本发明涉及炭材料浸渍处理领域，尤其涉及一种电炭材料用自渗透浸渍抑弧剂及其制备方法。
背景技术：
炭石墨材料具有耐高温、高导电导热性、高润滑性、良好的化学稳定性、高可塑性以及优良的抗热震性等特性，已受到工业界和学术界的广泛关注。炭石墨材料是指以炭素粉料和粘结剂为原料，经配料、混捏、压型和高温热处理制成的复合材料。因此，由于原材料的密度、结构不一，容易产生乱层结构，造成许多缺陷，如基面堆积缺陷、螺旋形错位、晶界错位、空洞缺陷、气孔和晶体交织缺陷等。这就导致炭石墨材料制品存在孔隙，其孔隙率一般在20％～30％左右的，这些孔隙影响了其整体性能，限制炭石墨材料的应用。随着现代工业的发展，对炭石墨材料的要求也越来越高，因此，相关研究者对炭石墨材料进行了大量的浸渍处理，以填充孔隙，弥补这些孔隙带来的缺陷，经浸渍处理后，其机械、理化性能通常能够得到大幅度的改善和提升。
炭系转动电接触材料的摩擦副工况恶劣，磨损表面温度异常，表面温度可持续出现170℃～180℃的高温，尤其是持续的电弧侵蚀，常出现2～3级，甚至更高级电火花，即炭刷整个边缘有强烈火花，伴有大火花飞出；其换向器上黑痕相当严重。为此，在炭刷配料过程中中添加各种添加剂，使炭刷的换向性能和抗磨性能得以改善成为本行业技术工作者的首选办法，但是由于炭刷原材料各组分的匹配性及界面不相容等问题，常导致设计的改良配比不能付诸实际应用。为此，为了解决和协调载流磨损过程中的异常磨耗，减弱因摩擦副不匹配导致的异常火花，相关科研人员也尝试采用浸渍工艺实现减磨作用，进而提高炭刷的综合性能；但是现有浸渍研究主要集中于真空浸渍及加压浸渍等方法，不仅能耗高，污染大，而且浸渍效果一般，因此，鲜有对其润滑灭弧和自发浸渍等的文献和专利报道。
选择好综合性能优良、性价比高且浸渍工艺可控的浸渍剂，既克服了现有高功率电机或高速电机用电炭选材难，寿命短的缺陷，同时又可为现有电机的使用范围延伸和拓展提供材料保障。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种电炭材料用自渗透浸渍抑弧剂及其制备方法，解决了现有高功率电机选材难、寿命短的难题，同时又确保了抑弧剂良好的固结及长效润滑抑弧作用，使得电炭材料的运行电火花长期稳定在1级及以下的状态，大幅提升了电炭材料的使用寿命。
技术实现要素：
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是开发一种电炭材料用自渗透浸渍抑弧剂及其制备方法，解决了现有高功率电机选材难、寿命短的难题，同时又确保了抑弧剂良好的固结及长效润滑抑弧作用，使得电炭材料的运行电火花长期稳定在1级及以下的状态，大幅提升了电炭材料的使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供了一种电炭材料用自渗透浸渍抑弧剂，包括基体料、组合填料、固化剂、偶联剂和活化剂；其中，基体料的质量分数为50％～70％，组合填料的质量分数为20％～30％，固化剂的质量分数为5％～10％，偶联剂的质量分数为0.5％～1％，活化剂的质量分数为1％～2％。
进一步地，基体料包括抗磨液压油和二甲基硅油，其中抗磨液压油的质量分数为40％～50％，二甲基硅油的质量分数为10％～20％。
进一步地，组合填料包括合成油脂amp、三氧化二锑和十溴二苯乙烷，其中，合成油脂amp14％～18％、三氧化二锑3％～6％和十溴二苯乙烷3％～6％。
进一步地，固化剂被设置为使用植物天然树脂。
进一步地，耦合剂被设置为甘油。
进一步地，活化剂被设置为三聚氰胺氰尿酸盐。
在本发明的一较佳实施方式中本发明提供了一种电炭材料用自渗透浸渍抑弧剂的制备方法，将基体料、组合填料、固化剂、偶联剂和活化剂相溶配伍，加热混合后使用二次超声分散辅助红外线辐射，最后调节粘度。
进一步地，还包括浸渍方法，浸渍方法被设置为加热自发浸渍，浸渍完成后加温固化。
进一步地，自发浸渍被设置为自发主动进入碳质材料微气孔和联通管路中。
进一步地，加热自发浸渍工艺被设置为加热温度被设置为80℃～120℃，浸渍后在干燥箱中进行加温固化，固化温度设置为80℃～100℃，固化时间设置为1h～2h。
技术效果
1、本发明的抑弧剂能自发主动进入炭质材料微气孔和联通管路中，解决了现有抑弧材料难以兼备携带阻燃物和在孔隙中固结的难题，并使得电炭材料载流运行中电火花长期稳定在1级以内，大幅提升电炭材料的使用寿命；
2、本发明的抑弧剂制备方法成本低廉、工艺步骤简单，得到的浸渍剂性能稳定，润滑灭弧性优良且实用性广。
以下将结合对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
具体实施方式
本发明的一种电炭材料用自渗透浸渍抑弧剂，包括基体料、组合填料、固化剂、偶联剂和活化剂；以抗磨液压油和二甲基硅油的混合料为基体料；以合成油脂amp、三氧化二锑和十溴二苯乙烷的混合物为组合填料；以植物树脂为长效固化剂；以甘油为偶联剂；以三聚氰胺氰尿酸盐为活化剂；其中，基体料的质量分数为50％～70％，组合填料的质量分数为20％～30％，固化剂的质量分数为5％～10％，偶联剂的质量分数为0.5％～1％，活化剂的质量分数为1％～2％。
