CN110938280A - 石墨复合板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨复合板及其制备方法，涉及石墨材料技术领域。石墨复合板包含以下重量份的组分：改性石墨粉末50‑80份、酚醛树脂45‑70份、聚酰胺树脂2‑8份、三聚氰胺改性酚醛树脂10‑30份、消泡剂1‑4份、固化剂1‑4份、炭黑2‑8份、乙醇25‑110份、增塑剂3‑10份；其制备方法为：（1）制备浆料A；（2）制备粉末A；（3）制备浆料B；（4）制备粉末B；（5）混合粉末A和B，固化成型。本发明的石墨复合板具有气密性高、抗弯强度高的优点；另外，本发明的制备方法具有混合均匀度高，制备出的石墨复合板气密性和抗弯强度高的优点。

Description

石墨复合板及其制备方法
技术领域
本发明涉及石墨材料技术领域，更具体地说，它涉及一种石墨复合板及其制备方法。
背景技术
石墨复合板是由金属芯板和柔性石墨卷材复合而成，石墨复合板现有的生产方法有干混模压法和湿混模压法。
现有技术中，可参考授权公告号为CN202079846U的中国实用新型专利文件，其公开了一种高抗拉金属石墨复合板，包括石墨密封层，还包括由不锈钢板材构成的加强层，所述石墨密封层包括上密封层和下密封层，所述上密封层和下密封层分别覆盖于所述加强层的两个侧面上，并且所述上密封层和下密封层通过粘结剂与所述加强层固定在一起。
现有的这种高抗拉金属石墨复合板利用粘结剂将石墨密封层和加强层固定在一起，由不锈钢板构成的加强层和石墨密封层的性能差别较大，由粘结剂很难将加强层和石墨密封层复合在一起，因此，该干混制备方法虽然工艺过程比较简单，但板材强度偏低，气密性差。
现有技术中，可参考申请公布号为CN106189058A的中国发明专利申请文件，其公开了一种柔性石墨复合板材及其制备方法，其包括按重量份计的以下原料：膨胀石墨粉50-100份，酚醛树脂40-90份，聚酰胺树脂1-10份，聚乙烯醇缩甲醛和/或聚乙烯醇缩乙醛5-30份，酒精20-120份，偶联剂1-5份，消泡剂1-5份，炭黑1-10份，固化剂1-5份。制备时将上述原料混合均匀配成浆料；然后采用刮刀涂布机直接将浆料涂布到尼龙网或马口铁的上下面上，将其在干燥形成片状物；然后在进行热压成型，最后脱模冷却得到石墨复合板材成品。
现有的这种柔性石墨复合板材，采取将各种原料混匀配成浆料再进行热压成型的湿混模压法，同样会导致浆料和作为芯层的尼龙网或马口铁复合不紧密，且在热压时温度较高，酒精、固化剂等溶剂挥发，会在板材上产生较多的微孔，对板材的气密性产生较大影响；此外石墨与酚醛树脂复合后，存在强度低、脆性大的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种石墨复合板，其具有抗弯强度和气密性较高的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种石墨复合板的制备方法，其具有操作简单方便，能够提高石墨复合板气密性和抗弯强度的优点。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种石墨复合板，包含以下重量份的组分：改性石墨粉末50-80份、酚醛树脂45-70份、聚酰胺树脂2-8份、三聚氰胺改性酚醛树脂10-30份、消泡剂1-4份、固化剂1-4份、炭黑2-8份、乙醇25-110份、增塑剂3-10份。
通过采用上述技术方案，由于使用改性石墨粉末，具有结构更加紧密的优点，在制作石墨复合板时，能够防止石墨上存在较多孔洞或石墨表面的结构较为疏松，导致石墨复合板的气密性较低；由于采用聚酰胺树脂和酚醛树脂会发生固化反应，聚酰胺树脂的加入会降低酚醛树脂的活性，因此聚酰胺树脂添加量较少，以保证酚醛树脂的活性，加快干燥及热压成型的效率，且聚酰胺树脂能够提高酚醛树脂的韧性和回弹性能，提高石墨复合板的力学性能，防止石墨复合板较脆断裂；使用三聚氰胺改性酚醛树脂，可使石墨层和金属芯层粘接紧密，使石墨复合板具有耐候、耐热、耐磨、高强度的优点；加入的固化剂能够在保证物料混合时具有良好的流动性，且能够加快升温时干燥的速度和热压成型的效率；加入的炭黑，能够作为补强剂，增加石墨复合板的硬度，提高物料的分散性，使物料分散均匀，并且增加石墨复合板的耐磨性能，延长使用寿命；消泡剂能够在混料过程中消除微小气泡，防止石墨层中产生微孔，降低石墨复合板的气密性；加入的固化剂能够在保证浆料具有良好的流动性，且能够加快升温时干燥的速度和热压成型的效率；增塑剂的使用能够增加酚醛树脂的韧性，提高石墨复合板的力学性能，因此，获得石墨复合板气密性较高和抗弯强度较高的效果。
