[发明专利]多孔骨料制备方法及其高强度石墨的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及石墨加工技术领域，特别是涉及一种多孔骨料的制备方法及高强度石墨的制备工艺。

背景技术

等静压石墨由高纯石墨压制而成。等静压石墨是国际上近50年来发展起来的新产品，与当今高科技紧密相连；不仅在民用上大有作为，在国防尖端产品上也占有重要地位，属于新型材料。等静压石墨不仅是制造单晶炉、金属连铸石墨结晶器、电火花加工用石墨电极等不可替代的材料，而且是制造火箭喷嘴、石墨反应堆的减速材料和反射材料的绝佳材料。

近年来，随着国内光伏产业的迅猛发展，国内的等静压石墨需求量逐年扩大。同时，由于国内等静压石墨生产企业技术基础薄弱，加上国外企业的技术封锁，中国的等静压石墨的产量和质量均未得到有效提升。比如2011年，国内等静压石墨需求量达到1.8万吨，而同期等静压石墨产量仅为9500吨，供应缺口达8500吨。目前，国内对等静压石墨通常采用的制备方法为通过对煅后石油焦、沥青焦进行破碎，并进行磨粉，合格的粉料按比例配料并进行混合，通过对混合后的混合物进行轧辊，并对轧辊后的料片进行冷却、磨粉、压制成型，然后在焙烧炉内进行焙烧，并对焙烧后的料片进行沥青加压浸渍，最后对石墨化提纯而成。

对于国内常用的石墨加工生产工艺中，虽然能够生产得出一定规格的等静压石墨，但是，由于现有技术中仅局限于制造工艺，如热压温度、升温制度、颗粒大小、粘接剂与骨料的配比等因素对等静压石墨进行改进，使得现有工艺生产的等静压石墨的抗压强度和抗弯折强度较低，造成国内等静压石墨产品质量和成品率都比较低，从而不能满足国内产品需求。

发明内容

本发明实施例中提供了一种多孔骨料制备方法及其高强度石墨的制备工艺，以解决现有技术生产的等静压石墨的抗压强度和抗弯折强度较低，造成国内等静压石墨产品质量和成品率都比较低，从而不能满足国内产品需求的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

本发明实施例提供了一种多孔骨料制备方法，包括：

对石油焦进行粉碎、筛分，并选取2-5mm大小均匀的石油焦颗粒；

将所述石油焦颗粒快速通过连续石墨化装置进行温度为1500-2000℃的半石墨化处理，并得到所述多孔骨料。

可选的，所述石油焦颗粒在所述连续石墨化装置内的滞留时间小于或等于0.5小时。

可选的，在所述石油焦颗粒进行半石墨化处理过程中，所述连续石墨化装置中通入适量氧化性气体。

本发明实施例还提供一种高强度石墨的制备工艺，包括：

(1)选取如权利要求1所述的多孔骨料以及高温煤沥青，并分别将所述多孔骨料和所述高温煤沥青气流粉碎为粉末；

(2)将所述高温煤沥青熔解成高温沥青溶液，根据多孔骨料和高温沥青溶液的相应比例将多孔骨料粉末缓慢加入到所述高温沥青溶液中，依次搅拌、干燥、混捏形成混合物，且对所述混合物进行第一次轧片；

(3)将第一次轧片后的混合物进行破碎、过筛，对过筛后的混合物进行第二次轧片，并对第二次轧片后的混合物粉碎、过筛，得到加强粉体；

(4)对所述加强粉体依次进行模压成型、焙烧、浸渍，并对浸渍后的产品进行粗碎以及气流粉碎，且气流粉碎后的粉末过筛得到高强粉体；

(5)对所述高强粉体依次进行模压成型、焙烧；

(6)对焙烧后的产品进行浸渍、焙烧；

(7)焙烧后的产品在氩气环境下以160℃/h的升温速率升温至2400℃，且保温1小时，从而完成石墨化和提纯，得到所述高强度石墨。

可选的，所述步骤(2)中进一步包括：

通过甲苯将所述高温煤沥青熔解成高温沥青溶液；

所述多孔骨料粉末与所述高温沥青溶液以(63-75)：(37-25)的比例，将所述多孔骨料粉末缓慢加入到高温沥青溶液中，并均匀搅拌所述高温沥青溶液和所述多孔骨料粉末；

对搅拌后的混合物进行干燥处理，并在温度为75-100℃的环境下，对干燥后的所述高温沥青溶液和所述多孔骨料粉末的混合物混捏0.5-3小时；

在温度为130-170℃的环境下，对混捏后的混合物进行第一次轧片，且第一次轧片的轧片次数为1-10次。

可选的，所述步骤(3)中进一步包括：

将所述步骤(2)中第一次轧片后的混合物进行冷却；

对冷却后的混合物进行破碎，并过筛得到大小小于0.5mm的混合物颗粒；

在温度为130-170℃的环境下，对所述混合物颗粒进行第二次轧片，且第二次轧片的轧片次数为1-10次；