一種工業(yè)用導(dǎo)電材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于導(dǎo)電材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種工業(yè)用導(dǎo)電材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電極糊是供給鐵合金爐、電石爐等電爐設(shè)備使用的導(dǎo)電材料，按其使用方式，也是 一種連續(xù)自焙電極。生產(chǎn)電極糊的主要原料是無(wú)煙煤和冶金焦。目前生產(chǎn)兩種不同配方的 電極糊。一種是所謂標(biāo)準(zhǔn)電極糊。大量使用于鐵合金爐及中、小型電石爐。這種電極糊采用 軟化點(diǎn)為65~75°C的中瀝青為粘結(jié)劑。另一種電極糊，用于封閉型鐵合金爐或電石爐。這種 封閉型電爐要求電極糊具有較高的導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性，以及適宜的燒結(jié)速度。因此，生產(chǎn)這種 電極糊的配料與標(biāo)準(zhǔn)電極糊不同，除用無(wú)煙煤為原料外，還使用導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性較好的石墨 化冶金焦或石墨碎以及石油焦、瀝青焦等原料，粘結(jié)劑也是使用煤瀝青與煤焦油（或蔥油） 的混合物。除以上兩種電極糊外，有些地方因地制宜利用本地的天然石墨加上冶金焦或?yàn)r 青焦生產(chǎn)電極糊。
[0003] 申請(qǐng)公布號(hào)CN 102956281 A(申請(qǐng)?zhí)?01210436294.3)的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了 電極糊及其制作方法，它由以下質(zhì)量百分比的原料制成：殘極塊65~70%，電煅無(wú)煙煤8~ 15%，中溫煤瀝青20~25%，將上述質(zhì)量百分比的殘極塊分級(jí)磨粉，然后和上述質(zhì)量百分比的 電煅無(wú)煙煤、中溫煤瀝青糊料混捏，捏溫度為180~200°C，混捏時(shí)間70~80min，然后冷卻成 型。申請(qǐng)公布號(hào)CN 103832992 A(申請(qǐng)?zhí)?01210470786.4)的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種用 于索德伯格電極的電極糊及其制備方法，電極糊由固體料和黏結(jié)劑組成;其中固體料由無(wú) 煙煤、焦炭和石墨組成，黏結(jié)劑由瀝青和焦油組成；按重量百分比，其中無(wú)煙煤的含量為 40%-50%，焦炭含量為18%-22%，石墨含量為6%-8%，瀝青含量13%-15%，焦油含量 13%-15%。申請(qǐng)公布號(hào)CN 103796366 A(申請(qǐng)?zhí)?01410019699.6)的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi) 了一種密閉電極糊，以炭素原料為骨料，以有機(jī)化合物為粘結(jié)劑，經(jīng)破碎、篩分、磨粉、配料、 粘結(jié)劑熔化、干混、濕混、拉糊成型等工序制造而成。