进一步地，包含以下重量份的组分：石墨粉末60-70份、酚醛树脂55-65份、聚酰胺树脂5-7份、三聚氰胺改性酚醛树脂15-20份、消泡剂2-3份、固化剂2-3份、补强剂4-6份、乙醇40-80份、增塑剂6-8份。
通过采用上述技术方案，由于各组分的配比更加合理，因此，能够避免各原料的浪费，且石墨复合板的气密性和抗弯强度较高。
进一步地，所述改性石墨粉末由以下方法制备而成：(1)取体积比为1:10-12的无水乙醇和蒸馏水，其中无水乙醇的质量分数为25-30％，混合搅拌制成溶液A；(2)取质量比为1:4-5的锆酸酯偶联剂和石墨粉末，采用超声波分散20-30min，再加入与石墨粉末质量比为1:1-2的三异氰酸酯，在氮气保护下搅拌10-20min，置于70-80℃下干燥20-30min。
通过采用上述技术方案，使用锆酸酯偶联剂对石墨粉末进行表面改性，能够将石墨较为疏松的表面，变得更加紧密，锆酸酯偶联剂分子上的2中基团分别向极性相近的表面扩素胺，不仅能够与石墨表面产生物理吸附作用，还能与树脂发生反应形成化学键，所以能够提高石墨表面的紧密度；锆酸酯偶联剂还能改善石墨粉在树脂中的分散性和流动性，与树脂结合时，石墨和树脂以化学键的形式结合，增强石墨和酚醛树脂的界面结合力，提高石墨复合板的抗弯强度和气密性。
进一步地，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的一种或几种的组合物。
通过采用上述技术方案，聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚溶解性好，在高温下具有消泡速度快，抑泡效果好的优点，在高温下不易分层，热稳定性好。
进一步地，所述固化剂为对甲苯磺酰氯和无水乙醇按质量比为1:1-10的稀释液。
通过采用上述技术方案，对甲苯磺酰氯溶于乙醇，保证浆料具有良好的流动性，固化效率高，能够缩短固化时间，且能够加快升温时干燥的速度和热压成型的效率。
进一步地，所述增塑剂为质量比为1:2-4的邻苯二甲酸二丁酯和聚乙二醇。
通过采用上述技术方案，邻苯二甲酸二丁酯可以使石墨复合板具有较好的抗弯强度，聚乙二醇是良好的柔软剂，与邻苯二甲酸二丁酯相互配合使用，效果更佳，能够提高石墨复合板的柔软度和抗弯强度。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种石墨复合板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取乙醇重量份数的60％，向乙醇内加入聚酰胺树脂、三聚氰胺改性酚醛树脂，搅拌均匀后，再加入酚醛树脂和消泡剂，超声分散60-90min，制成浆料A；
(2)将浆料A置于恒温干燥箱中，控制干燥温度为45-50℃，干燥30-50min,取出粉碎并筛分制成粉末A；
(3)取剩余40％的乙醇，向其中加入改性石墨、炭黑、固化剂和增塑剂，在超声分散20-30min，制成浆料B；
(4)将浆料B置于恒温干燥箱中，控制干燥温度为40-50℃，干燥时间为40-50min，粉碎并筛分，制成粉末B；
(5)将粉末A和粉末B置于搅拌器中，控制搅拌速度为500-800转/分钟，搅拌40-60min后制得混合料，将混合料取出均匀铺设在模具中，再将金属芯板放置在混合料上，再在金属芯板上层铺设一层混合料，将金属芯板在室温和200-250MPa条件下压制1-2min，脱模后再缓慢升温至175-180℃，升温至175-180℃时保温1-2h，进行固化处理。
通过采用上述技术方案，先将酚醛树脂和聚酰胺树脂，三聚氰胺改性酚醛树脂进行混合，制成粉末A，再将改性石墨粉末、炭黑和固化剂等制成粉末B，再将粉末A和粉末B进行混合、压制和固化，能够克服干混压制法和湿混压制法混合不均匀，导致石墨复合板气密性不高的问题，将成型温度控制在175-180℃，压制压力控制为200-250MPa，随着压制压力的增大，石墨复合板的体积减少，密度增大，板内的气孔数量较少，从而使得石墨复合板复合较为紧密，气密性较高。
进一步地，所述步骤(5)中，固化处理的温度为177℃，固化时间为1.5小时。
通过采用上述技术方案，在此固化温度和固化时间下，能够获得气密性能较好的石墨复合板。
进一步地，所述步骤(5)中，铺设在金属芯板上下侧的混合料厚度为1-2mm。
通过采用上述技术方案，将混合料的厚度控制为1-2mm，防止混合料较厚，导致石墨复合板的抗弯强度较低，混合料较薄，成型较好较差。
