一种清洗机电机用电刷及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电机用电刷，特别是涉及一种清洗机电机用电刷及其制备方法，属于 电机领域，并广泛使用在医疗行业、制造行业以及家用清洗机电机上。
【背景技术】
[0002] 电机电刷是电动机或发电机等旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量或 信号的装置，又称碳刷。碳刷一般是纯碳加凝固剂制成，外型一般是方块，卡在金属支架上， 里面有弹簧把它紧压在转轴上，是与运动件作滑动接触而形成电连接的一种导电部件。碳 刷的样子有点像擦铅笔的橡皮条那样，顶上有导线引出。体积有大有小。碳刷是一种用于 换向器或滑环上，作为导入导出电流的滑动接触件，在许多电气设备中得到广泛的应用。它 的导电，导热以及润滑性能良好，并具有一定的机械强度和换向性火花的本能。几乎所有的 直流电机以及换向式电机都使用电刷，它是电机的重要组成部件。
[0003] 电刷按材质的软硬可分为软质电刷，中硬质电刷和硬质电刷；按电刷的使用对象 可分为汽轮发电机用电刷，乳钢电机用电刷，牵引电机用电刷，汽车拖拉机用电刷，电动工 具用电刷，飞机电机用电等；按电刷的颜色分为黑色电刷（用纯碳石墨材料制成）和有色电 刷（用铜等金属材料和石墨制成）；按电刷材料的不同，可分为：（1)石墨电刷。（2)电化石 墨电刷。（3)金属石墨电刷。
[0004] 现有技术中，一般采用碳、石墨粉体为基料，并以树脂为粘接材料，经混捏、磨粉、 成型及固化来制造电刷，
[0005] 清洗机电机用直流电机因其噪音低、转速高的特点，通过要求电刷具备换向性能 好、使用寿命长、效率要求高等优点；此外，由于清洗机电机的换向要求苛刻，要求电刷的换 向性要好，抑制火花要求高等特点。然而，一般的电刷使用性能较差，稳定性不好，电刷单位 压力过高，电阻大、硬度高，现有清洗机电机用电刷基本靠进口替代，国内碳刷厂无法满足 清洗机电机用电刷的要求，基本依赖进口电刷。
【发明内容】
[0006] 本发明的首要目的是针对上述现有技术存在的问题提供一种清洗机电机用电刷 及其制备方法，本发明的电机用电刷电阻率低、耐磨性好、换向性能好、效率高及使用寿命 长，更重要的是具有噪音低、火花等级低、产品稳定性好。
[0007] 为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种清洗机电机用电刷的制备方法，包 括：
[0008] 1)将原料天然石墨、膨胀石墨、聚苯酯树脂、聚酰亚胺、添加剂、固化剂混合均匀， 制得预混料；
[0009] 2)将原料粘结剂与溶剂丙酮混合，溶解、混合均匀，制得粘结剂溶液；
[0010] 3)将预混料与粘结剂溶液混合均匀后，放置，制得电刷原料混合物；
[0011] 4)对电刷原料混合物依次进行烘干处理、破碎处理，制得电刷材料混合物粉末；
[0012] 5)对电刷材料混合物粉末进行压制处理，制得电刷粗坯；
[0013] 6)将电刷粗坯进行固化处理，制得电刷坯料；
[0014] 7)将固化处理后的电刷坯料进行切割、磨削、转孔、填线等机械加工步骤即得成品 电刷。
[0015] 其中，步骤1)、步骤2)中所述原料天然石墨、膨胀石墨、聚苯酯树脂、聚酰亚胺、添 加剂、粘结剂、固化剂的重量份配比为：天然石墨60-80、膨胀石墨5-10、聚苯酯树脂4-8、聚 酰亚胺1-4、添加剂0. 8-5、粘结剂15-30、固化剂2-5。
[0016] 特别是，所述原料的重量份配比优选为：天然石墨65-75、膨胀石墨6-10、聚苯酯 树脂5-7. 5、聚酰亚胺1-3、添加剂1. 5-5、粘结剂18-28、固化剂2-4。
[0017] 尤其是，所述天然石墨的粒度为100-200目，碳含量彡99%，灰份< 1%;所述膨胀 石墨的粒度为200-300目，碳含量彡99%，灰份彡1%，水份彡1% ;