[0004] 傳統(tǒng)的電極糊存在配方精度低，電極糊燒結(jié)之后強(qiáng)度低、電阻率高、抗熱震性能 差，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)成本較大等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種工業(yè)用導(dǎo)電材料及其制備方法。 本發(fā)明所得導(dǎo)電材料具有工藝控制精度高、強(qiáng)度高、電阻率低、良好的導(dǎo)熱性、燒結(jié)性能好、 優(yōu)良的抗熱震性和抗氧化性，制造工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是： 一種工業(yè)用導(dǎo)電材料，取下述重量配比的主要原料制備而成：電煅無(wú)煙煤4.5-6,煅后 石油焦2-4，樹(shù)脂改性瀝青1.2-1.5，凹凸棒土0.03-0.06，二氧化釷0.03-0.12，中溫煤瀝青 粉1.8-2.0。
[0007] -種工業(yè)用導(dǎo)電材料，優(yōu)選的方案是，取下述重量配比的主要原料制備而成：電煅 無(wú)煙煤4.8-5.5，煅后石油焦2.4-3.6，樹(shù)脂改性瀝青1.26-1.44，凹凸棒土0.037-0.054，二 氧化釷0.05-0.09，中溫煤瀝青粉1.86-1.93。
[0008] -種工業(yè)用導(dǎo)電材料，更加優(yōu)選的方案是，取下述重量配比的主要原料制備而成： 電煅無(wú)煙煤5.3，煅后石油焦3.3，樹(shù)脂改性瀝青1.32，凹凸棒土0.042，二氧化釷0.07，中溫 煤瀝青粉1.89。
[0009] 上述工業(yè)用導(dǎo)電材料的制備方法是： (1) 將電煅無(wú)煙煤破碎分級(jí)，其中粒度8~15 mm的為一級(jí)顆粒料，粒度4~8mm的為二級(jí) 顆粒料； (2) 將煅后石油焦篩分磨粉后分級(jí)，其中粒度2~4mm的為三級(jí)顆粒料，粒度0.5~2mm的 為四級(jí)顆粒料； (3) 將凹凸棒土粉碎，研磨，分級(jí)，其中粒度0.2~0.5mm的為五級(jí)顆粒料，粒度0~0.2mm 的為六級(jí)顆粒料； (4) 將二氧化釷粉碎，研磨，過(guò)200目篩，取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-15%的六偏磷酸鈉水溶液，加入 研磨后的二氧化銑，六偏磷酸鈉的用量為二氧化銑質(zhì)量的2 - 5 %，超聲分散1小時(shí)，靜置2小 時(shí)，傾析，離心脫水后于120°C烘箱中干燥3小時(shí)，研磨，過(guò)180目篩，得二氧化釷粉； (5) 按照一級(jí)顆粒料一樹(shù)脂改性瀝青一二級(jí)顆粒料一二級(jí)顆粒料一四級(jí)顆粒料一五級(jí) 顆粒料一中溫煤瀝青粉一二氧化釷粉一六級(jí)顆粒料的順序依次加入封閉式混碾機(jī)中攪拌 均勾，加料時(shí)間間隔為8~18 min，加料完全后充分?jǐn)嚢?7~40 min，混捏成型，混捏時(shí)間為 55~90min〇
[0010] 優(yōu)選在于步驟(4)中，取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8-12%的六偏磷酸鈉水溶液。
[0011]優(yōu)選在于步驟(4)中，六偏磷酸鈉的用量為二氧化銑質(zhì)量的2.5-4%。
[0012] 優(yōu)選在于步驟(5)中，加料時(shí)間間隔為10~15 min。
[0013] 優(yōu)選在于步驟(5)中，加料完全后充分?jǐn)嚢?0~35 min。
[0014] 優(yōu)選在于步驟(5沖，混捏時(shí)間為60~80min。
[0015] 優(yōu)選在于步驟(5)中，在常溫下成型，抽真空干燥提取易揮發(fā)溶劑。
[0016] 更加優(yōu)選的，步驟(4)中取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的六偏磷酸鈉水溶液。