进一步地，所述步骤(2)中粉末A和步骤(4)中粉末B的粒径为2-10目的粉末占10-20％、80-180目粉末的占20-60％、180-200目粉末的占30-60％。通过采用上述技术方案，不同粒径的石墨粉颗粒，容易填补石墨粉颗粒之间的缝隙，在模压时更容易压得密实，提高石墨复合板表面的气密性。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、由于本发明采用改性石墨粉末，由于对石墨进行改性处理，使得改性石墨粉末的结构更加紧密，表面没有疏松的气孔，从而使制得的石墨复合板具有良好的气密性和抗弯强度。
第二、本发明中优选采用锆酸酯偶联剂对石墨粉末进行改性，使得石墨表面结构更加紧密，由于锆酸酯偶联剂能够浸润石墨表面，能够提高石墨的分散性和流动性，获得了混合效果均匀的效果。
第三、本发明的方法，通过使用聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的一种或几种作为消泡剂，在高温下依然具有良好的抑泡效果，消泡快，热稳定性好，因此获得了石墨复合板气密性好的效果。
具体实施方式
制备例1：改性石墨粉末由以下方法制备而成：(1)取体积比为1:10的无水乙醇和蒸馏水，其中无水乙醇的质量分数为25％，混合搅拌制成溶液A；(2)取质量比为1:4的锆酸酯偶联剂和石墨粉末，采用超声波分散20min，再加入与石墨粉末质量比为1:1.5的三异氰酸酯，在氮气保护下搅拌10min，置于70℃下干燥20min。
制备例2：改性石墨粉末由以下方法制备而成：(1)取体积比为1:11的无水乙醇和蒸馏水，其中无水乙醇的质量分数为27％，混合搅拌制成溶液A；(2)取质量比为1:4.5的锆酸酯偶联剂和石墨粉末，采用超声波分散25min，再加入与石墨粉末质量比为1:1.5的三异氰酸酯，在氮气保护下搅拌15min，置于75℃下干燥25min。
制备例3：改性石墨粉末由以下方法制备而成：(1)取体积比为1:12的质量分数为30％的无水乙醇和蒸馏水，混合搅拌制成溶液A；(2)取质量比为1:5的锆酸酯偶联剂和石墨粉末，采用超声波分散30min，再加入与石墨粉末质量比为1:1.5的三异氰酸酯，在氮气保护下搅拌20min，置于80℃下干燥30min。
制备例4：改性石墨粉末由以下方法制备而成：(1)取体积比为1:11的无水乙醇和蒸馏水，其中无水乙醇的质量分数为27％，混合搅拌制成溶液A；(2)取质量比为1:4.5的锆酸酯偶联剂和石墨粉末，采用超声波分散25min，再加入与石墨粉末质量比为1:1的三异氰酸酯，在氮气保护下搅拌15min，置于75℃下干燥25min。
制备例5：改性石墨粉末由以下方法制备而成：(1)取体积比为1:11的无水乙醇和蒸馏水，其中无水乙醇的质量分数为27％，混合搅拌制成溶液A；(2)取质量比为1:4.5的锆酸酯偶联剂和石墨粉末，采用超声波分散25min，再加入与石墨粉末质量比为1:1.5的三异氰酸酯，在氮气保护下搅拌15min，置于75℃下干燥25min。
制备例6：改性石墨粉末由以下方法制备而成：(1)取体积比为1:11的无水乙醇和蒸馏水，其中无水乙醇的质量分数为27％，混合搅拌制成溶液A；(2)取质量比为1:4.5的锆酸酯偶联剂和石墨粉末，采用超声波分散25min，再加入与石墨粉末质量比为1:2的三异氰酸酯，在氮气保护下搅拌15min，置于75℃下干燥25min。
实施例1：一种石墨复合板的制备方法，包括以下步骤：(1)取乙醇重量份数的15份，向乙醇内加入2份聚酰胺树脂、10份三聚氰胺改性酚醛树脂，搅拌均匀后，再加入45份酚醛树脂和1份消泡剂，超声分散60min，制成浆料A；其中消泡剂是聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚；
(2)将浆料A置于恒温干燥箱中，控制干燥温度为45℃，干燥30min,取出粉碎并筛分制成粉末A，粉末A中粒径2目的粉末占10％、80目粉末的占60％、180目粉末的占30％；
(3)取剩余10份乙醇，向其中加入50份改性石墨、2份炭黑、1份固化剂和3份增塑剂，在超声分散20min，制成浆料B；其中固化剂为对甲磺酰氯和无水乙醇按质量比为1:1的稀释液，增塑剂为质量比为1:2的邻苯二甲酸二丁酯和聚乙二醇；其中改性石墨粉中锆酸酯偶联剂和石墨粉末的质量比为1:4.5，石墨粉末和三异氰酸酯的质量比为1:1.5；
(4)将浆料B置于恒温干燥箱中，控制干燥温度为40℃，干燥时间为40min，粉碎并筛分，制成粉末B，粉末B中粒径2目的粉末占10％、80目粉末的占60％、180目粉末的占30％；
