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| 石墨乳的制備、應用及發(fā)展趨勢 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-07-02 10:52:42 瀏覽次數： |
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1 細拉絲石墨乳的制備工藝及原則配方
1．1 細拉絲石墨乳制備工藝
（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）按配方在攪拌釜中加入石墨超細微粒子、部分純水和氨水，攪拌分散均勻，達到微粒子分散、解膠要求后，再加入乙二醇、聚乙烯醇、苯乙烯丙烯酸乳液、部分氨水、分散劑，在高速分散器中高速分散，2h 后，加入振動(dòng)球磨機中球磨20h，放出上料加入增稠劑聚丙烯酰胺PHP30(900～1000)并捏和均勻，再檢測、過(guò)篩、包裝、入庫。
1．2 細拉絲石墨乳原則配方
石墨超細微粒子，12%～35%; 分散劑，1%～5%; 粘結劑，8%～18%; 有機助劑，5%～9%; 氨水，2%～4%; 增稠劑，16%～23%; 純水，余量。
2 彩色顯像管用黑底石墨乳制備
2．1 石墨原料選擇
彩管石墨乳對石墨品質(zhì)的基本要求，主要有: ①具有一定的純度，鱗片石墨要達98%以上，土狀石墨要達94% 以上; ②揮發(fā)份低，熱減耗溫度在700℃以上; ③Cl－、F－的質(zhì)量分數不得超出30mg /kg。
2.2 黑底石墨乳用超細石墨微粒子制備
鱗片石墨微粒子制備采用的是濕粉碎系統。具體操作是: 將325 目鱗片石墨粉和其它輔助材料按一定比例充分混合，攪拌均勻，加入CB2300雙筒振動(dòng)磨中研磨粉碎，混合料的固性成份在28%～30%、pH 為10±0．15、黏度為50～80cp( 25℃) ，研磨粉碎的時(shí)間為20 ～ 25h。然后排料，將料用隔膜泵打入粗分級機，分級得到的粗粒子返回振動(dòng)磨配料槽用于配料，細粒子再進(jìn)一步用精密分級機分級。精分級后，將細粒子液用水稀釋使其溶液濃度為0.8% ～ 1.5%，再加入適量磷酸加以凝析，使溶液的pH = 2～3，充分攪拌，放置8～10h，進(jìn)入捕集機捕集得到固性成份28%～32%的微濾餅，即半成品。
2.3 黑底石墨乳中石墨粒子的分散條件
彩管用黑底石墨乳中使用的原料是石墨。石墨屬于疏水性物質(zhì)，如果單靠攪拌石墨粒子是不能得到穩定的分散體系的。通常為了達到良好的分散效果，需要增加分散劑，又稱(chēng)保護性膠體，如羧甲基纖維素鈉( CMC) 、聚乙烯吡咯烷酮( PVP) 、聚乙烯醇( PVA) 和阿拉伯膠等。其作用是，這些保護性膠體可包圍在石墨粒子周?chē)?，把它變成親水性，因此，要使石墨粒子在水中能夠保持穩定存在，就必須加入適量的分散劑。
黑底石墨乳的分散條件是: ①膠體石墨粒子的超細化處理，即為前述的石墨粒子進(jìn)行超細粉碎和分級處理; ②石墨粒子在水中的分散體系的處理: 為使石墨膠體粒子能夠穩定地分散在水中，首先添加親水性保護性膠體( 分散劑) ，另外添加與石墨粒子相同電荷的解膠劑，使石墨微粒子之間增強排斥力，而穩定地懸浮于水中，不發(fā)生凝集、沉降，石墨粒子在pH 為10 左右的水中帶負電荷，解膠劑為陰離子( 或堿性) 物質(zhì)，一般選用價(jià)廉、但效果好的氨水，這時(shí)石墨粒子在水中能夠很好地分散。
2．4 黑底石墨乳的生產(chǎn)工藝流程
