[发明专利]一种采用高产炭沥青粘结剂制备炭材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用高产炭沥青粘结剂制备炭材料的方法。

背景技术

炭制品生产的主要工艺之一就是采用固体填料(煅烧焦粉)与粘结剂沥青混合，成型后焙烧成为炭制品。沥青是作为粘结剂把固体填料粘结成为块体材料，所以，粘结剂性质参数对块体材料的性能有很大关系。目前工业上采用的粘结剂是软化点80一110℃的煤焦油沥青，这些沥青的产炭率在45—60％之间，也就是说：大约40—55％的沥青在焙烧过程中变成小分子化合物离开炭制品。部分沥青组分在焙烧过程中离开基体后在制品中留下许多孔隙，孔隙越多，制品性能越低。工业上采用多次浸渍的方法来进一步提高炭制品的性能，但由此增加了产品的成本。许多产品往往只经过成型、焙烧就使用，粘结剂沥青的产炭率对产品的性能是至关重要的因素，因此，提高粘结剂沥青的产炭率可以提高炭制品的性能，也可以减少后续浸渍工艺的循环次数。近年来工业生产中采用的粘结剂沥青软化点越来越高，软化点高的沥青产炭率高，得到的炭制品性能也高。所使用的粘结剂沥青达到110℃的软化点，但更高软化点粘结剂沥青尚未采用。

发明内容

针对炭制品制造中存在的上述问题，本发明目的是提供一种采用采用高产炭沥青粘结剂制备抗压强度和抗弯曲强度高的炭材料的方法。

本发明的制备方法如下：

将产炭率60—70％的煤焦油沥青与固体填料按煤焦油沥青与固体填料重量比为1:1～4物理混合，成型，然后于惰性气氛中800—1000℃下焙烧，制得炭材料。

所述的固体填料为煅烧后的沥青焦或石油焦，焦粉粒度为5微米—2000微米之间；

所述产炭率为沥青在惰性气氛中加热到800℃的残留物质量占初始沥青质量的比例；

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、制备简单，操作方便。

2、制备的炭材料抗压强度和抗弯曲强度高。

具体实施方式

对比例

采用煅烧后的沥青焦粉7.0重量份，粒度为5—2000微米，软化点95℃、产炭率55％的粘结剂沥青3.0重量份，在高速混合机里混合30分钟后在模具中压制成型，在惰性气氛中焙烧到1000℃，即得到炭制品。炭制品密度为1.55g/cm³(克/立方厘米)，抗压强度为25.5Mpa(10⁶帕斯卡/平方米)，抗弯曲强度为10.3Mpa。

实施例1

采用煅烧后的沥青焦粉6.5重量份，粒度为5—400微米，软化点110℃、产炭率60％的粘结剂沥青3.5重量份，在高速混合机里混合30分钟后在模具中压制成型，在惰性气氛中焙烧到800℃，即得到炭制品。炭制品密度为1.59g/cm³，抗压强度为26.9Mpa，抗弯曲强度为10.8Mpa。

实施例2

采用煅烧后的沥青焦粉6.0重量份，粒度为300—700微米，软化点121℃、产炭率65.7％的粘结剂沥青4.0重量份，在高速混合机里混合30分钟后在模具中压制成型，在惰性气氛中焙烧到850℃，即得到炭制品。炭制品密度为1.63g/cm³，抗压强度为28.7Mpa，抗弯曲强度为13.5Mpa。

实施例3

采用煅烧后的沥青焦粉5.2重量份，粒度为600—1000微米，软化点131.5℃、产炭率68.4％的粘结剂沥青4.8重量份，在高速混合机里混合30分钟后在模具中压制成型，在惰性气氛中焙烧到900℃，即得到炭制品。炭制品密度为1.67g/cm³，抗压强度为31.1Mpa，抗弯曲强度为14.9Mpa。

实施例4

采用煅烧后的沥青焦粉5.0重量份，粒度为900—1300微米，软化点135.6℃、产炭率70.0％的粘结剂沥青5.0重量份，在高速混合机里混合30分钟后在模具中压制成型，在惰性气氛中焙烧到950℃，即得到炭制品。炭制品密度为1.71g/cm³，抗压强度为32.9Mpa，抗弯曲强度为13.5Mpa。

实施例5

采用煅烧后的沥青焦粉6.8重量份，粒度为1300—1700微米，软化点121℃、产炭率65.7％的粘结剂沥青3.2重量份，在高速混合机里混合30分钟后在模具中压制成型，在惰性气氛中焙烧到1000℃，即得到炭制品。炭制品密度为1.62g/cm³，抗压强度为27.9Mpa，抗弯曲强度为13.1Mpa。

实施例6

采用煅烧后的沥青焦粉8.0重量份，粒度为1600—2000微米，软化点121℃、产炭率62.1％的粘结剂沥青2.0重量份，在高速混合机里混合30分钟后在模具中压制成型，在惰性气氛中焙烧到980℃，即得到炭制品。炭制品密度为1.61g/cm³，抗压强度为28.0Mpa，抗弯曲强度为13.3Mpa。