(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 104372373 A (43)申请公布日(43)申请公布日 2015.02.25
(21)申请号 201410159735.9(22)申请日 2014.04.21
(71)申请人天津锦美碳材科技发展有限公司
地址300171 天津市河东区九纬路103号万
泰大厦1101(72)发明人臧文平 赵继国 殷正娥 兰建云
赵旭 刘志鹏(51)Int.Cl.
C25B 11/04(2006.01)C25B 1/26(2006.01)
权利要求书1页 说明书3页 附图1页
(54)发明名称
一种利用针状焦制备制氟用阳极材料的方法(57)摘要
本发明涉及一种利用针状焦制备制氟用阳极材料的方法，属于材料技术领域。是通过油系针状焦和石油焦经破碎机破碎、筛分粒级，雷蒙磨制粉，在一定比例粘接剂沥青作用下混捏成塑性良好的糊料，挤压成型，使用高结焦浸渍剂一浸二焙，加工制得。本发明的有益效果是，完全采用传统炭素工艺，在诸多细节得以优化，实现了生产
减缓因成本低、周期短，见效快；细化过程控制，
灰分影响导致氟化腐蚀快的缺点；充分利用油系针状焦高强度和低电阻率性能，增强了制品机械强度，高温烧结，能够承受较大的电流密度，加快制氟效率，利用长筛网筛得针状焦长细比大致为1:2，利用挤压成型特点，使之针状焦在挤压方向水平排列，增强了制品强度；使用高结焦粘接剂和浸渍剂，将低孔隙率，增加机械强度；配方采用最大颗粒1mm，骨料占45%，碎裂后能沉于电解槽低等特点。
C N 1 0 4 3 7 2 3 7 3 ACN 104372373 A
权 利 要 求 书
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1.一种利用针状焦制备制氟用阳极材料，其特征在于：原材料为1-0.5mm油系针状焦，0.5-0mm石油焦、200目石油焦、高温硬质沥青粘接剂，重量比为1-0.5mm油系针状焦：0.5-0mm石油焦：200目石油焦：高温硬质沥青粘接剂=（20±5）（25±5）：（55±5）：：（35±3），采用一次浸渍两次焙烧制成。
2.根据权利要求1所述的阳极材料，其特征在于：重量比为1-0.5mm油系针状焦：0.5-0mm石油焦：200目石油焦：高温硬质沥青粘接剂=20:25:55:35。
3.根据权利要求1所述的阳极材料，其特征在于：1-0.5mm油系针状焦纯度不小于80%；0.5-0mm沥青焦纯度不小于80%；200目石油焦纯度为75±3%。
4.根据权利要求1所述的阳极材料，其特征在于：1-0.5mm油系针状焦为长细比为1:2。
5.一种利用针状焦制备制氟用阳极材料的方法，包括如下步骤：1)原材料的选择，按重量比，择取油系针状焦20份，石油焦80份、硬质沥青35份做为主要原材料；石油焦真密度不小于2.10 g/cm3，灰分控制不大于0.4%；油系针状焦真密度不小于2.13 g/cm3，灰分控制不大于0.4%；使用高温硬质沥青做为粘接剂，灰分控制不大于0.2%，结焦值不小于55%；
2)破碎、筛分和磨粉，将煅后焦破碎，运输带上安装磁力除铁器；破碎后进入筛分机筛分，产出1-0.5mm粒级油系针状焦，0.5-0mm粒级石油焦；将石油焦制成200目纯度70±3%焦粉；
3)混捏，按照重量比，1-0.5mm油系针状焦20份，0.5-0mm石油焦25份，200目石油焦55份，加入混捏锅干混60min以上，使之搅拌均匀，温度到120±5℃，加入已融化脱水除铁除的硬质沥青35份，湿混60min以上，温度到达150±5℃，得到塑性良好的糊料；
4)成型，采用挤压成型方式，控制料室温度115±5℃，嘴型温度125±5℃，将糊料均匀、匀速冷却至110-115℃之间加入料室，匀速挤压出生制品，水冷却；
5)焙烧，制品均匀、垂直装入焙烧炉，采用260-320h曲线焙烧，最高温度1300-1350℃保温40-48h；
6)一次浸渍，清理干净一焙品粘着的填充料，预热160-180℃，在真空度大于0.075MPa，压力0.9-1.2 MPa下侵入喹啉含量小于1%，残炭率大于55%的特种沥青浸渍剂；
7)二次焙烧，采用220-260h曲线，最高温度950-1000℃保温40-48h。