石墨半成品→解膠→( 增稠劑+ 粘結劑+ 分散劑) 攪拌→除鐵→取樣→檢測→成品。將石墨微濾餅稱(chēng)量，按一定比例加入純水攪拌。然后，按比例加入解膠劑，用裝有鋼球的砂磨機解膠。按要求，如需配制1t 成品，解膠作業(yè)時(shí)間一般為1 ～1.5h。解膠完全后，pH 調整到10 左右，這時(shí)石墨微粒子表面帶電荷，在液相中處于分散狀態(tài)，然后，再按比例分別加入增稠劑( 羧甲基纖維素) 、粘結劑( 硅溶膠) 和分散劑等輔助材料。配比為: 石墨干量為9%～11%，增稠劑量為0.8%～1.8%，粘結劑量為2%～4%，分散劑量為1%～2%，去離子水量為80%～90%。經(jīng)高速攪拌機攪拌均勻，時(shí)間為1h 左右，固定電磁鐵除鐵，然后取樣品1kg 放置10h 以上，在搖擺機上晃動(dòng)0.5h，檢測。檢測合格后，最終成為黑底石墨乳產(chǎn)品。
3 石墨乳的應用
3.1 細拉絲石墨乳在鎢絲拉制中的應用
新研制的細拉絲石墨乳，經(jīng)上海上燈鎢鉬制品有限公司在10MD2A 和10MD2B 多模拉絲機上使用，證明其石墨平均粒徑小，用純水稀釋后不沉降，在鎢絲表面附著(zhù)性能好，成膜強度高，潤滑膜均勻、致密，具有良好的抗氧化性能。
3.2 黑底石墨乳在彩色顯象管中的應用
彩色顯象管采用石墨黑底技術(shù)是生產(chǎn)技術(shù)上的進(jìn)步。由于石墨的電阻率小，所以是一種優(yōu)良的導電體，它色黑且不透明，具有吸熱且輻射能大、二次電子放射能小、氣體吸收量大及熱膨脹率小等特性，涂于顯象管的內壁，防止二次電子放射，促使光反射小，起屏蔽作用。該彩管黑底石墨乳涂料完全適于日立型彩管生產(chǎn)的使用要求，化學(xué)性能穩定，涂敷效果好，畫(huà)面圖像清晰，對比度強，亮度高。目前，在廣東福地和上海永新彩管公司的日立型彩管生產(chǎn)線(xiàn)上使用，效果良好。
3.3 石墨乳在電鑄中的應用
以非金屬母模電鑄，首先要對母模表面進(jìn)行一系列復雜的化學(xué)處理，使其表面導電化。我們在試驗中使用了一種電真空材料－ 石墨乳作導電化處理材料，取得了良好的處理效果。人們看到，各種陰極射線(xiàn)管，如顯像管、示波管，它們的波殼內外都有一層黑色的涂層，這就是以石墨乳形式涂上去的石墨導電層。
3.4 膠體石墨乳的應用
可提供水基、油基、速干性多種潤滑劑及防腐蝕導電涂料，產(chǎn)品分為玻纖導電石墨乳; 鍛造石墨乳; 拉絲石墨乳; 高能電池導電涂料; 活塞壓鑄涂料; 陽(yáng)極、油基石墨乳; 石墨節能添加劑; 齒輪減磨添加劑; 熱采高溫石墨密封脂九大系列、三十多個(gè)品種供用戶(hù)選擇。石墨乳除了用作導電材料外，在金屬母模電鑄中還可用作脫模劑。
4 石墨乳的發(fā)展趨勢
石墨是我國優(yōu)勢非金屬礦產(chǎn)之一。我國石墨資源豐富，儲量和產(chǎn)銷(xiāo)量都居世界首位，目前已探明儲量晶質(zhì)石墨礦物15 692 萬(wàn)t、隱晶質(zhì)石墨礦物4 780 萬(wàn)t。與世界同類(lèi)礦床比較，我國石墨礦石質(zhì)量總體上處于中等水平。在資源分布上，全國20 多個(gè)省、市、自治區發(fā)現有石墨礦點(diǎn)，其中黑龍江、山東、內蒙古及山西、河北交界處集中了全國晶質(zhì)石墨保有儲量的90% 以上，隱晶質(zhì)石墨則主要分布在湖南、吉林兩省。但由于技術(shù)開(kāi)發(fā)投入不夠，目前我國石墨仍以原料生產(chǎn)及加工鱗片石墨為主，相應的石墨乳材料開(kāi)發(fā)也不夠完全。石墨乳是前景很大的新興材料，能夠廣泛用于高科技領(lǐng)域，發(fā)達國家已經(jīng)投入人力、財力進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究。天然石墨乳深加工技術(shù)進(jìn)展很快，目前已形成一些新型產(chǎn)業(yè)。
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