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炭刷用黏结剂的选择及原理 4 DATE 2013 03 23 Preparedby 第2章炭刷用黏结剂选择及原理 2 4炭刷用黏结剂分类与选择2 4 1炭刷黏结剂分类煤焦油沥青类煤沥青酚醛树脂树脂类环氧树脂特殊树脂2 4 2煤沥青 煤焦油类炭刷煤沥青是煤焦油蒸馏加工后的产物 常温下为黑色固体 无固定熔点的一种复杂混合物 多为三环以上的多环芳烃 分子量为170 2000 主要元素组成为C92 93 H2 5 4 5 其余为N O S 第2章炭刷用黏结剂选择及原理 对沥青性能的研究 常以不同溶剂将煤沥青抽提 分为不同组分 经典的方法是用苯和石油醚为溶剂 将煤沥青分为 三种组分 近年以甲苯 喹啉为溶剂 分为甲苯不溶物 TI 喹啉不溶物 QI 及 树脂 甲苯不溶喹啉可溶 甲苯不溶物与 组分近似 分子量在800以上 一般认为该组分无黏性 石墨化性能差 但它是煤沥青焦化后的主体 树脂近似于 组分 他是煤沥青中主要黏结成分 有较好的石墨化性 它的含量直接影响炭素制品的密度 强度和电阻率 喹啉不溶物为煤沥青中的惰性成分 原生QI会阻碍中间相的成长和发展 因此 煤沥青中QI以少为宜 第2章炭刷用黏结剂选择及原理 表征煤沥青性能的主要指标有软化点 粘度 密度和残碳率 其中 软化点和粘度表征沥青在一定温度下的流动性 残碳率则影响成品的体积密度 导电性和强度 炭刷用沥青常选择改质沥青 软化点一般在105 120 之间 当软化点超过110 时 常用煤焦油或蒽油调质 对煤沥青类炭素原料成型后一般采用1000 1200 焙烧 焙烧后煤沥青中低分子挥发排出而炭化 必要时进行2000 左右的半石墨化处理 甚至2800 3000 以上的石墨化处理 煤沥青类炭素制品经高温焙烧后耐高温 耐磨 耐酸碱 高导电性和导热性 第2章炭刷用黏结剂选择及原理 2 4 3树脂型黏结剂酚醛树脂黏结剂酚醛树脂为苯酚及其同系物 甲酚 二甲酚 和甲醛反应制成 由于原料种类 配比及催化剂不同 可分为热固性和热塑性两类 炭素制品用黏结剂主要采用热固性酚醛树脂 热固性酚醛树脂一般分高 中 低三种黏度产品 高黏度树脂可用作化工石墨材料黏结剂 中黏度常用作化工石墨设备接头的粘合剂 低黏度树脂则用作浸渍剂 以下为苯酚与甲醛反应的化学方程式 第2章炭刷用黏结剂选择及原理 炭刷黏结剂用酚醛树脂常用改性酚醛树脂 改性剂常见的有环氧树脂 二甲苯 环氧树脂改性的酚醛树脂 粘结性能显著提高 同时可降低树脂固化时的收缩性以及提高固化后产物的韧性和耐碱性 二甲苯改性的酚醛树脂为二甲苯甲醛树脂与苯酚和甲醛反应而得 其固化后具有较低的吸水率 较好的耐碱性 韧性和机械强度 环氧树脂黏结剂环氧树脂是环氧氯丙烷和双酚A或多元醇的缩聚产物 特征为含有环氧基 是一种粘结性强的树脂 目前使用最多的为双酚A型环氧树脂 树脂类炭素制品的后续处理工艺一般为190 内固化 不同类型树脂黏结剂 成品耐温度 耐酸碱 耐有机溶剂的能力相差大 第2章炭刷用黏结剂选择及原理 特殊树脂类黏结剂应用在炭素制品中的主要为工程塑料树脂 如聚苯硫醚 PPS 全称为聚亚苯基硫醚 是在分子主链上具有硫醚基的一类高聚物 结构式为分支链型热塑性聚合物及热固性聚合物 常用线型热固性树脂 PPS由苯环和硫原子交替排列构成 主链中大量苯环使其分子刚硬 大量硫醚键使分子主链又具有柔顺性 同时 硫原子