[发明专利]一种球形树脂基电刷复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及材料制备技术领域，公开了一种球形树脂基电刷复合材料及其制备方法。本发明球形树脂基电刷复合材料包括以下质量百分数的组分：微晶石墨粉15‑30%，石墨粉43‑63%，螯合剂0.5‑3%，粘结剂20‑27%，复合润滑剂1.5‑4%，脱模剂0.02‑0.08%。本发明将石墨树脂料粉球形化，料粉的棱角得到消除，从而提高料粉的自流动性，达到各向同性的特征，尤其适用于高径向比的一次成型电刷，使材料的特性与电机工作特性得到最大程度的匹配。

技术领域

本发明涉及材料制备领域，尤其涉及一种球形树脂基电刷复合材料及其制备方法。

背景技术

众所周知，粉体混合料可由复合材料的主体填料和其中的添加剂组成。电刷材料中的主体填料作为功能主相，具有导电、增强和润滑等典型作用。而其中的添加剂根据电刷产品的不同使用工况则能起到“锦上添花”的作用，从某种意义上讲电刷粉体混合料在电刷生产中起到了决定终端作用。如何对粉体混合料进行选择和深加工，以获得具有微区界面可控、性能可设计的复合材料，是当前电碳行业，甚至为炭石墨材料的研发提供实验依据和技术支撑。

目前，现有添加剂的二次加工技术主要集中于填料表面除油，表面活化，或直接与粘结剂复合后再造粒等传统处理工艺。同时，对添加剂的二次加工研发现有报道，已有研究大都集中在与粘结剂的复合改性造粒，或与其它助剂机械混合后，再与粘结剂复合造粒使用。针对国内电碳产品存在相组成和界面研究的关联性不足，导致对实际装机运行时的摩擦磨损的前期调控缺乏依据，可以讲是一直处在滞后于先进工艺水平的二线层次，加上国外发达国家对此的技术封锁，使得国产电刷材料在国际竞争市场难获突破。

小微型电机用电刷，由于体量巨大，特别是市场要求价格低、供货周期短、外观美观，使电刷的生产逐步向自动一次性成型生产方式转变。

有些电刷性能要求高的电机，由于受到电刷结构的限制，及生产压型粉的形貌特征，一次成型的电刷难以满足实际使用要求。这主要表现为压粉的流动性差，压坯性能不均一、材料的各向同性小，严重影响电刷工作性能的有效发挥。

混合粉体的第一性质为粉体的单一粒子的性质，如粒子的形状、大小、粒度分布、粒密度等；而混合粉体的第二性质为混合粉体的性质，如粉体的流动性、填充性、堆密度、压缩成形性等。虽然混合粉体的流动性与环境温度、湿度及粉体的制作工艺密切相关，但在相同条件下，混合料的形貌及堆密度就显得尤为突出。

现有技术中的压粉通常使用石墨粉与树脂制成，由于压粉形貌是非球形，流动性较差，在自动成型机上以容积法成型时，成型空腔中粉末重量偏差大，获得的压坯性能均一性差；压坯平行方向与垂直方向的性能表现为各向同性比小，特别在必须是立式(与工作电流一致)成型的电刷产品生产中，使产品工作性能大打折扣。如中国专利公开号：CN108512006公开了一种铜-石墨-石墨烯电刷及其制备方法，所述铜-石墨-石墨烯电刷的制备方法中在压型前得到的第二复合粉体流动性较差，在压型过程中获得的压坯性能均一性差，影响电刷的工作性能。

发明内容

为了解决上述压粉流动性差导致压坯性能均一性能差，对电刷性能造成影响的问题，本发明提供了一种球形树脂基电刷复合材料，本发明将压粉球形化，解决了压粉流动性差的问题，大大提高电刷的工作性能。

本发明还提供了一种球形树脂基电刷复合材料的制备方法。

本发明的具体技术方案为：一种球形树脂基电刷复合材料，包括以下质量百分数的组分：微晶石墨粉15-30％，石墨粉43-63％，螯合剂0.215-1.89％，粘结剂20-27％，复合润滑剂1.5-4％。

本发明使用微晶石墨粉和石墨粉作为复合材料的主体填料，将粒径为纳米级的微晶石墨粉和粒径为微米级的石墨粉进行混合，在后续压粉过程中能够使成型的压块更加密实、致密，提高电刷材料的工作性能；使用螯合剂能够增加填料与树脂间的相互作用力，从而提高材料的抗冲击强度；复合润滑剂能够提高材料的润滑性和耐磨性。