一種工業用導電材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于導電材料技術領域，特別是涉及一種工業用導電材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 電極糊是供給鐵合金爐、電石爐等電爐設備使用的導電材料，按其使用方式，也是 一種連續自焙電極。生產電極糊的主要原料是無煙煤和冶金焦。目前生產兩種不同配方的 電極糊。一種是所謂標準電極糊。大量使用于鐵合金爐及中、小型電石爐。這種電極糊采用 軟化點為65~75°C的中瀝青為粘結劑。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電性與導熱性，以及適宜的燒結速度。因此，生產這種 電極糊的配料與標準電極糊不同，除用無煙煤為原料外，還使用導電性、導熱性較好的石墨 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瀝 青焦生產電極糊。
[0003] 申請公布號CN 102956281 A(申請號201210436294.3)的中國專利文獻公開了 電極糊及其制作方法，它由以下質量百分比的原料制成：殘極塊65~70%，電煅無煙煤8~ 15%，中溫煤瀝青20~25%，將上述質量百分比的殘極塊分級磨粉，然后和上述質量百分比的 電煅無煙煤、中溫煤瀝青糊料混捏，捏溫度為180~200°C，混捏時間70~80min，然后冷卻成 型。申請公布號CN 103832992 A(申請號201210470786.4)的中國專利文獻公開了一種用 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劑組成;其中固體料由無 煙煤、焦炭和石墨組成，黏結劑由瀝青和焦油組成；按重量百分比，其中無煙煤的含量為 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%。申請公布號CN 103796366 A(申請號201410019699.6)的中國專利文獻公開 了一種密閉電極糊，以炭素原料為骨料，以有機化合物為粘結劑，經破碎、篩分、磨粉、配料、 粘結劑熔化、干混、濕混、拉糊成型等工序制造而成。
[0004] 傳統的電極糊存在配方精度低，電極糊燒結之后強度低、電阻率高、抗熱震性能 差，產品質量不穩定、生產成本較大等缺點。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種工業用導電材料及其制備方法。 本發明所得導電材料具有工藝控制精度高、強度高、電阻率低、良好的導熱性、燒結性能好、 優良的抗熱震性和抗氧化性，制造工藝簡單，生產成本較低。
[0006] 本發明的技術方案是： 一種工業用導電材料，取下述重量配比的主要原料制備而成：電煅無煙煤4.5-6,煅后 石油焦2-4，樹脂改性瀝青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] -種工業用導電材料，優選的方案是，取下述重量配比的主要原料制備而成：電煅 無煙煤4.8-5.5，煅后石油焦2.4-3.6，樹脂改性瀝青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] -種工業用導電材料，更加優選的方案是，取下述重量配比的主要原料制備而成： 電煅無煙煤5.3，煅后石油焦3.3，樹脂改性瀝青1.32，凹凸棒土0.042，二氧化釷0.07，中溫 煤瀝青粉1.89。
[0009] 上述工業用導電材料的制備方法是： (1) 將電煅無煙煤破碎分級，其中粒度8~15 mm的為一級顆粒料，粒度4~8mm的為二級 顆粒料； (2) 將煅后石油焦篩分磨粉后分級，其中粒度2~4mm的為三級顆粒料，粒度0.5~2mm的 為四級顆粒料； (3) 將凹凸棒土粉碎，研磨，分級，其中粒度0.2~0.5mm的為五級顆粒料，粒度0~0.2mm 的為六級顆粒料； (4) 將二氧化釷粉碎，研磨，過200目篩，取質量分數為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量的2 - 5 %，超聲分散1小時，靜置2小 時，傾析，離心脫水后于120°C烘箱中干燥3小時，研磨，過180目篩，得二氧化釷粉； (5) 按照一級顆粒料一樹脂改性瀝青一二級顆粒料一二級顆粒料一四級顆粒料一五級 顆粒料一中溫煤瀝青粉一二氧化釷粉一六級顆粒料的順序依次加入封閉式混碾機中攪拌 均勾，加料時間間隔為8~18 min，加料完全后充分攪拌17~40 min，混捏成型，混捏時間為 55~90min〇
[0010] 優選在于步驟(4)中，取質量分數為8-12%的六偏磷酸鈉水溶液。
[0011]優選在于步驟(4)中，六偏磷酸鈉的用量為二氧化銑質量的2.5-4%。
[0012] 優選在于步驟(5)中，加料時間間隔為10~15 min。
[0013] 優選在于步驟(5)中，加料完全后充分攪拌20~35 min。
[0014] 優選在于步驟(5沖，混捏時間為60~80min。
[0015] 優選在于步驟(5)中，在常溫下成型，抽真空干燥提取易揮發溶劑。
[0016] 更加優選的，步驟(4)中取質量分數為10%的六偏磷酸鈉水溶液。
[0017] 更加優選的，步驟(4)中六偏磷酸鈉的用量為二氧化銑質量的3%。
[0018] 更加優選的，步驟(5)中加料時間間隔為13min。
[0019] 更加優選的，步驟(5)中加料完全后充分攪拌30 min。
