一种高强度炭素石墨制品的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116003131A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211066112.8(22)申请日2022.08.31(71)申请人青岛瀚博电子科技有限公司地址266510山东省青岛市青岛经济技术开发区前湾港路579号山东科技大学科技园产业研发楼204室(72)发明人刘成全魏洪文王金枝刘金婷齐昕(74)专利代理机构杭州知学知识产权代理事务所(普通合伙)33356专利代理师张雯(51)Int.Cl.C04B35/52(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种高强度炭素石墨制品的制备方法(57)摘要本发明提供了一种高强度炭素石墨制品的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将农林废弃生物质炭化、制粉、形貌处理，得到≤3μm类球形的超微粉体；将所述超微粉体与单组分聚氨酯胶黏剂、沥青、氢氧化钙进行混合，然后干燥、成型、3‑8次的反复浸渍与焙烧，石墨化处理，得到炭素石墨制品。采用本发明的方法，即使是采用农林废弃生物质为原料，由此所得到的碳素石墨制品的抗压强度和抗折强度接近甚至超过了以石油焦或炭黑作为原料的情况。使得本发明在绿色环保原料的情况下，极大的提高了碳素石墨制品的性能。CN116003131ACN116003131A权利要求书1/1页1.一种炭素石墨制品的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将农林废弃生物质炭化、制粉、形貌处理，得到≤3μm类球形的超微粉体；将所述超微粉体与单组分聚氨酯胶黏剂、沥青、氢氧化钙进行混合，然后干燥、成型、3‑8次的反复浸渍与焙烧，石墨化处理，得到炭素石墨制品。2.根据权利要求1所述的制备方法，所述的混合是在酒精作为分散剂的情况下进行，所述超微粉体与单组分聚氨酯胶黏剂、沥青、氢氧化钙的重量比是100‑150：1‑2：20‑30：10‑15。3.根据权利要求1所述的制备方法，所述超微粉体与单组分聚氨酯胶黏剂、沥青、氢氧化钙的重量比是100：0.8‑1.2：18‑22：8‑12。4.根据权利要求1所述的制备方法，所述农林废弃生物质为稻秆、麦秸、竹竿和椰壳中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的制备方法，所述炭化的温度为500‑1100℃。6.根据权利要求1所述的制备方法，制粉的粒度小于等于3μm。7.根据权利要求1所述的制备方法，干燥后粉体的体密度为0.3‑1.6g/cm3，粉体的粒度为0.1‑50um，粉体的水分小于1％。8.根据权利要求1所述的制备方法，所述成型控制比重为1.2‑1.75g/cm3。9.根据权利要求1所述的制备方法，所述炭素石墨制品的抗压强度为80MPa以上，优选为82MPa以上。10.根据权利要求1所述的制备方法，所述炭素石墨制品的抗压抗折强度为42MPa以上，优选为43MPa以上。2CN116003131A说明书1/4页一种高强度炭素石墨制品的制备方法技术领域[0001]本发明涉及炭素石墨技术领域，具体而言，本发明涉及一种高强度炭素石墨制品的制备方法。背景技术[0002]炭素石墨制品是以石油焦、沥青焦等焦炭为原料、煤沥青为粘接剂，经破碎、配料、混捏、成型、烧结、浸渍、石墨化、机械加工等工艺制造的一种耐高温抗氧化的导电材料，广泛应用于冶金、化工、航天、电子、机械、建材、核能等不同领域，如做耐磨用的轴承、密封环；电火花加工用电极、电解加工用电极；连续浇铸用结晶器；半导体生产用加热器、坩埚、炉衬；烧结模具及航空航天飞行器燃气舵及发动机保护套等。[0003]目前国内生产的炭素石墨制品多采用石油焦、沥青焦等为原材料，由于能源紧缺、环境污染等问题，石油焦、沥青焦等能源材料紧缺，伴随着国内治理环境污染等的停产、限产带来的成本增加、原料紧缺等严重限制了行业的发展。第二，石油焦等焦炭制品，由于其特殊的结构造成炭化、石墨化过程中挥发份的排除而引起开裂、破损等问题，严重影响了细结构石墨的性能。第三，石油焦等焦炭制品犹在粉碎过程中易造成形貌复杂，很难加工成≤3μm类球形的超微粉体材料，而造成细结构炭素石墨制品的各向异性，进一步影响了细结构炭素石墨制品的性能。第四，目前炭素石墨制品多采用混捏的方式混合母料和粘接剂以及其他添加成分，由于一次颗粒的粒径较大，导致石墨电极的各向同性较差，最终引起石墨电极性能的差异。其中，混捏属于干混的一种，而粘接剂有一定的粘性，混捏的方式极易导致材料组分分布的不均匀，而由于混合不均匀的各种组分在温度变化情况下的收缩比、收缩速度的不同，导致石墨电极容易在生产过程中产生内裂，最终引起石墨电极的报废，大大提高了石墨电极的生产成本。[0004]例如，在中国专利申请CN102807207A中公开了一种细结构的高密度、高强度石墨制品的生产方法，其包括以下步骤：将制