[0017] 更加優(yōu)選的，步驟(4)中六偏磷酸鈉的用量為二氧化銑質(zhì)量的3%。
[0018] 更加優(yōu)選的，步驟(5)中加料時(shí)間間隔為13min。
[0019] 更加優(yōu)選的，步驟(5)中加料完全后充分?jǐn)嚢?0 min。
[0020] 更加優(yōu)選的，步驟(5)中混捏時(shí)間為70 min。
[0021] 本發(fā)明提供的工業(yè)用導(dǎo)電材料的制備工藝簡(jiǎn)單、工藝控制精度高。除此之外，本發(fā) 明的優(yōu)良效果還表現(xiàn)在： 1、 本發(fā)明所得導(dǎo)電材料具有強(qiáng)度高、電阻率低、良好的導(dǎo)熱性、燒結(jié)性能好、優(yōu)良 的抗熱震性和抗氧化性； 2、 生產(chǎn)成本較低； 3、 不易發(fā)生斷電極事故。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合實(shí)施例和實(shí)驗(yàn)例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但保護(hù)范圍不限于此。
[0023] 實(shí)施例1 一種工業(yè)用導(dǎo)電材料，取下述重量份的主要原料制備而成(每份為80Kg): 電煅無(wú)煙煤4.5份，煅后石油焦2份，樹(shù)脂改性瀝青1.2份，凹凸棒土 0.03份，二氧化釷0.03 份，中溫煤瀝青粉1.8份。
[0024] 上述工業(yè)用導(dǎo)電材料的制備方法是： (1) 將電煅無(wú)煙煤（電煅無(wú)煙煤購(gòu)自寧夏萬(wàn)博達(dá)碳素制品有限公司）破碎分級(jí)，其中粒 度8~15 mm的為一級(jí)顆粒料，粒度4~8mm的為二級(jí)顆粒料； (2) 將煅后石油焦(煅后石油焦購(gòu)自盤(pán)錦嘉禾碳素制品有限公司）篩分磨粉后分級(jí)，其 中粒度2~4mm的為三級(jí)顆粒料，粒度0.5~2mm的為四級(jí)顆粒料； (3) 將凹凸棒土粉碎，研磨，分級(jí)，其中粒度0.2~0.5mm的為五級(jí)顆粒料，粒度0~0.2mm 的為六級(jí)顆粒料； (4) 將二氧化釷粉碎，研磨，過(guò)200目篩，取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的六偏磷酸鈉水溶液，加入研 磨后的二氧化釷，六偏磷酸鈉的用量為二氧化釷質(zhì)量的2%，超聲分散1小時(shí)，靜置2小時(shí)，傾 析，離心脫水后于120°C烘箱中干燥3小時(shí)，研磨，過(guò)180目篩，得二氧化釷粉； (5) 按照一級(jí)顆粒料一樹(shù)脂改性瀝青(購(gòu)自陽(yáng)谷信民耐火材料有限公司）一二級(jí)顆粒 料一二級(jí)顆粒料一四級(jí)顆粒料一五級(jí)顆粒料一中溫煤瀝青粉(購(gòu)自邯鄭德鑫化工科技有限 公司)一二氧化釷粉一六級(jí)顆粒料的順序依次加入封閉式混碾機(jī)中攪拌均勻，，加料時(shí)間間 隔為8 min，加料完全后充分?jǐn)嚢?7 min，混捏成型，混捏時(shí)間為55min，在常溫下成型，抽真 空干燥提取易揮發(fā)溶劑。
[0025]實(shí)施例2-種工業(yè)用導(dǎo)電材料，取下述重量份的主要原料制備而成(每份為80Kg): 電煅無(wú)煙煤6份，煅后石油焦4份，樹(shù)脂改性瀝青1.5份，凹凸棒土0.06份，二氧化釷0.12份， 中溫煤瀝青粉2.0份。