(5)将粉末A和粉末B置于搅拌器中，控制搅拌速度为500转/分钟，搅拌40min后制得混合料，将混合料取出均匀铺设在模具中，铺设厚度为1mm，再将金属芯板放置在混合料上，铺设厚度为1mm，再在金属芯板上层铺设一层混合料，将金属芯板在室温和220MPa条件下压制1.5min，脱模后再缓慢升温至177℃，升温至177℃时保温1.5h，进行固化处理，其中升温速率为8℃/min，其中金属芯板为尼龙网或马口铁。
实施例2-5：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，石墨复合板包含组分及各组分的重量份数如表1所示。
表1实施例2-5中石墨复合板的原料组分及重量份数
Figure BDA0001810783220000061
实施例6：一种石墨板的制备方法，与实施例1的区别在于，各步骤的工艺参数不同，具体如下：(1)取乙醇重量份数的15份，向乙醇内加入2份聚酰胺树脂、10份三聚氰胺改性酚醛树脂，搅拌均匀后，再加入45份酚醛树脂和1份消泡剂，超声分散80min，制成浆料A；其中消泡剂为聚氧丙烯甘油醚；
(2)将浆料A置于恒温干燥箱中，控制干燥温度为48℃，干燥40min,取出粉碎并筛分制成粉末A，粉末A中粒径6目的粉末占15％、150目粉末的占40％、190目粉末的占45％；
(3)取剩余10份乙醇，向其中加入50份改性石墨、2份炭黑、1份固化剂和3份增塑剂，在超声分散25min，制成浆料B；其中固化剂为对甲磺酰氯和无水乙醇按质量比为1:1的稀释液，增塑剂为质量比为1:2的邻苯二甲酸二丁酯和聚乙二醇；
(4)将浆料B置于恒温干燥箱中，控制干燥温度为45℃，干燥时间为45min，粉碎并筛分，制成粉末B，粉末B中粒径6目的粉末占15％、150目粉末的占40％、190目粉末的占45％；(5)将粉末A和粉末B置于搅拌器中，控制搅拌速度为650转/分钟，搅拌50min后制得混合料，将混合料取出均匀铺设在模具中，铺设厚度为1.5mm，再将金属芯板放置在混合料上，铺设厚度为1.5mm，再在金属芯板上层铺设一层混合料，将金属芯板在室温和220MPa条件下压制1.5min，脱模后在缓慢升温至177℃，升温至177℃时保温1.5h，进行固化处理，其中升温速率为10℃/min，其中金属芯板为尼龙网或马口铁。
实施例7：一种石墨板的制备方法，与实施例1的区别在于，各步骤的工艺参数不同，具体如下：(1)取乙醇重量份数的15份，向乙醇内加入2份聚酰胺树脂、10份三聚氰胺改性酚醛树脂，搅拌均匀后，再加入45份酚醛树脂和1份消泡剂，超声分散90min，制成浆料A；其中消泡剂为聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚；
(2)将浆料A置于恒温干燥箱中，控制干燥温度为50℃，干燥50min,取出粉碎并筛分制成粉末A，粉末A中粒径10目的粉末占20％、180目粉末的占20％、200目粉末的占60％；
(3)取剩余10份乙醇，向其中加入50份改性石墨、2份炭黑、1份固化剂和3份增塑剂，在超声分散30min，制成浆料B；其中固化剂为对甲磺酰氯和无水乙醇按质量比为1:1的稀释液，增塑剂为质量比为1:2的邻苯二甲酸二丁酯和聚乙二醇；
(4)将浆料B置于恒温干燥箱中，控制干燥温度为50℃，干燥时间为50min，粉碎并筛分，制成粉末B，粉末B中粒径10目的粉末占20％、180目粉末的占20％、200目粉末的占60％；
(5)将粉末A和粉末B置于搅拌器中，控制搅拌速度为800转/分钟，搅拌60min后制得混合料，将混合料取出均匀铺设在模具中，铺设厚度为2mm，再将金属芯板放置在混合料上，再在金属芯板上层铺设一层混合料，铺设厚度为2mm，将金属芯板在室温和220MPa条件下压制1.5min，脱模后在缓慢升温至177℃，升温至177℃时保温1.5h，进行固化处理，其中升温速率为12℃/min，其中金属芯板为尼龙网或马口铁。
实施例8：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(5)中压制的压力为200MPa。
实施例9：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(5)中压制的压力为250MPa。
实施例10：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(5)中压制的时间为1min。
