芳綸碳刷制備方法及芳綸碳刷技術

本發明專利技術提供了芳綸碳刷制備方法包括：獲取芳綸漿粕原料，并進行盤磨至叩解度為50°-70°，過濾后去除水分，獲得預處理芳綸漿粕；將預處理芳綸漿粕加入溶劑中攪拌分散，再加入樹脂至完全溶解，得芳綸纖維分散液；將分散液加入混捏中的石墨粉和二氧化鉬混合物中后，控制混捏過程在密閉條件進行1.5-2小時，再解除密閉條件繼續混捏至溶劑完全揮發，得混捏產物；將混捏產物進行冷卻、造粒、模壓成型、燒結，即得到芳綸碳刷。本發明專利技術芳綸碳刷制備方法在碳刷中加入芳綸纖維，并且將芳綸纖維的皮心結構處理后形成樹枝狀的結構，與石墨粉等碳刷成分緊密結合，提升碳刷強度、耐磨的性質；在摩擦和振動的使用中粉狀顆粒難以脫落，提高碳刷的耐性和壽命。

【技術實現步驟摘要】
芳輪碳刷制備方法及芳纟侖碳刷
本專利技術屬于電刷制備
，具體涉及一種芳綸碳刷制備方法及芳綸碳刷。
技術介紹
電刷是電動機和發電機中用來轉換盒傳導電流的重要零件，由于其材料主要是石墨，因此又稱碳刷?，F有的碳刷是用石墨粉與碳粉、金屬粉，并連同粘合劑、潤滑劑后進行混捏、造粒、成型、固化而成。但是電機在工作時碳刷溫度容易升高，導致粘結劑炭化；而且使用中電機的摩擦和振動，碳刷上的石墨顆粒和與粘結劑炭化焦極易脫落，從而影響碳刷性能，縮短電機使用壽命。
技術實現思路
本專利技術實施例的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種電阻率性能優良、更加耐溫耐磨和使用壽命更高的芳綸碳刷制備方法及芳綸碳刷。為了實現上述專利技術目的，本專利技術實施例的技術方案如下:一種芳綸碳刷制備方法，包括如下步驟:獲取芳綸漿柏原料，并進行盤磨至叩解度為50° -70°，過濾后去除水分，獲得預處理芳綸漿柏；將預處理芳綸漿柏加入溶劑中攪拌分散，再加入樹脂至完全溶解，得芳綸纖維分散液；按照預生成芳綸碳刷的質量獲取石墨粉和二氧化鑰原料并進行混捏處理，在混捏過程中緩慢加入所述分散液后，控制混捏過程在密閉條件進行1.5-2小時，再解除密閉條件繼續混捏至溶劑完全揮發，得混捏產物；將混捏產物進行冷卻、造粒、模壓成型、燒結，即得到芳綸碳刷。本專利技術實施例的芳綸碳刷制備方法在現有的碳刷中加入芳綸纖維，將其特殊的皮心結構盤磨處理后形成樹枝狀的結構，與石墨粉、潤滑劑和粘結劑緊密結合，在電機運動時，在摩擦和振動的情況下，不易使粉狀顆粒脫落，提高碳刷的耐性，從而提升電機的壽命。而且芳綸本身是一種高強度、高模量、低密度和高耐磨的有機合成纖維，在碳刷中可以加強連接骨架的作用，碳刷整體的柔韌強度大大提升，進一步保證了在使用中的壽命；并且添加二氧化鑰進行潤滑，還能提升沖擊韌性，降低了碳刷的磨損率，使碳刷的性能更加優異。本專利技術實施例進一步還提出一種根據上述芳綸碳刷制備方法制備的芳綸碳刷。芳綸碳刷按照上述方法步驟進行制備，在生產中添加上述芳綸纖維，并且將芳綸纖維進行皮心結構處理后形成樹枝狀的結構，使其與石墨粉等原料、緊密結合，并且基于芳綸纖維本身的高強度、高模量、低密度和高耐磨的性質，從而非常好地提升了碳刷的性質和使用壽命?！揪唧w實施方式】為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。