实施例一
本实施例中的电炭材料用自渗透浸渍抑弧剂的质量分数具体为：
基体料：质量分数为：60％，其中：抗磨液压油为45％，二甲基硅油15％。
组合填料：质量分数为：27％。其中，合成油脂amp18％、三氧化二锑5％和十溴二苯乙烷4％。
长效固化剂：植物天然树脂，质量分数为：10％。
偶联剂：甘油，质量分数为：1％。
活化剂：三聚氰胺氰尿酸盐，质量分数为：2％。
实施例二
本实施例中的电炭材料用自渗透浸渍抑弧剂的质量分数具体为：
基体料：质量分数为：67％，其中：抗磨液压油为47％，二甲基硅油20％。
组合填料：质量分数为：20％。其中，合成油脂amp14％、三氧化二锑3％和十溴二苯乙烷3％。
长效固化剂：植物天然树脂，质量分数为：10％。
偶联剂：甘油，质量分数为：1％。
活化剂：三聚氰胺氰尿酸盐，质量分数为：2％。
实施例三
本实施例中的电炭材料用自渗透浸渍抑弧剂的质量分数具体为：
基体料：质量分数为：62％，其中：抗磨液压油为44％，二甲基硅油18％。
组合填料：质量分数为：25％。其中，合成油脂amp18％、三氧化二锑4％和十溴二苯乙烷3％。
长效固化剂：植物天然树脂，质量分数为：10％。
偶联剂：甘油，质量分数为：1％。
活化剂：三聚氰胺氰尿酸盐，质量分数为：2％。
实施例四
本实施例中的电炭材料用自渗透浸渍抑弧剂的质量分数具体为：
基体料：质量分数为：57％，其中：抗磨液压油为43％，二甲基硅油14％。
组合填料：质量分数为：30％。其中，合成油脂amp18％、三氧化二锑6％和十溴二苯乙烷6％。
长效固化剂：植物天然树脂，质量分数为：10％。
偶联剂：甘油，质量分数为：1％。
活化剂：三聚氰胺氰尿酸盐，质量分数为：2％。
实施例五
本发明实施例一至实施例四中的电炭材料用自渗透浸渍抑弧剂的制备方法具体为：将基体料、组合填料、固化剂、偶联剂和活化剂相溶配伍，加热混合后使用二次超声分散辅助红外线辐射，最后调节粘度。
本实施例中的制备方法还包括浸渍方法，浸渍方法被设置为加热自发浸渍，浸渍完成后加温固化。自发浸渍为自发主动进入碳质材料微气孔和联通管路中，具体地加热自发浸渍工艺被设置为加热温度被设置为120℃，浸渍后在干燥箱中进行加温固化，固化温度设置为80℃，固化时间设置为1h。
实施例六
本实施例的制备方法与实施例五的相同，将基体料、组合填料、固化剂、偶联剂和活化剂相溶配伍，加热混合后使用二次超声分散辅助红外线辐射，最后调节粘度。
本实施例中的制备方法还包括浸渍方法，浸渍方法被设置为加热自发浸渍，浸渍完成后加温固化。自发浸渍为自发主动进入碳质材料微气孔和联通管路中，具体地，加热自发浸渍工艺被设置为加热温度被设置为110℃，浸渍后在干燥箱中进行加温固化，固化温度设置为80℃，固化时间设置为1.5h。
实施例七
本实施例的制备方法与实施例五的相同，将基体料、组合填料、固化剂、偶联剂和活化剂相溶配伍，加热混合后使用二次超声分散辅助红外线辐射，最后调节粘度。
本实施例中的制备方法还包括浸渍方法，浸渍方法被设置为加热自发浸渍，浸渍完成后加温固化。自发浸渍为自发主动进入碳质材料微气孔和联通管路中，具体地，加热自发浸渍工艺被设置为加热温度被设置为80℃，浸渍后在干燥箱中进行加温固化，固化温度设置为90℃，固化时间设置为1.5h。
实施例八
本实施例的制备方法与实施例五的相同，将基体料、组合填料、固化剂、偶联剂和活化剂相溶配伍，加热混合后使用二次超声分散辅助红外线辐射，最后调节粘度。
本实施例中的制备方法还包括浸渍方法，浸渍方法被设置为加热自发浸渍，浸渍完成后加温固化。自发浸渍为自发主动进入碳质材料微气孔和联通管路中，具体地，加热自发浸渍工艺被设置为加热温度被设置为85℃，浸渍后在干燥箱中进行加温固化，固化温度设置为100℃，固化时间设置为1.2h。
实施例九
本实施例的制备方法与实施例五的相同，将基体料、组合填料、固化剂、偶联剂和活化剂相溶配伍，加热混合后使用二次超声分散辅助红外线辐射，最后调节粘度。
本实施例中的制备方法还包括浸渍方法，浸渍方法被设置为加热自发浸渍，浸渍完成后加温固化。自发浸渍为自发主动进入碳质材料微气孔和联通管路中，具体地，加热自发浸渍工艺被设置为加热温度被设置为80℃，浸渍后在干燥箱中进行加温固化，固化温度设置为100℃，固化时间设置为2h。
本发明的电炭材料用自渗透浸渍抑弧剂能自发主动进入炭质材料微气孔和联通管路中，解决了现有抑弧材料难以兼备携带阻燃物和在孔隙中固结的难题，并使得电炭材料载流运行中电火花长期稳定在1级以内，大幅提升电炭材料的使用寿命。同时本发明的电炭材料用自渗透浸渍抑弧剂制备方法成本低廉、工艺步骤简单，得到的浸渍剂性能稳定、润滑灭弧性优良且实用性广。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。