实施例11：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(5)中压制的时间为2min。
实施例12：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(5)中固化的温度为175℃。
实施例13：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(5)中固化的温度为180℃。
实施例14：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(5)中固化时间为1小时。
实施例15：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(5)中固化的时间为2小时。
实施例16：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，固化剂为对甲苯磺酰氯和无水乙醇按质量比为1:10的稀释液。
实施例17：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，增塑剂为质量比为1:4的邻苯二甲酯二丁酯和聚乙二醇。
对比例1：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，改性石墨粉末由未改性石墨粉末代替。
对比例2：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，改性石墨粉末制备中锆酸酯偶联剂和石墨粉末的质量比为1:3.5。
对比例3：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，改性石墨粉末制备中锆酸酯偶联剂和石墨粉末的质量比为1:5.5。
对比例4：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，改性石墨粉末制备中不添加三异氰酸酯。
对比例5：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，改性石墨粉末制备中石墨粉末与三异氰酸酯的质量比为1:0.5。
对比例6：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，改性石墨粉末制备中石墨粉末与三异氰酸酯的质量比为1:2.5。
对比例7：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(5)中压制的压力为180MPa。
对比例8：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(5)中压制的压力为280MPa。
对比例9：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(5)中压制的时间为0.5min。
对比例10：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(5)中压制的时间为2.5min。
对比例11：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(5)中固化温度为170℃。
对比例12：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(5)中固化温度为185℃。
对比例13：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(5)中固化时间为0.5小时。
对比例14：一种石墨复合板的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(5)中固化时间为2.5小时。
性能检测：1、检测项目：体积密度、电导率、抗压强度和抗弯强度；
2、检测方法与检测标准：体积密度的测试采用LWK-250型微控电子拉力实验机，遵循JB/T6628-1993标准进行；电导率的测试采用四探针法，在RTS-9型双电测四探针测试仪上进行，实验遵循GB/T1431-1985标准；抗压强度采用三点弯曲法，在GMT-5204型电子万能材料实验机上进行，实验遵循GB/T13465.2-1992标准；抗弯强度采用三点弯曲法，在GMT-5204型电子万能材料实验机上进行，实验遵循GB/T1431-1985标准。