[0018] 所述聚苯酯（即聚对羟基苯甲酸酯，Ekonol或PHB)树脂为芳族聚酯液晶聚合物， 呈褐色，由对羟基苯甲酸苯酯缩聚而成，其分子主链含有对氧苯甲酰重复结构单元，结晶度 很高，自润滑性好，热稳定性高，具有较好的机械强度和加工性能。
[0019] 特别是，所述聚苯酯优选为自贡众城特种塑料有限公司生产的ZClOll型聚苯酯。
[0020] 所述聚酰亚胺为热固性聚酰亚胺，是一种黄色粉末，其具有高度的热稳定性、机械 强度和优越的耐磨、自润滑性。
[0021] 特别是，所述聚苯酯树脂的相对密度为1. 43~I. 46g/cm3,优选为I. 44g/cm3,平 均粒径15~100 μ m，数均分子量为7000~60000 ;所述聚酰亚胺的相对密度约为1. 30~ I. 39g/cm3,平均粒径为30~40 μ m，数均分子量9000~70000。
[0022] 尤其是，所述聚酰亚胺优选为三井化学株式会社生产的SP-I型聚酰亚胺。
[0023] 其中，所述添加剂选择二硫化钥和碳化硅。添加剂二硫化钥和碳化硅具有优良的 摩擦性能，摩擦系数较低，换向性能好。
[0024] 特别是，所述二硫化钥和碳化硅的重量份配比为2-3 :1，优选为2. 5 :1。
[0025] 尤其是，所述添加剂的平均粒径为200-300目，优选为200目，二硫化钥具有优良 的摩擦性能，摩擦系数较低，换向性能好。
[0026] 尤其是，所述碳化硅为六方晶体结构，其比重为3. 20~3. 25,碳化硅化学性能稳 定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，同时其与本发明电刷原料石墨混合性能好，使 原料混合均匀，能够有效增加电刷强度、抑制电火花、提高电刷的换向性能。
[0027] 其中，所述粘结剂选择环氧树脂、酚醛树脂，优选为环氧树脂。
[0028] 特别是，所述环氧树脂为缩水甘油醚型环氧树脂。
[0029] 尤其是，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂中的双酚A型环氧树脂。
[0030] 特别是，所述环氧树脂的环氧值为0. 25-0. 45。
[0031] 尤其是，所述缩水甘油醚类环氧树脂的环氧值为0. 25-0. 45。
[0032] 尤其是，所述环氧树脂选择由二酚基丙烷与环氧氯丙烷缩聚而成的缩水甘油醚类 环氧树脂。
[0033] 其中，所述固化剂选择环氧树脂固化剂。
[0034] 特别是，所述环氧树脂固化剂选择环氧树脂潜伏型固化剂。
[0035] 尤其是，所述环氧树脂潜伏性固化剂选择改性脂肪族胺类、芳香族二胺类双氰胺 类、咪唑类有机酸酐类、有机酰肼类、路易斯酸或微胶囊类环氧树脂潜伏性固化剂。
[0036] 特别是，所述环氧树脂潜伏性固化剂选择己二酸二酰肼、T-31固化剂，优选为 T-31固化剂。
[0037] 尤其是，所述T-31固化剂是一种性能综合的酚醛胺（PAA)环氧固化剂，浅棕色透 明黏性液体，密度（20°C )为1. 08~I. 09g/cm3 ;胺值460~550mgK0H/g ;折射率L 5250~ 1. 5300 ;闪点（开杯）75°C ;黏度（25°C ) 1000 ~1300mPa. s。
[0038] 本发明的天然石墨具有质量轻、导电、导热、润滑性能好、机械加工性能优良等特 点，特别是选用鳞片石墨，其平均粒径为100-200目，碳含量>99%，灰份< 1% ;所述膨胀 石墨具有体积密度小、使材料制密性好、后期运行时抑制火花，其平均粒径为200目，碳含 量> 99%，灰份< 1%，水份< 1%，膨胀石墨材质软，耐磨损，增强了电刷的耐磨性能、抗干 扰性能及换向性能，与换向器接触时火花小；粘结剂环氧树脂在电刷制备过程中，通过高温 固化，树脂中活性基团开链并与石墨