本專利技術實例提供了電阻率性能優良、更加耐溫耐磨和使用壽命更高的芳綸碳刷制備方法，該方法包括如下步驟:S10，按照預生成芳綸碳刷質量的0.001% -5%獲取芳綸漿柏原料，用水配制成1.5-2%的質量分數的漿液，并將漿液進行盤磨處理至芳綸漿柏的叩解度為50-70°，然后進行過濾得過濾物；S20，將步驟SlO制得的過濾物進行離心甩干后，置于120_140°C烘箱中烘干，得預處理芳綸漿柏；S30，將步驟S20中的預處理芳綸漿柏加入溶劑中進行溶解分散，再向溶液中加入樹脂直至樹脂完全溶解得分散液；S40,獲取石墨粉和二硫化鑰，并置于混捏鍋中進行混捏，在混捏的過程中緩慢加入步驟S30中制得的分散液；加入分散液后于密閉條件下混捏1.5-2小時后，再于85-95°C的非密閉條件下繼續混捏，直至溶劑完全揮發后得混捏產物；S50，將步驟S40所得的混捏產物于室溫下冷卻后，再經造粒、壓膜成型、燒結，即可得到本專利技術的芳綸碳刷。在本專利技術上述實施例的步驟SlO中，將芳綸漿柏原料進行盤磨，在盤磨的過程中芳綸纖維受到摩擦力、扭力、剪力和水力等多種作用，使芳綸纖維本身所具有的特殊的皮心結構被撕裂、分絲、帚化成樹枝狀的結構，比表面積增大，且增加更多的纖維簇，具有非常強的結合力。并且，處于碳刷中石墨的粒徑和分量，在這一步驟中將芳綸漿柏盤磨至叩解度為50-70°。芳綸漿柏原料的叩解度一般為40°左右，如果直接與石墨粉等原料生產碳刷，其無法與石墨等組分原料之間產生非常良好的連接性，無法滿足提升碳刷的整體分子層級中與其它物質的結合性，不能解決使用過程中掉粉等問題；因此需要將其盤磨處理使纖維被切斷、分裂、潤脹、和水化至叩解度為50-70°，此時其纖維結構、暴露出的纖維簇能在分子結構上滿足與石墨等碳刷材料緊密結合而提升機械強度、緊度的要求。當叩解度過高時，纖維細碎度過高，強度不足，使得芳綸碳刷產品的整體強度達不到良好的預期，因此將芳綸纖維盤磨控制上述叩解度的范圍，保證芳綸纖維的連接能力、整體纖維骨架的強度滿足本專利技術中芳綸碳刷產品的要求。其中，芳綸漿柏原料在本專利技術上述實施方式中，可以采用間位聚芳酰胺纖維(芳綸1313)和/或對位聚芳酰胺纖維(芳綸1414)，纖維本身柔韌強度比較好，而且間位和對位的芳酰胺聚合的中空纖維含有較多的纖維簇，當盤磨暴露出來之后，更加適于與石墨等連接。步驟S20將步驟SlO處理之后將上述盤磨后的過濾物進行高速超重離心和烘干的預處理，去除水分，保證其充分干燥，在后續的步驟中與樹脂混合時不會因為水電膜層導致結合性降低。步驟S30進一步將S20中的預處理芳綸漿柏添加溶劑進行均勻分散，形成均勻的分散系，在此過程中溶劑可以選擇對芳綸漿柏和樹脂均具有比較好的溶解性的有機溶劑，可以保證分散系的均勻和穩定；物質之間的結合性達到最佳。并且，進一步地在這一步驟中溶劑的用量可以不進行限制，因為在后續的步驟S40中進行混捏時要將溶劑揮發去除，因此在這一情形下可以不限制溶劑的量，在生產中可以根據溶解分散的效果和混捏過程的效益進行合理的添加。添加樹脂可以在碳刷的熱固化成型中起作用，在原料中混合時助于原料的分散和粘接。