[发明专利]一种炭石墨材料用人造挥发份及其制备方法

说明书

本发明公开了一种炭石墨材料用新型人造挥发份的制备方法。人造挥发份的组分包括：自由基捕捉剂15％‑20％；氧化交联剂10％‑20％；残炭剂25％‑40％；有机溶剂20％‑40％；表面活性剂10％‑15％。本发明的制备包括以下步骤：先按配比要求准备各组分，将自由基捕捉剂分散在有机溶剂中，得到自由基捕捉剂分散液；将氧化交联剂加入到自由基捕捉剂分散液中；经水浴搅拌和超声分散后，即得第一溶液；将残炭剂加入到第一溶液中；再次经超声分散后，即得人造挥发份体系。本发明的产品，能够减少了炭石墨材料基体中原生微裂纹及缺陷，从而提高生产过程中的成品率和炭石墨材料的综合性能，真正达到了结构功能一体化。

技术领域

本发明涉及一种人造挥发份的制备方法，尤其涉及一种炭石墨材料用人造挥发份的制备方法。

背景技术

炭石墨材料因其具有质轻、高强、耐蚀、抗热震、导电和自润滑等一系列独特性能，被认为是冶金、化工、航天航空和生物工程等国民经济的各个领域的战略材料。但限于炭石墨材料属于典型复合材料的特点，其多相、多组分、多孔的缺陷导致其非均质凸显、随机性微裂纹不可避免，而有机粘结剂发生的熔融迁移、热分解、热缩聚、焦化收缩导致的裂纹缺陷成为弱化炭石墨材料的根源，直接导致其难以满足更高速、更高压和更长寿命等的苛刻工况。因此，调控炭/石墨复合材料的微结构，尽量抑制其内部缺陷，实现骨料相与粘结剂相的匹配是相关研究的热点和难点之一。

挥发份(亦称挥发分)是指样品在规定条件下隔绝空气加热，样品中的有机物质受热分解出一部分分子量较小的液态(此时为蒸汽状态)。大量科学实验表明，原料挥发份含量较高对粉料的成型有利，具有陶土和金属粉末的自烧结性炭质原料，以其自身的挥发份作为粘结剂，这种挥发份以分子水平均匀连续的分散在炭质颗粒周围，从而使这种炭质颗粒具有可贵的自烧结性，可制得单相均匀、结构致密的炭石墨材料。另一方面，由于挥发份为低分子量的碳氢化合物，在加热过程中变软而具有一定的润湿性能，各个颗粒含有的挥发份相互浸润渗透，随着温度的进一步升高，颗粒与颗粒之间就会产生炭化烧结，最终使得生坯烧结成致密的炭材料。而如果挥发份含量太少，自粘结性能就差，难于成型。粉末的塑变性主要与挥发份有关，挥发份含量越高，粉末的塑变性越好，粉末的自粘结性越强。因此，提供一种成分可调可控、具有良好的自润湿性、自粘结性、自烧结性的新型人造挥发份及其制备方法来改善炭石墨材料结构均匀度差、两相界面明显以及微裂纹扩展显得十分必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种成分可调可控、具有良好的自润湿性、自粘结性、自烧结性的炭石墨材料用新型人造挥发份，能够抑制或减少炭材料中微裂纹及其扩展，使得炭材料的高强度高韧性高导电得到充分发挥，有利于改善对焦炭颗粒的浸润性及提高成型糊料的可塑性，可改善糊料的塑性，使成型工艺变的更简单，还相应提供了一种原料易得、成本低、步骤简单、配制容易的人造挥发份的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出一种炭石墨材料用人造挥发份，由以下质量分数的组分配制而成：

其中，所述的自由基捕捉剂为乙酸乙酯；

所述的氧化交联剂为油酸乙酯、聚苯硫醚(PPS)、MTQ硅树脂中的1-2种；

所述的残炭剂为丙烯酸丁酯；

所述的有机溶剂为酒精、丙酮和二甲基亚砜中的一种。

一种炭石墨材料用人造挥发份的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1、在常温下，按以下的质量配比要求称取15g-20g自由基捕捉剂，将自由基捕捉剂置于容器中，逐步加入20-40g有机溶剂充分搅拌至均匀，得自由基捕捉剂溶液；其中：自由基捕捉剂是以醋酸和乙醇为原料，硫酸为催化剂直接酯化得醋酸乙酯，再经脱水、分馏精制得成品。