按照制备例1-3中的方法制备改性石墨，其中石墨粉末和三异氰酸酯的质量比为1:1.5；按照实施例1中的方法并分别取三个制备例中的改性石墨制备复合石墨板，其中石墨复合板的压制压力为220MPa，压制时间为1.5min，固化温度为177℃，固化时间为1.5小时；利用制备例1-3中改性石墨制备出的石墨复合板标号为试样1-3，每个试样均取3个试样块，且将试样块的大小制成6mm×6mm×30mm的试样条，试样1-3的测试结果取平均值；按照对比例1-3中的方法制备石墨复合板，并标号为试样4-6，每个试样均取3个试样块，且将试样块的大小制成6mm×6mm×30mm的试样条，检测锆酸酯偶联剂和石墨粉末的质量比对石墨复合板性能的影响，检测结果如表2所示(表中“/”表示用石墨粉末代替改性石墨粉末)。
表2锆酸酯偶联剂和石墨粉末的质量比对石墨复合板性能的影响测试结果
Figure BDA0001810783220000101
由表2中数据可以看出，因为对比例1中使用未改性石墨代替改性石墨制备石墨复合板，由试样4的检测结果可以看出，石墨复合板的体积密度为1.45g·cm-3，与制备例1-3中使用改性石墨制备的试样1-3的体积密度相比相差较大，当对比例2中锆酸酯偶联剂和石墨粉末的质量比为1:3.5时，复合石墨板的体积密度依旧较小，当锆酸酯偶联剂和石墨粉末的质量比为制备例1中的1:4，制备出的试样1的体积密度增大明显，当锆酸酯偶联剂和石墨粉末的质量比为制备例2中的1:4.5时，制备出的试样2体积密度达到最大，随着石墨粉末的增加，增大至制备例3中的1:5和对比例3中的1:5.5时，试样3和试样6的体积密度降低；由表2中数据可以看出，当锆酸酯偶联剂和石墨粉末的质量比为制备例1-3中的1:4-5时，石墨复合板的抗弯强度、抗压强度均较高，而电导率有所降低；石墨复合板的体积密度越大，证明石墨复合板的气密性越好，由此可以看出，由锆酸酯偶联剂和石墨粉末的质量比为1:4-5可以制得气密性良好且抗弯强度较高的石墨复合板。
按照制备例4-6中的方法制备改性石墨粉末，其中锆酸酯偶联剂和石墨粉末的质量比为1:4.5；按照实施例1中的方法并分别取三个制备例中的改性石墨份制备复合石墨板，其中石墨复合板的压制压力为220MPa，压制时间为1.5min，固化温度为177℃，固化时间为1.5小时；利用制备例4-6中改性石墨制备出的石墨复合板标号为试样7-9，每个试样均取3个试样块，且将试样块的大小制成6mm×6mm×30mm的试样条，试样7-8的测试结果取平均值；按照对比例4-6中的方法制备石墨复合板，并标号为试样10-12，每个试样均取3个试样块，且将试样块的大小制成6mm×6mm×30mm的试样条，检测石墨粉末与三异氰酸酯的质量比对石墨复合板性能的影响，检测结果如表3所示(表中“/”表示不使用三异氰酸酯)。
表3石墨粉末与三异氰酸酯的质量比对石墨复合板的性能影响测试结果
Figure BDA0001810783220000111
由表3中数据可以看出，当不使用三异氰酸酯对石墨进行改性时，由试样10的测试结果可以看出，试样10的体积密度较小，电导率较大，抗弯强度和抗压强度均较低，当石墨粉末与三异氰酸酯的质量比为对比例5中的1:0.5，制备出的试样11的体积密度比试样10明显增大，而电导率也明显降低，抗压强度和抗弯强度有明显提高，当增加三异氰酸酯的含量，增加至制备例4中的1:1时，体积密度、抗压强度和抗弯强度均有多提高，电导率降低，当三异氰酸酯继续增加至制备例5中的1:1.5时，试样8中的体积密度达到最大，电导率降到最低，且抗压强度和抗弯强度均达到最佳，当再增加三异氰酸酯的含量，增加至制备例6中的1:2时，试样9的体积密度有所降低，电导率变化不明显，抗压强度和抗弯强度也有所下降，当三异氰酸酯增加至对比例6中的1:2.5时，试样12中的体积密度下降明显，电导率变化不明显，抗压强度和抗弯强度下降明显，因此使石墨粉末和三异氰酸酯的质量比为1:1-2时，石墨复合板的体积密度较高，即气密性较好，抗压强度和抗弯强度较高，电导率较小。
按照实施例1、实施例8-9和对比例7-8中的方法制备改性石墨粉末，其中改性石墨粉中锆酸酯偶联剂和石墨粉末的质量比为1:4.5，石墨粉末和三异氰酸酯的质量比为1:1.5；石墨复合板的压制时间为1.5min，固化温度为177℃，固化时间为1.5小时，取实施例1、实施例8-9和对比例7-8制得的石墨复合板各三块，将石墨复合板的大小制成6mm×6mm×30mm，测试结果取平均值；检测压制压力对石墨复合板性能的影响，检测结果如表4所示。