[0026]上述工業(yè)用導(dǎo)電材料的制備方法是： (1) 將電煅無(wú)煙煤（電煅無(wú)煙煤購(gòu)自寧夏萬(wàn)博達(dá)碳素制品有限公司）破碎分級(jí)，其中粒 度8~15 mm的為一級(jí)顆粒料，粒度4~8mm的為二級(jí)顆粒料； (2) 將煅后石油焦(煅后石油焦購(gòu)自盤(pán)錦嘉禾碳素制品有限公司）篩分磨粉后分級(jí)，其 中粒度2~4mm的為三級(jí)顆粒料，粒度0.5~2mm的為四級(jí)顆粒料； (3) 將凹凸棒土粉碎，研磨，分級(jí)，其中粒度0.2~0.5mm的為五級(jí)顆粒料，粒度0~0.2mm 的為六級(jí)顆粒料； (4) 將二氧化釷粉碎，研磨，過(guò)200目篩，取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的六偏磷酸鈉水溶液，加入研 磨后的二氧化銑，六偏磷酸鈉的用量為二氧化銑質(zhì)量的5%，超聲分散1小時(shí)，靜置2小時(shí)，傾 析，離心脫水后于120°C烘箱中干燥3小時(shí)，研磨，過(guò)180目篩，得二氧化釷粉； (5) 按照一級(jí)顆粒料一樹(shù)脂改性瀝青(購(gòu)自陽(yáng)谷信民耐火材料有限公司）一二級(jí)顆粒 料一二級(jí)顆粒料一四級(jí)顆粒料一五級(jí)顆粒料一中溫煤瀝青粉(購(gòu)自邯鄭德鑫化工科技有限 公司）一二氧化釷粉一六級(jí)顆粒料的順序依次加入封閉式混碾機(jī)中攪拌均勻，加料時(shí)間間 隔為18 min，加料完全后充分?jǐn)嚢?0 min，混捏成型，混捏時(shí)間為90min，在常溫下成型，抽 真空干燥提取易揮發(fā)溶劑。
[0027]實(shí)施例3-種工業(yè)用導(dǎo)電材料，取下述重量份的主要原料制備而成(每份為80Kg): 電煅無(wú)煙煤4.8份，煅后石油焦2.4份，樹(shù)脂改性瀝青1.26份，凹凸棒土0.037份，二氧化釷 0.05份，中溫煤瀝青粉1.86份。
[0028]上述工業(yè)用導(dǎo)電材料的制備方法是： ⑴將電煅無(wú)煙煤(購(gòu)自石嘴山金林剛玉耐火材料有限公司)破碎分級(jí)，其中粒度8~15 mm的為一級(jí)顆粒料，粒度4~8mm的為二級(jí)顆粒料； (2) 將煅后石油焦(購(gòu)自瑞馳碳素制品有限公司）篩分磨粉后分級(jí)，其中粒度2~4mm的 為三級(jí)顆粒料，粒度0.5~2mm的為四級(jí)顆粒料； (3) 將凹凸棒土粉碎，研磨，分級(jí)，其中粒度0.2~0.5mm的為五級(jí)顆粒料，粒度0~0.2mm 的為六級(jí)顆粒料； (4) 將二氧化釷粉碎，研磨，過(guò)200目篩，取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的六偏磷酸鈉水溶液，加入研 磨后的二氧化銑，六偏磷酸鈉的用量為二氧化銑質(zhì)量的2.5 %，超聲分散1小時(shí)，靜置2小時(shí)， 傾析，離心脫水后于120°C烘箱中干燥3小時(shí)，研磨，過(guò)180目篩，得二氧化釷粉； (5) 按照一級(jí)顆粒料一樹(shù)脂改性瀝青(購(gòu)自山東柯信新材料有限公司)一二級(jí)顆粒料一 三級(jí)顆粒料一四級(jí)顆粒料一五級(jí)顆粒料一中溫煤瀝青粉(購(gòu)自邯鄲德鑫化工科技有限公 司）一二氧化釷粉一六級(jí)顆粒料的順序依次加入封閉式混碾機(jī)中攪拌均勻，加料時(shí)間間隔 為10 min，加料完全后充分?jǐn)嚢?0 min，混捏成型，混捏時(shí)間為60min，在常溫下成型，抽真 空干燥提取易揮發(fā)溶劑。
[0029] 實(shí)施例4 一種工業(yè)用導(dǎo)電材料，取下述重量份的主要原料制備而成(每份為80Kg): 電煅無(wú)煙煤5.5份，煅后石油焦3.6份，樹(shù)脂改性瀝青1.44份，凹凸棒土0.054份，二氧化釷 0.09份，中溫煤瀝青粉1.93份。
[0030] 上述工業(yè)用導(dǎo)電材料