CN106672961A - 一种高电阻石墨化保温材料的制备方法 - Google Patents

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    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明公开了一种高电阻石墨化保温材料的制备方法，涉及原料是由焦粉、炭黑、煤沥青和煤焦油组成，其配比为8～25：35～40：30～32：10～20，经过混捏、成型、焙烧、破碎的生产工艺制得。该材料在石墨化炉中保温性能好，不易粉化，可多次使用，降低了生产成本，减少了环境污染。

Description

一种高电阻石墨化保温材料的制备方法
技术领域
本发明属于石墨材料加工领域，特别是涉及一种高电阻石墨化保温材料的制备方法。
背景技术
石墨化保温材料是指生产石墨制品时，在石墨化炉中起到保温和电绝缘作用的材料。保温料对石墨化炉的炉温上升及炉芯两侧及顶部产品的最终温度都有一定影响，炉芯两侧及顶部这几处热量损失比较大，在正常情况下炉芯两侧及顶部的温度低于炉芯中间的温度，如果保温效果不好则炉温差异更大。对保温料的要求是：（1）热导率较低（即保温性能好）；（2）电阻率大、通电过程中电损失少；（3）使用中不妨碍炉内气体的排出；（4）在高温下一般不与炉内产品起反应。目前生产石墨制品普遍采用石英砂加焦粉、焦炭或炭黑作为石墨化炉的保温料。
保温料可以重复使用，保温料中石英砂可以提高保温料的电阻，有利于减少电量损失，但是同时提高了保温料的热导率，降低了保温效果；焦炭易石墨化，强度低粉化严重，使用一次后提高了导热率同时电阻率大幅降低，不能反复使用，如，常用焦炭使用3～5次后粉末电阻率为120～300μΩ·m，颗粒粉化35～60%；而炭黑保温绝缘效果好，但是炭黑颗粒很小，装出炉时粉尘大，污染生产环境。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种高电阻、高强度石墨化保温材料及制备方法，解决长期以来保温材料在装出石墨化炉时粉尘大、污染生产环境的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：选择复合原料，经过焙烧热加工，制备出优异性能的石墨化保温材料。
本发明的技术路线为：一种高电阻石墨化保温材料的制备方法，包括原料是由焦粉、炭黑、煤沥青和煤焦油组成，所述焦粉是粒度为10～35μm的煅后沥青焦粉或煅后石油焦粉，所述炭黑是橡胶用N3类或N2类炭黑，所述煤沥青是软化点85～105℃的熔化煤沥青，所述:煤焦油是高温炼焦时从煤气中冷凝所得的煤焦油。原料中焦粉、炭黑、煤沥青和煤焦油是按照8～25：35～40：30～32：10～20的重量比组成。本发明提供的方法制得的石墨化保温材料的粉末电阻率可达1000～2000μΩ·m，使用15～30炉次后，电阻率仍在1000～1800μΩ·m，而其颗粒粉化率只有5～12% 。
本发明方法的具体工艺步骤为：
（1）混捏：先将焦粉和炭黑两种组分按照配比在100～145℃下，充分混合45～60分钟，然后加入熔化煤沥青和煤焦油，在150～190℃下混捏60～120分钟；
（2）成型：混捏后糊料采用挤压或热模压成型；
（3）焙烧：成型坯料在焙烧炉1000～1250℃温度下焙烧360～420小时；
（4）破碎：出炉破碎至一定粒度，得石墨化保温材料产品。
由于采用了上述方案，本发明的有益效果在于：
（1）材料的电阻率高，保温效果好，可多次使用；
（2）保温材料是颗粒，且粉化率低，减少了生产中粉尘对环境的污染；
（3）降低了生产成本。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1 高电阻低粉化保温材料
（1）组分
A．煅后沥青焦粉，粒度：10～35μm
B．橡胶用炭黑（N3类）
C．煤沥青：软化点80～90℃的熔化煤沥青
D．煤焦油：高温炼焦时从煤气中冷凝所得的煤焦油。
（2）重量百分配比
A:B:C:D=20:35:30:15
（3）制备过程
a．混捏：先将A、B两种组分按照配比在混合机中，在140℃下，充分混合60分钟，然后加入熔化煤沥青（选用一种软化点80～90℃，甲苯不溶物含量16～20%，喹啉不溶物含量不大于8%。）和煤焦油，在180℃下混捏120分钟；
b. 成型：混捏后糊料采用挤压成型；
c. 焙烧：将成型的坯料在焙烧炉中温度1000～1250℃下，经过360小时焙烧后出炉；
d. 破碎：破碎至要求粒度，制备成石墨化保温材料产品。
（4）检测
① 粉末电阻率：
1680μΩ·m（首次）
1610μΩ·m（20炉次使用后）
② 颗粒粉化率5%。
实施例2 高电阻低粉化保温材料
（1）组分
A．煅后石油焦粉，粒度：10～35μm
B．橡胶用炭黑（N2类）
C．煤沥青：软化点85～105℃的熔化煤沥青
D．煤焦油：高温炼焦时从煤气中冷凝所得的煤焦油。
（2）重量百分配比
A:B:C:D=15:40:32:13
（3）制备过程
a. 混捏：先将A、B两种组分按照配比在混合机中，在145℃下，充分混合60分钟，然后加入熔化煤沥青和煤焦油，在185~190℃下混捏100分钟；
b. 成型：混捏后糊料采用热模压成型；
c. 焙烧：将成型的坯料在焙烧炉中温度1000～1250℃下，经过400小时焙烧后出炉；
d. 破碎：破碎至要求粒度，制备成石墨化保温材料产品。
（4）检测
① 粉末电阻率：
1820μΩ·m（首次）
1755μΩ·m（26炉次使用后）
② 颗粒粉化率7.5%。

Claims (7)

1.一种高电阻石墨化保温材料的制备方法，包括原料是由焦粉、炭黑、煤沥青和煤焦油组成。
2.根据权利要求1所述的一种高电阻石墨化保温材料的制备方法，其特征在于：所述焦粉是粒度为10～35μm的煅后沥青焦粉或煅后石油焦粉，所述炭黑是橡胶用N3类或N2类炭黑，所述煤沥青是软化点80～105℃的熔化煤沥青，所述:煤焦油是高温炼焦时从煤气中冷凝所得的煤焦油。
3.根据权利要求1所述的一种高电阻石墨化保温材料的制备方法，其特征是：所述原料中焦粉、炭黑、煤沥青和煤焦油是按照8～25：35～40：30～32：10～20的重量比组成。
4.一种高电阻石墨化保温材料的制备方法，工艺步骤为：
a. 混捏：先将焦粉和炭黑两种组分按照配比在100～145℃下，充分混合45～60分钟，然后加入熔化煤沥青和煤焦油，在150～190℃下混捏60～120分钟；
b. 成型：混捏后糊料采用挤压或热模压成型；
c. 焙烧：成型坯料在焙烧炉1000～1250℃温度下焙烧360～420小时；
d. 破碎：出炉破碎至一定粒度，得石墨化保温材料产品。
5.根据权利要求1~4所述的制备方法，制得的石墨化保温材料的电阻率为1000～2000μΩ·m，使用15～30炉次后，电阻率为1000～1800μΩ·m。
6.根据权利要求1~4所述的制备方法，制得的石墨化保温材料的颗粒粉化率5～12% 。
7.根据权利要求1~4所述的制备方法，制得的石墨化材料是在石墨化炉中起保温和电绝缘作用的材料。
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