表4压制压力对石墨复合板性能的影响测试结果
Figure BDA0001810783220000112
Figure BDA0001810783220000121
由表4中的数据可以看出，当石墨复合板的压制压力为对比例7中的180MPa时，石墨复合板的体积密度较小、电导率、抗压强度和抗弯强度均不高，当压制压力逐渐增大至实施例8中的200MPa时，石墨复合板的体积密度、电导率、抗压强度和抗弯强度均有较大明显的增加，当压制压力增大至实施例1中的220MPa时，体积密度、电导率、抗压强度和抗弯强度增大至最高，压制压力再增大时，体积密度、电导率、抗压强度和抗弯强度有较小降低，当压制压力增大至对比例8中的280MPa时，石墨复合板的体积密度、电导率、抗压强度和抗弯强度有明显降低，因此石墨复合板的压制压力为200-250MPa时，石墨复合板具有较高的体积密度、气密性和抗弯曲强度。
按照实施例1、实施例10-11和对比例9-10中的方法制备改性石墨粉末，其中改性石墨粉中锆酸酯偶联剂和石墨粉末的质量比为1:4.5，石墨粉末和三异氰酸酯的质量比为1:1.5；石墨复合板的压制压力为220MPa，固化温度为177℃，固化时间为1.5小时，取实施例1、
实施例10-11和对比例9-10制得的石墨复合板各三块，将石墨复合板的大小制成6mm×6mm×30mm，测试结果取平均值；检测压制时间对石墨复合板性能的影响，检测结果如表5所示。
表5压制时间对石墨复合板性能影响的测试结果
Figure BDA0001810783220000122
由表5中的数据可以看出，当石墨复合板的压制时间为对比例9中的0.5min时，石墨复合板的体积密度较小、电导率、抗压强度和抗弯强度均不高，当压制时间逐渐增大至实施例10中的1min时，石墨复合板的体积密度、电导率、抗压强度和抗弯强度均有较大明显的增加，当压制压力增大至实施例1中的1.5min时，体积密度、电导率、抗压强度和抗弯强度增大至最高，压制时间再增大时，体积密度、电导率、抗压强度和抗弯强度有较小降低，当压制时间增大至对比例10中的2.5min时，石墨复合板的体积密度、电导率、抗压强度和抗弯强度有明显降低，因此石墨复合板的压制时间为1-2min时，石墨复合板具有较高的体积密度、气密性和抗弯曲强度。
按照实施例1、实施例12-13和对比例11-12中的方法制备改性石墨粉末，其中改性石墨粉中锆酸酯偶联剂和石墨粉末的质量比为1:4.5，石墨粉末和三异氰酸酯的质量比为1:1.5；石墨复合板的压制压力为220MPa，压制时间为1.5min，固化时间为1.5小时，取实施例1、
实施例12-13和对比例11-12制得的石墨复合板各三块，将石墨复合板的大小制成6mm×6mm×30mm，测试结果取平均值；检测固化温度对石墨复合板性能的影响，检测结果如表6所示。
表6固化温度对石墨复合板性能的影响测试结果
Figure BDA0001810783220000131
由表6中的数据可以看出，当石墨复合板的固化温度为对比例12中的175℃时，石墨复合板的体积密度较小、电导率、抗压强度和抗弯强度均不高，当固化温度逐渐增大至实施例12中的175℃时，石墨复合板的体积密度、电导率、抗压强度和抗弯强度均有较大明显的增加，当固化温度增大至实施例1中的177℃时，体积密度、电导率、抗压强度和抗弯强度增大至最高，固化温度再增大时，体积密度、电导率、抗压强度和抗弯强度有较小降低，当固化温度增大至对比例12中的185℃时，石墨复合板的体积密度、电导率、抗压强度和抗弯强度有明显降低，因此石墨复合板的固化温度为175-180℃时，石墨复合板具有较高的体积密度、气密性和抗弯曲强度。
按照实施例1、实施例14-15和对比例13-14中的方法制备改性石墨粉末，其中改性石墨粉中锆酸酯偶联剂和石墨粉末的质量比为1:4.5，石墨粉末和三异氰酸酯的质量比为1:1.5；石墨复合板的压制压力为220MPa，压制时间为1.5min，固化温度为177℃，取实施例1、实施例14-15和对比例13-14制得的石墨复合板各三块，将石墨复合板的大小制成6mm×6mm×30mm，测试结果取平均值；检测固化时间对石墨复合板性能的影响，检测结果如表7所示。
表7固化时间为石墨复合板性能的影响测试结果
Figure BDA0001810783220000141