[0020] 更加優選的，步驟(5)中混捏時間為70 min。
[0021] 本發明提供的工業用導電材料的制備工藝簡單、工藝控制精度高。除此之外，本發 明的優良效果還表現在： 1、 本發明所得導電材料具有強度高、電阻率低、良好的導熱性、燒結性能好、優良 的抗熱震性和抗氧化性； 2、 生產成本較低； 3、 不易發生斷電極事故。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合實施例和實驗例詳細說明本發明的技術方案，但保護范圍不限于此。
[0023] 實施例1 一種工業用導電材料，取下述重量份的主要原料制備而成(每份為80Kg): 電煅無煙煤4.5份，煅后石油焦2份，樹脂改性瀝青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] 上述工業用導電材料的制備方法是： (1) 將電煅無煙煤（電煅無煙煤購自寧夏萬博達碳素制品有限公司）破碎分級，其中粒 度8~15 mm的為一級顆粒料，粒度4~8mm的為二級顆粒料； (2) 將煅后石油焦(煅后石油焦購自盤錦嘉禾碳素制品有限公司）篩分磨粉后分級，其 中粒度2~4mm的為三級顆粒料，粒度0.5~2mm的為四級顆粒料； (3) 將凹凸棒土粉碎，研磨，分級，其中粒度0.2~0.5mm的為五級顆粒料，粒度0~0.2mm 的為六級顆粒料； (4) 將二氧化釷粉碎，研磨，過200目篩，取質量分數為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量的2%，超聲分散1小時，靜置2小時，傾 析，離心脫水后于120°C烘箱中干燥3小時，研磨，過180目篩，得二氧化釷粉； (5) 按照一級顆粒料一樹脂改性瀝青(購自陽谷信民耐火材料有限公司）一二級顆粒 料一二級顆粒料一四級顆粒料一五級顆粒料一中溫煤瀝青粉(購自邯鄭德鑫化工科技有限 公司)一二氧化釷粉一六級顆粒料的順序依次加入封閉式混碾機中攪拌均勻，，加料時間間 隔為8 min，加料完全后充分攪拌17 min，混捏成型，混捏時間為55min，在常溫下成型，抽真 空干燥提取易揮發溶劑。
[0025]實施例2-種工業用導電材料，取下述重量份的主要原料制備而成(每份為80Kg): 電煅無煙煤6份，煅后石油焦4份，樹脂改性瀝青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]上述工業用導電材料的制備方法是： (1) 將電煅無煙煤（電煅無煙煤購自寧夏萬博達碳素制品有限公司）破碎分級，其中粒 度8~15 mm的為一級顆粒料，粒度4~8mm的為二級顆粒料； (2) 將煅后石油焦(煅后石油焦購自盤錦嘉禾碳素制品有限公司）篩分磨粉后分級，其 中粒度2~4mm的為三級顆粒料，粒度0.5~2mm的為四級顆粒料； (3) 將凹凸棒土粉碎，研磨，分級，其中粒度0.2~0.5mm的為五級顆粒料，粒度0~0.2mm 的為六級顆粒料； (4) 將二氧化釷粉碎，研磨，過200目篩，取質量分數為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量的5%，超聲分散1小時，靜置2小時，傾 析，離心脫水后于120°C烘箱中干燥3小時，研磨，過180目篩，得二氧化釷粉； (5) 按照一級顆粒料一樹脂改性瀝青(購自陽谷信民耐火材料有限公司）一二級顆粒 料一二級顆粒料一四級顆粒料一五級顆粒料一中溫煤瀝青粉(購自邯鄭德鑫化工科技有限 公司）一二氧化釷粉一六級顆粒料的順序依次加入封閉式混碾機中攪拌均勻，加料時間間 隔為18 min，加料完全后充分攪拌40 min，混捏成型，混捏時間為90min，在常溫下成型，抽 真空干燥提取易揮發溶劑。
[0027]實施例3-種工業用導電材料，取下述重量份的主要原料制備而成(每份為80Kg): 電煅無煙煤4.8份，煅后石油焦2.4份，樹脂改性瀝青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]上述工業用導電材料的制備方法是： ⑴將電煅無煙煤(購自石嘴山金林剛玉耐火材料有限公司)破碎分級，其中粒度8~15 mm的為一級顆粒料，粒度4~8mm的為二級顆粒料； (2) 將煅后石油焦(購自瑞馳碳素制品有限公司）篩分磨粉后分級，其中粒度2~4mm的 為三級顆粒料，粒度0.5~2mm的為四級顆粒料； (3) 將凹凸棒土粉碎，研磨，分級，其中粒度0.2~0.5mm的為五級顆粒料，粒度0~0.2mm 的為六級顆粒料； (4) 將二氧化釷粉碎，研磨，過200目篩，取質量分數為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量的2.5 %，超聲分散1小時，靜置2小時， 傾析，離心脫水后于120°C烘箱中干燥3小時，研磨，過180目篩，得二氧化釷粉； (5) 按照一級顆粒料一樹脂改性瀝青(購自山東柯信新材料有限公司)一二級顆粒料一 三級顆粒料一四級顆粒料一五級顆粒料一中溫煤瀝青粉(購自邯鄲德鑫化工科技有限公 司）一二氧化釷粉一六級顆粒料的順序依次加入封閉式混碾機中攪拌均勻，加料時間間隔 為10 min，加料完全后充分攪拌20 min，混捏成型，混捏時間為60min，在常溫下成型，抽真 空干燥提取易揮發溶劑。
[0029] 實施例4 一種工業用導電材料，取下述重量份的主要原料制備而成(每份為80Kg): 電煅無煙煤5.5份，煅后石油焦3.6份，樹脂改性瀝青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] 上述工業用導電材料