在獲得步驟S30中的分散液之后，將分散液添加到碳刷生產中正在混捏的石墨粉和二硫化鑰中，接下來密閉混捏的空間，使混捏過程在封閉的過程中繼續持續1.5-2小時，杜絕溶劑的大量揮發、外界的氧化等等影響，保證混捏過程中各物質組分之間能夠非常好地進行結合；然后當結合程度達到一定的程度之后，將這一封閉環境打開，繼續進行混捏并將混捏的溫度調整為85_95°C至溶劑完全揮發，那么所得的混捏產物即為結合性比較穩定的碳刷坯料。當然在這一過程中，先后通過封閉和非密閉混捏的操作，使芳綸的纖維簇結構最大化地發揮連接力，將石墨粉、潤滑劑和粘結劑結合呈一體。而且非密閉混捏過程中采用85-95°C的溫度條件，可以更加促進碳刷分子間的運動結合，并且有助于溶劑的揮發。當然，這一混捏的過程可以采用混捏機或者混捏鍋等設備進行，通過合理的控制參數使效果達到最佳。采用在碳刷中添加二氧化鑰，除了潤滑性比較好之外，降低碳刷產品在使用時摩擦系數，進一步降低磨損的程度；而且二氧化鑰還可以增加材料的沖擊韌性，降低脆性缺陷。進一步，最后步驟S50將混捏產物進行后續加工生成芳綸碳刷產品，具體包括造粒、壓膜成型、燒結，使碳刷固化成型的步驟。本專利技術實施例的芳綸碳刷制備方法在現有的碳刷中加入芳綸纖維，將其特殊的皮心結構盤磨處理后形成樹枝狀的結構，與石墨粉、潤滑劑和粘結劑緊密結合，在電機運動時，在摩擦和振動的情況下，不易使粉狀顆粒脫落，提高碳刷的耐性，從而提升電機的壽命。而且芳綸本身是一種高強度、高模量、低密度和高耐磨的有機合成纖維，在碳刷中可以加強連接骨架的作用，碳刷整體的柔韌本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種芳綸碳刷制備方法，其特征在于，包括如下步驟：獲取芳綸漿粕原料，并進行盤磨至叩解度為50°?70°，過濾后去除水分，獲得預處理芳綸漿粕；將預處理芳綸漿粕加入溶劑中攪拌分散，再加入樹脂至完全溶解，得芳綸纖維分散液；按照預生成芳綸碳刷的質量獲取石墨粉和二氧化鉬原料并進行混捏處理，在混捏過程中緩慢加入所述分散液后，控制混捏過程在密閉條件進行1.5?2小時，再解除密閉條件繼續混捏至溶劑完全揮發，得混捏產物；將混捏產物進行冷卻、造粒、模壓成型、燒結，即得到芳綸碳刷。

【技術特征摘要】
1.一種芳綸碳刷制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 獲取芳綸漿柏原料，并進行盤磨至叩解度為50° -70°，過濾后去除水分，獲得預處理芳綸漿柏； 將預處理芳綸漿柏加入溶劑中攪拌分散，再加入樹脂至完全溶解，得芳綸纖維分散液； 按照預生成芳綸碳刷的質量獲取石墨粉和二氧化鑰原料并進行混捏處理，在混捏過程中緩慢加入所述分散液后，控制混捏過程在密閉條件進行1.5-2小時，再解除密閉條件繼續混捏至溶劑完全揮發，得混捏產物； 將混捏產物進行冷卻、造粒、模壓成型、燒結，即得到芳綸碳刷。2.如權利要求1所述的芳綸碳刷制備方法，其特征在于，所述獲取芳綸漿柏原料，并進行盤磨至叩解度為50° -70°步驟中，按照預生成芳綸碳刷質量的0.001% -5%獲取芳綸漿柏原料。3.如權利要求1或2所述的芳綸碳刷制備方法，其特征在于，所述獲取芳綸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳章，吳憲，張亮，何征，
申請(專利權)人：深圳市沃特新材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44