. Og/cm3;11、 荒车12、 树脂浸渍,根据成品工况要求,酚醛或呋喃树脂浸渍2.5 3小时, 并固化13 14小时;13、 车加工至成品14、 二次浸树脂浸渍,根据成品工况要求,酚醛或呋喃树脂浸渍2.5 3 小时,并固化13 14小时为成品。所述超细碳化硅粉粒径《2um。 所述陶瓷粉料与硅垸偶连剂最佳比为5: 1。所述蒽油混合物为蒽油10 15份与煤沥青85 90份混合而成。 本专利技术与已有技术相比具有以下优点本专利技术在偶连剂的作用下,陶瓷 粉与煤沥青起了亲和作用,重要的是在高温焙烧下,双方分子能生出共阶键, 紧密结合在一起,真正起到了增强增硬作用,且可提高产品质量。在整个混 捏过程中,对挥发物全部要进行冷却回收, 一是可防止环境污染,二是可回 收物可再利用,节省成本。 具体实施例方式下面本专利技术将结合实施例作进一步描述实施例一本专利技术采用以下工艺步骤其配方 比例按重量份数计1、 偶连剂制备取硅烷偶连剂(K577溶剂)8份,99%酒精12份,二甲苯22份,水4 份加入搅拌釜中充分搅合,转速400转/分,搅拌时间30分钟,制成硅烷偶 连剂混合溶液。2、 陶瓷粉料制备取超细碳化硅粉70份,二硫化钨22份放入干粉混合釜中充分混合为陶 瓷粉料,转速200转/分,混合时间45分钟。所述超细碳化硅粉粒径《2um。3、 添加剂制备混好的陶瓷粉料45份、硅烷偶连剂混合溶液95份,放入球磨机中,球 磨3小时,充分混合均匀成添加剂糊料;4、 熟料制备在200立升捏合釜中加入沥青焦粉75份、碳黑4份、石墨粉12份放在 捏合釜中混捏,同时启动捏合釜加热设备,混捏0.8小时,温度在11(TC,加 入添加剂糊料34份,陶瓷粉占整只碳石墨粉料总和的13%左右,混捏0.8小 时,温度110。C,加入熔溶煤沥青75份、蒽油混合物15份,熔溶煤沥青温 度在13(TC,熔溶煤沥青占整个熟料为28%—30%;加温混捏温度保持140°C, 时间需4小时,即完成熟料制备;所述蒽油混合物为蒽油10份与煤沥青90份混合而成。5、 熟料出捏合釜后趁热轧成1.8mm薄片;6、 轧片冷却〈5(TC后即可磨成300目的粉料;7、磨粉后即可压制成型,压制密度1.6g/cm3;8、 进炉内焙烧,温度为120(TC —次烧结密度要达到1.6g/cm3;9、 对焙烧品进行煤沥青浸渍;浸渍时间2.5小时;10、 对浸渍品再进行焙烧至1200°C, 二次焙烧品密度达1. 7g/Cm3;11、 荒车12、 树脂浸渍,根据成品工况要求,酚醛或呋喃树脂浸渍2.5小时,并 固化13小时;13、 车加工至成品14、 二次浸树脂浸渍,根据成品工况要求,酚醛或呋喃树脂浸渍2.5小 时,并固化13小时为成品。碳一一陶复合材料与常规材料的技术性能<table>table see original document page 7</column></row><table>实施例二本专利技术采用以下工艺步骤其配方 比例按重量份数计-1、 偶连剂制备取硅烷偶连剂(K577溶剂)10份,99%酒精14份,二甲苯24份,水5 份加入搅拌釜中充分搅合,转速450转/分,搅拌时间40分钟,制成硅垸偶 连剂混合溶液。2、 陶瓷粉料制备取超细碳化硅粉75份,二硫化钨24份放入干粉混合釜中充分混合为陶 瓷粉料,转速220转/分,混合时间50分钟。所述超细碳化硅粉粒径《2um。3、 添加剂制备取混好的陶瓷粉料48份、硅烷偶连剂混合溶液100份,放入球磨机中, 球磨3.5小时,充分混合均匀成添加剂糊料;4、 熟料制备-在200立升捏合釜中加入沥青焦粉80份、碳黑56份、石墨粉14份放在 捏合釜中混捏,同时启动捏合釜加热设备,混捏1小时,温度在12(TC,加 入添加剂糊料36份,陶瓷粉占整个碳石墨粉料总和的13%左右,混捏1小 时,温度12(TC,加入熔溶煤沥青80份、蒽油混合物20份,熔溶煤沥青温 度在140'C,熔溶煤沥青占整个熟料为28%—30%;加温混捏温度保持150°C, 时间需4.5小时,即完成熟料制备;所述蒽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳-陶复合材料的生产方法,其特征是:采用以下工艺步骤:其配方比例按重量份数计: (1)、偶连剂制备: 取硅烷偶连剂8~12份,99%酒精12~16份,二甲苯22~26份,水4~6份加入搅拌釜中充分搅合,转速400~500转/ 分,搅拌时间30~45分钟,制成硅烷偶连剂混合溶液。 (2)、陶瓷粉料制备: 取超细碳化硅粉70~80份,二硫化钨22~26份放入干粉混合釜中充分混合为陶瓷粉料,转速200~250转/分,混合时间45分钟~1小时。 (3) 、添加剂制备: 取混好的陶瓷粉料45~50份、硅烷偶连剂混合溶液95~105份,放入球磨机中,球磨3~4小时,充分混合均匀成添加剂糊料; (4)、熟料制备: 在200立升捏合釜中加入沥青焦粉75~85份、碳黑4~6份、石墨 粉12~16份放在捏合釜中混捏,同时启动捏合釜加热设备,混捏0.8~1.2小时,温度在110~130℃,加入添加剂糊料34~38份,混捏0.8~1.2小时,温度110~130℃,加入熔溶煤沥青75~85份、蒽油混合物15~25份,熔溶煤沥青温度在130~150℃;加温混捏温度保持140~160℃,时间需4~5小时,即完成熟料制备; (5)、熟料出捏合釜后趁热轧成1.8~2mm薄片; (6)、轧片冷却<50℃后即可磨成300目的粉料; (7)、磨粉后即可压制成 型,压制密度1.6~2.0g/cm↑[3]; (8)、进炉内焙烧,温度为1200~1300℃一次烧结密度要达到1.6~2.0g/cm↑[3]; (9)、对焙烧品进行煤沥青浸渍;浸渍时间:2.5~3小时; (10)、对浸渍品 再进行焙烧至1200~1300℃,二次焙烧品密度达1.7~2.0g/cm↑[3]; (11)、荒车 (12)、树脂浸渍,用酚醛或呋喃树脂浸渍2.5~3小时,并固化13~14小时; (13)、车加工至成品 (14)、二 次浸树脂浸渍,用酚醛或呋喃树脂浸渍2.5~3小时,并固化13~14小时为成品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:吴强
申请(专利权)人:无锡市前洲电碳厂
类型:发明
国别省市:32[中国|江苏]

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