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CN 104372373 A
说 明 书
一种利用针状焦制备制氟用阳极材料的方法
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技术领域
[0001]
本发明涉及一种利用针状焦制备制氟用阳极材料的方法，属于材料技术领域。
背景技术
氟气做为半导体、核工业、电气工业等领域不可或缺的主要气体，氟气的制取目前
主要采用中温电解法，而电解槽中所需的阳极板材料，是关键部件。由于单质氟极为活波，能与许多金属及金属氧化物发生反应，甚至可以和大多数无机物和有机物在室温或低于室温条件下反应，因此制氟技术和安全难度大，要求高。随之对制氟用电解槽阳极板提出了以下诸多要求：耐氟和耐氟化腐蚀性能好；电阻率低；电解液对其浸润性好；超电压小；机械强度高；能长时间在高电流密度下使用；比重大，局部破碎时碎块能沉于电解槽底部，避免极间短路；制造周期短，价格低廉等。
[0003] 近年来许多技术研究人员在阳极改性方面付出了许多，诸如，通过对碳阳极表面利用化学气相沉积法沉积热解碳，增强抗氟和耐氟化腐蚀性能，防止极化；掺杂导电炭黑，增加导电性能；掺杂或渗透一些金属获得高的强度和低电阻率；利用碳纤维导电性和高强度制作的碳纤维/碳复合材料或在电解槽的改装上做了大量工作。或多或少得到了一定的效果，但在制造成本上付出了更多。
[0002]
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种利用针状焦制备制氟用阳极材料的方法。通过油系针状焦和石油焦经破碎机破碎、筛分粒级，雷蒙磨制粉，在一定比例粘接剂沥青作用下混捏成塑性良好的糊料，挤压成型，使用高结焦浸渍剂一浸二焙，加工制得。[0005] 本发明的技术方案是：一种利用针状焦制备制氟用阳极材料，其特征在于：原材料为1-0.5mm油系针状焦，0.5-0mm石油焦、200目石油焦、高温硬质沥青粘接剂，重量比为1-0.5mm油系针状焦：0.5-0mm石油焦：200目石油焦：高温硬质沥青粘接剂=（20±5）：（25±5）（55±5）：（35±3）：，采用一次浸渍两次焙烧制成。[0006] 进一步，重量比为1-0.5mm油系针状焦：0.5-0mm石油焦：200目石油焦：高温硬质沥青粘接剂=20:25:55:35。[0007] 进一步，1-0.5mm油系针状焦纯度不小于80%；0.5-0mm沥青焦纯度不小于80%；200目石油焦纯度为75±3%。
[0008] 一种利用针状焦制备制氟用阳极材料的方法，包括如下步骤：
1) 原材料的选择，按重量比，择取油系针状焦20份，石油焦80份、硬质沥青35份做为主要原材料；石油焦真密度不小于2.10 g/cm3，灰分控制不大于0.4%；油系针状焦真密度不小于2.13 g/cm3，灰分控制不大于0.4%；使用高温硬质沥青做为粘接剂，灰分控制不大于0.2%，结焦值不小于55%；
2) 破碎、筛分和磨粉，将煅后焦破碎，运输带上安装磁力除铁器；破碎后进入筛分机筛分，产出1-0.5mm粒级油系针状焦，0.5-0mm粒级石油焦；将石油焦制成200目纯度70±3%
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CN 104372373 A
说 明 书
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焦粉；
3) 混捏，按照重量比，1-0.5mm油系针状焦20份，0.5-0mm石油焦25份，200目石油焦55份，加入混捏锅干混60min以上，使之搅拌均匀，温度到120±5℃，加入已融化脱水除铁除的硬质沥青35份，湿混60min以上，温度到达150±5℃，得到塑性良好的糊料；
4) 成型，采用挤压成型方式，控制料室温度115±5℃，嘴型温度125±5℃，将糊料均匀、匀速冷却至110-115℃之间加入料室，匀速挤压出生制品，水冷却。[0009] 5) 焙烧，制品均匀、垂直装入焙烧炉，采用260-320h曲线焙烧，最高温度1300-1350℃保温40-48h；
