CN100420105C - 一种吸尘器电机用碳刷 - Google Patents

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Abstract

一种吸尘器电机用碳刷，由精炼石墨，粘结剂与对羟基苯甲酸苯酯进行混合，成型，固化而获得。平均粒度为小于25微米的对羟基苯甲酸苯酯含量为以干粉总质量为基准的2～12质量%。平均粒度为小于50微米的精炼石墨是经2000℃以上高温处理的人造石墨。该碳刷具有良好的自润滑性能，使用寿命比较长，还可以降低碳刷工作时的火花。

Description

一种吸尘器电机用碳刷
技术领域
本发明涉及到串激式分马力电机用的碳刷，特别涉及到吸尘器电机用的碳刷。
背景技术
在本发明提出之前，吸尘器电机用碳刷以天然石墨作为基料，添加粘结剂和润滑剂后进行混炼、成型、固化而得。内中润滑剂是二硫化钼(MoS2)或金属粉末(如铜、银、铅等)。尽管二硫化钼的掺入，增加了碳刷的润滑性能，可以减少碳刷的摩擦损耗。但是这种碳刷气孔率小，电阻率较小，造成碳刷的散热性差。电机工作时碳刷本身的温度容易升高；电阻率较小使碳刷工作时抑制火花的能力变差，产生的火花又使电机温度升高，从而影响碳刷特性，使用寿命达不到1000小时。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提出一种新的吸尘器用碳刷，以解决碳刷工作时的火花现象，提高碳刷的使用寿命。
本发明是通过以下的技术措施来实现的。在碳刷中添加对羟基苯甲酸苯酯作为润滑剂，对羟基苯甲酸苯酯简称聚苯酯，分子式为：
Figure C20061009770900031
碳刷的基料石墨粉采用高温处理的人造石墨(简称精炼石墨)。天然石墨经2000℃以上的石墨化即可制得纯度高，杂质少的精炼石墨。在制造碳刷过程中还需使用粘结剂，一般采用热固性树脂和改性的热固性树脂，如固态或液态的环氧树脂、酚醛树脂。
所述润滑剂即聚苯酯的添加量为2～12质量％(以干粉总质量为基准)，优选的添加量为7～10％。该聚苯酯产品在市场上均可购得。例如中辰晨光化工研究院有限公司可供应粒度为9～300微米的聚苯酯产品。
聚苯酯和精炼石墨以及粘结剂一起混合、成型和固化。由于聚苯酯和精炼石墨本身具有很强的润滑性，并且粒度很细，因此混合时很容易混合均匀。按要求成型后，在180℃进行固化。由于聚苯酯是一种高分子有机材料，在180℃时会出现部分断链，从而形成气孔。
在聚苯酯的添加量小于2质量％(以干粉总质量为基准)的情况下，不能充分发挥聚苯酯的断链形成气孔和润滑的优势；而聚苯酯的添加量高于12质量％(以干粉总质量为基准)时，碳刷的电阻率太大，工作时电机的电损严重。
采用经2000℃以上高温处理过的，平均粒度小于50微米的人造石墨作为基料，添加2～12质量％(以干粉总质量为基准)，平均粒度小于25微米的对羟基苯甲酸苯酯(简称聚苯酯)作为润滑剂；再添加一般的热固性树脂作为粘结剂。三者放在一起进行混炼，按要求的形状成型后在180～250℃的温度下进行热处理成为合乎要求的碳刷。
本发明采用上述技术措施后，聚苯酯作为润滑剂，具有断链形成气孔的性能；精炼石墨纯度高，传导性好。所制成的碳刷散热性好，产品电阻率大，碳刷工作时抑制火花能力强。此外，聚苯酯和精炼石墨均具有特别好的自润滑性能，生产出来的碳刷也具有良好的自润滑性能，使用寿命比较长。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
将平均粒度小于50微米的精炼石墨70质量％，改性环氧树脂25质量％，聚苯脂5质量％一起混炼，在100MPa的压力下压制成型所要求的产品，在180℃固化后制成样品1。
实施例2
将平均粒度小于50微米的精炼石墨68质量％，改性环氧树脂25质量％，聚苯脂7质量％一起混炼，在100MPa的压力下压制成型所要求的产品，在180℃固化后制成样品2。
实施例3
将平均粒度小于50微米的精炼石墨65质量％，改性环氧树脂25质量％，聚苯脂10质量％一起混炼，在100MPa的压力下压制成型所要求的产品，在180℃固化后制成样品3。
对比例1
把平均粒度小于50微米的普通石墨70质量％，改性环氧树脂25质量％，聚苯脂5质量％一起混炼，在100MPa的压力下压制成型所要求的产品，在180℃固化后制成对比例1样品。
对比例2
把平均粒度小于50微米的普通石墨68质量％，改性环氧树脂25质量％，聚苯脂7质量％一起混炼，在100MPa的压力下压制成型所要求的产品，在180℃固化后制成对比例2样品。
对比例3
把平均粒度小于50微米的普通石墨65质量％，改性环氧树脂25质量％，聚苯脂10质量％一起混炼，在100MPa的压力下压制成型所要求的产品，在180℃固化后制成对比例3样品。
对比例4
把平均粒度小于50微米的精炼石墨70质量％，改性环氧树脂25质量％，二硫化钼5质量％一起混炼，在100MPa的压力下压制成型所要求的产品，在180℃固化后制成对比例4样品。
对比例5
把平均粒度小于50微米的普通石墨68质量％，改性环氧树脂25质量％，二硫化钼5质量％一起混炼，在100MPa的压力下压制成型所要求的产品，在180℃固化后制成对比例5样品。
对比例6
把平均粒度小于50微米的精炼石墨65质量％，改性环氧树脂25质量％，二硫化钼10质量％一起混炼，在100MPa的压力下压制成型所要求的产品，在180℃固化后制成对比例6样品。
将实施例样品和对比例样品进行物理性能测试
测试条件：室温
测试方法：1。按JB/T8133.2-1999进行电阻率试验。
2.按JB/T8133.14-1999进行体积密度试验。
3.按JB/T8133.3-1999进行洛氏硬度试验。
4.按JB/T8133.7-1999进行抗折强度试验。
测试结果如下表：
Figure C20061009770900071
将实施例样品和对比例样品按下列试验条件和试验方法进行试验。
电压：230V  60Hz
试验条件：室温
运行方式：电机运行870秒，休息30秒。以900秒为一个周期。试验结果如下表：
Figure C20061009770900081
由上述两表可以看出：通过使用对羟基苯甲酸苯酯(简称聚苯酯)和高温处理的人造石墨(简称精炼石墨)后，可以延长碳刷的使用寿命，降低碳刷工作时的火花。

Claims (3)

1. 一种吸尘器电机用碳刷，其特征在于：将精炼石墨，粘结剂与对羟基苯甲酸苯酯进行混合，成型，固化而获得；所述的对羟基苯甲酸苯酯含量为2～12质量％，以干粉总质量为基准；混练成型后的胚料在180～250℃进行热处理。
2. 权利要求1所述的一种吸尘器电机用碳刷，其特征是：所述的对羟基苯甲酸苯酯的平均粒度为小于25微米。
3. 权利要求1所述的一种吸尘器电机用碳刷，其特征是：所述的精炼石墨是平均粒度为小于50微米，并经2000℃以上高温处理的人造石墨。
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