专利名称：纳米稀土复合高耐磨电刷添加剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种电刷添加剂及其制备方法，特别是一种用于提高电刷耐磨性和降 低环火花的纳米稀土复合高耐磨电刷添加剂及其制备方法。
背景技术：
电刷是面广量大的电器耗材元件，统计国内目前年消耗量为12000余吨，市场容 量约50亿元。传统电刷以二硫化钼和二硫化钨为润滑耐磨剂，其存在耐磨性差、环火花大、 电机换向器或发电机滑环磨损大的弊端，影响了最终使用寿命，增加了电器设备维修成本。 国内外研究机构和电刷生产企业十分关注高使用寿命优质电刷的开发，不少新型电刷逐步 投放市场，但由于成本价格高难以让市场接受。
发明内容
本发明要解决的技术问题是解决现有的电刷成本高使用寿命不理想的技术问 题，本发明提供一种纳米稀土复合高耐磨电刷添加剂及其制备方法，在电刷生产过程中添 加该添加剂，能增加电刷磁致伸缩功能，电刷磁致伸缩功能增强，则电刷的耐磨性能增加、 电刷使用过程中的环火花明显降低、在电动机或发电机的滑环或换向器表面形成了一层磁 性保护膜。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种纳米稀土复合高耐磨电刷添加 剂，其由纳米稀土氧化物、超细级的半金属元素的氧化物和超细级的过渡元素的氧化物通 过超高温机械化学法复合而成。作为优选，所述的稀土氧化物为氧化钇、氧化铈、氧化钐、氧化钕、氧化镧和氧化镨 中的一种或几种的混合。作为优选，所述的半金属元素的氧化物为氧化硅或氧化硼或其混合物。作为优选，所述的过渡元素的氧化物为氧化钼、氧化钴和氧化锰中的一种或几种 的混合。前述的纳米稀土复合高耐磨电刷添加剂的制备方法，具有如下工艺过程将稀土 经过化学法制备成纳米级稀土氧化物，与超细级的半金属元素的氧化物和超细级的过渡元 素的氧化物通过超高温机械化学法复合，再经过高压解聚机进行解聚分散，用十六烷基三 甲基溴化氨和硅烷类偶联剂进行湿法改性处理或用十二烷基苯磺酸钠和钛酸酯偶联剂进 行湿法改性处理，再通过喷雾干燥处理和气流法解聚，得成品。本发明的有益效果是，本发明的纳米稀土复合高耐磨电刷添加剂，生产成本低，由 于采用了稀土、半金属元素和过渡元素的氧化物的纳米或超细粉体材料，并对粉体做了针 对性的复合改性工艺，使其能与电刷的主要原材料——碳粉或金属粉有效的结合，为电刷 在生产过程中的混粉渗透提供了有效的互融保证。在电刷生产过程中添加此材料能增加电 刷在与电动机或发电机的换向器滑环接触时所产生磁致伸缩保护层，并能有效提高电刷的 耐磨性1200小时，耐磨性能检测磨损率降低了 30%，电刷所产生的环火花明显降低。通过对粉体表面进行改性增强了很大的化学结合性，生产过程中采用普通机械混合，该添加剂 就能均勻地分散于电刷的主要材料中。
图1是本发明的纳米稀土复合高耐磨电刷添加剂的制备方法的工艺流程图。图2是电刷中添加本发明的纳米稀土复合高耐磨电刷添加剂与电刷中添加二硫 化钼后电刷耐磨性能检测图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明。实施例1取IKg经过化学法制备成的纳米稀土氧化物其一次粒径在20 50nm，二次颗粒 D50 0. 8um左右；纳米稀土氧化物为250g氧化钇、250g氧化镧、250g氧化钕和250g氧化镨， 将上述纳米稀土氧化物与IOOg超细级氧化硅粉体、50g超细级氧化钼粉体、50g超细级氧化 钴粉体通过800°C机械化学法复合；再经过150Mpa压力的解聚机进行解聚分散，选用IOOg 十六烷基三甲基溴化氨和60g的硅烷类偶联剂进行湿法改性处理；再通过350°C喷雾热干 燥处理和超音速气流法解聚，得成品。实施例2取IKg经过化学法制备成的纳米级氧化稀土其一次粒径在20 50nm ；二次颗粒 D50 0. 8um左右；纳米稀土氧化物为250g氧化钇、250g氧化镧、250g氧化铈和250g氧化 钐，将上述纳米稀土氧化物和50g超细级氧化硅、50g超细级氧化钼、50g超细级氧化钴、50g 超细级氧化硼、50g超细级氧化锰材料通过800°C机械化学融融法复合；再经过150Mpa压力 的解聚机进行解聚分散，选用IOOg十二烷基苯磺酸钠和60g钛酸酯偶联剂进行湿法改性处 理；再通过350°C喷雾热干燥处理和超音速气流法解聚，得成品。
权利要求
1.一种纳米稀土复合高耐磨电刷添加剂，其特征是其由纳米稀土氧化物、超细级的 半金属元素的氧化物和超细级的过渡元素的氧化物通过超高温机械化学法复合而成。
2.根据权利要求1所述的纳米稀土复合高耐磨电刷添加剂，其特征是所述的稀土氧 化物为氧化钇、氧化铈、氧化钐、氧化钕、氧化镧和氧化镨中的一种或几种的混合。
3.根据权利要求1所述的纳米稀土复合高耐磨电刷添加剂，其特征是所述的半金属 元素的氧化物为氧化硅或氧化硼或其混合物。
4.根据权利要求1所述的纳米稀土复合高耐磨电刷添加剂，其特征是所述的过渡元 素的氧化物为氧化钼、氧化钴和氧化锰中的一种或几种的混合。
5.根据权利要求1至4任一项所述的纳米稀土复合高耐磨电刷添加剂的制备方法，其 特征是具有如下工艺过程将稀土经过化学法制备成纳米级稀土氧化物，与超细级的半金 属元素的氧化物和超细级的过渡元素的氧化物通过超高温机械化学法复合，再经过高压解 聚机进行解聚分散，用十六烷基三甲基溴化氨和硅烷类偶联剂进行湿法改性处理或用十二 烷基苯磺酸钠和钛酸酯偶联剂进行湿法改性处理，再通过喷雾干燥处理和气流法解聚，得 成品。
全文摘要
本发明是一种为电刷所提供的纳米稀土复合高耐磨添加剂，其由纳米稀土氧化物、超细级的半金属元素的氧化物和超细级的过渡元素的氧化物通过超高温机械化学法复合而成。在各类电刷生产过程中添加此材料能增加电刷在与电动机或发电机的换向器滑环接触时所产生磁致伸缩保护层，并能有效提高电刷的耐磨性1200小时，耐磨性能检测磨损率降低了30％，电刷所产生的环火花明显降低。再通过对粉体表面进行改性增强了很大的化学结合性，生产过程中采用普通机械混合，此材料就能均匀地分散于电刷的主要材料中。
文档编号H01R39/20GK102142650SQ20101056449
公开日2011年8月3日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者施丽萍 申请人:施丽萍