由表7中的数据可以看出，当石墨复合板的固化时间为对比例13中的0.5h时，石墨复合板的体积密度较小、电导率、抗压强度和抗弯强度均不高，当固化时间逐渐延长至实施例14中的1h时，石墨复合板的体积密度、电导率、抗压强度和抗弯强度均有较大明显的增加，当固化时间延长至实施例1中的1.5h时，体积密度、电导率、抗压强度和抗弯强度增大至最高，固化时间再延长时，体积密度、电导率、抗压强度和抗弯强度有较小降低，当固化时间延长至对比例14中的2.5h时，石墨复合板的体积密度、电导率、抗压强度和抗弯强度有明显降低，因此石墨复合板的固化时间为1-2h时，石墨复合板具有较高的体积密度、气密性和抗弯曲强度。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种石墨复合板，其特征在于，包含以下重量份的组分：改性石墨粉末50-80份、酚醛树脂45-70份、聚酰胺树脂2-8份、三聚氰胺改性酚醛树脂10-30份、消泡剂1-4份、固化剂1-4份、炭黑2-8份、乙醇25-110份、增塑剂3-10份。
2.根据权利要求1所述的石墨复合板，其特征在于，包含以下重量份的组分：石墨粉末60-70份、酚醛树脂55-65份、聚酰胺树脂5-7份、三聚氰胺改性酚醛树脂15-20份、消泡剂2-3份、固化剂2-3份、补强剂4-6份、乙醇40-80份、增塑剂6-8份。
3.根据权利要求1所述的石墨复合板，其特征在于，所述改性石墨粉末由以下方法制备而成：（1）取体积比为1:10-12的无水乙醇和蒸馏水，其中无水乙醇的质量分数为25-30%，混合搅拌制成溶液A；（2）取质量比为1:4-5的锆酸酯偶联剂和石墨粉末，采用超声波分散20-30min，再加入与石墨粉末质量比为1:1-2的三异氰酸酯，在氮气保护下搅拌10-20min，置于70-80℃下干燥20-30min。
4.根据权利要求1所述的石墨复合板，其特征在于，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的一种或几种的组合物。
5.根据权利要求1所述的石墨复合板，其特征在于，所述固化剂为对甲苯磺酰氯和无水乙醇按质量比为1:1-10的稀释液。
6.根据权利要求1所述的石墨复合板，其特征在于，所述增塑剂为质量比为1:2-4的邻苯二甲酸二丁酯和聚乙二醇。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的石墨复合板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）取乙醇重量份数的60%，向乙醇内加入聚酰胺树脂、三聚氰胺改性酚醛树脂，搅拌均匀后，再加入酚醛树脂和消泡剂，超声分散60-90min，制成浆料A；
（2）将浆料A置于恒温干燥箱中，控制干燥温度为45-50℃，干燥30-50min,取出粉碎并筛分制成粉末A；
（3）取剩余40%的乙醇，向其中加入改性石墨、炭黑、固化剂和增塑剂，在超声分散20-30min，制成浆料B；
（4）将浆料B置于恒温干燥箱中，控制干燥温度为40-50℃，干燥时间为40-50min，粉碎并筛分，制成粉末B；
（5）将粉末A和粉末B置于搅拌器中，控制搅拌速度为500-800转/分钟，搅拌40-60min后制得混合料，将混合料取出均匀铺设在模具中，再将金属芯板放置在混合料上，再在金属芯板上层铺设一层混合料，将金属芯板在室温和200-250MPa条件下压制1-2min，脱模后再缓慢升温至175-180℃，升温至175-180℃时保温1-2h，进行固化处理。
8.权利要求7所述的石墨复合板的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，固化处理的温度为177℃，固化时间为1.5小时。
9.权利要求7所述的石墨复合板的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，铺设在金属芯板上下侧的混合料厚度为1-2mm。
10.权利要求7所述的石墨复合板的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中粉末A和步骤（4）中粉末B的粒径为2-10目的粉末占10-20%、80-180目粉末的占20-60%、180-200目粉末的占30-60%。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114105523A (zh) * 2021-11-26 2022-03-01 广西南宁都宁通风防护设备有限公司 新型防贯穿辐射门板夹层的制备方法及所用浆料液
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