6) 一次浸渍，清理干净一焙品粘着的填充料，预热160-180℃，在真空度大于0.075MPa，压力0.9-1.2 MPa下侵入喹啉含量小于1%，残炭率大于55%的特种沥青浸渍剂；
7) 二次焙烧，采用220-260h曲线，最高温度950-1000℃保温40-48h。[0010] 进一步，步骤2中，1mm筛网尺寸比例为1:2长筛网， 1-0.5mm油系针状焦纯度不小于80%；0.5mm筛网为正筛网，0.5-0mm沥青焦纯度不小于80%；200目沥青焦纯度为75±3%。
[0011] 本发明的有益效果是，完全采用传统炭素工艺，在诸多细节得以优化，实现了生产成本低、周期短，见效快；细化过程控制，减缓因灰分影响导致氟化腐蚀快的缺点；充分利用油系针状焦高强度和低电阻率性能，增强了制品机械强度，高温烧结，能够承受较大的电流密度，加快制氟效率，利用长筛网筛得针状焦长细比大致为1:2，利用挤压成型特点，使之针状焦在挤压方向水平排列，增强了制品强度；使用高结焦粘接剂和浸渍剂，将低孔隙率，增加机械强度；配方采用最大颗粒1mm，骨料占45%，碎裂后能沉于电解槽低等特点。附图说明
[0012] 图1为本发明工艺流程图
具备工艺技术为下：1) 原材料的选择，按重量比，择取油系针状焦20份，石油焦80份、硬质沥青35份做为主要原材料；石油焦真密度不小于2.10 g/cm3，灰分控制不大于0.4%；油系针状焦真密度不小于2.13 g/cm3，灰分控制不大于0.4%；使用高温硬质沥青做为粘接剂，灰分控制不大于0.2%，结焦值不小于55%；
2) 破碎、筛分和磨粉，将煅后焦破碎，运输带上安装磁力除铁器；破碎后进入筛分机筛分，其中筛网1mm为1:2长筛网，筛网0.5mm为正筛网产出1-0.5mm粒级油系针状焦，纯度大于80%，0.5-0mm粒级石油焦，纯度大于80%；将石油焦制成200目纯度70±3%焦粉；
3) 混捏，按照重量比，1-0.5mm油系针状焦20份，0.5-0mm石油焦25份，200目石油焦55份，加入混捏锅干混60min以上，使之搅拌均匀，温度到120±5℃，加入已融化脱水除铁除的硬质沥青35份，湿混60min以上，温度到达150±5℃，得到塑性良好的糊料；
4) 成型，采用挤压成型方式，控制料室温度115±5℃，嘴型温度125±5℃，将糊料均匀、匀速冷却至110-115℃之间加入料室，匀速挤压出生制品，水冷却；
5) 焙烧，制品均匀、垂直装入焙烧炉，采用260-320h曲线焙烧，最高温度1300-1350℃保温40-48h；
6) 一次浸渍，清理干净一焙品粘着的填充料，预热160-180℃，在真空度大于
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CN 104372373 A
说 明 书
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0.075MPa，压力0.9-1.2 MPa下侵入喹啉含量小于1%，残炭率大于55%的特种沥青浸渍剂；
7) 二次焙烧，采用220-260h曲线，最高温度950-1000℃保温40-48h；8) 根据图纸加工。
[0013] 制得产品经委托相关具有国家资质机构检测理化指标如下：
指标体积密度电阻率抗压强度抗折强度真密度灰分孔隙率固定碳硫含量水份
单位g/cm3μΩ.mMpaMpag/cm3%%%%%
数值1.733778302.030.2819.30.270.10
以上对本发明提供的一种利用针状焦制备制氟用阳极材料的方法进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方案的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
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CN 104372373 A
说 明 书 附 图
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图1
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