Способ получения электродного пека

 

Использование: углехимия. Сущность: каменноугольный пек подвергают термообработке в присутствии монометра дифурфурилиденацетона в количестве 3-15 мас.%. Среднетемпературный пек обрабатывают при температуре 70-80°С в течение 25-35 мин. Высокотемпературный пек обрабатывают при температуре 150-160°С Б течение 55-65 мин. 2 табл.

coIo3 сОВетских сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (sl)s С 10 С 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4865590/04 (22) 11.09.90 (46) 30.10.92. Бюл, М 40 (71) Государственный научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита (72) Н,А.Лапина, Н.С,Стариченко. Е.С.Лейн, В.С.Островский, М.B.Àâåðèíà и Н.B.Ëèïêèíà (56) Патент Франции N 2187691, кл. С 01 В 31/02, 1974.

В.В,Мачалов и др. "О пластификации каменноугольных электродных пеков", Кокс и химия, 1985, N10,,с. 35 — 39.

А.И.Демидова и др. "Модификация каменноугольного пека производными стирала", Кокс и химия, 1989, N 1, с. 30 — 32.

Авторское свидетельство СССР

М 1065466, кл, С 10 С 1/16, 1984.

Изобретение относится к способу получения пека, используемого в качестве связующего в производстве искусственного графита.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения электродного пека путем его термообработки в присутствии присадки-модификатора бариевой соли диалкиларилдитиофосфорной кислоты, в результате чего в пеке снижается содержание нерастворимых в хинолине веществ (а -фракции) с

7,0% до 5,4% и с 9,0% до 7,0%, что существенно повышет качество пека как пропитывающего и связующего материалов.

Недостатком известного технического решения является использование в качестве присадки-модификатора бариевой соли

„„. Ж„„1772130 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОДНОГО ПЕКА (57) Использование: углехимия. Сущность: каменноугольный пек подвергают термообработке в присутствии монометра дифурфурилиденацетона в количестве 3 — 15 мас.%.

Среднетемпературный пек обрабатывают при температуре 70 — 80 С в течение 25 — 35 мин. Высокотемпературный пек обрабатывают при температуре 150-160 С в течение

55 — 65 мин. 2 табл. органической кислоты, что вносит нежелательные примеси в искусственный графит.

Кроме того, сам процесс модификации пека в предложенном способе трудоемок и требует продолжительного времени.

Введение в пек мономера дифурфурилиденацетона (ДИФА) — модификатора, который является одновременно и поверхностноактивным веществом в ограниченных пределах совместимого с высокомолекулярной частью каменноугольного пека, приводит к изменению компонентного состава пека и, в частности, к снижению концентрации наиболее высококонденсированного компонента пека а>-фракции, Это особенно важно при использовании в производстве углеродных материалов высокотемпературных пеков, Преимущество

1772130 этих пеков состоит в их высокой коксообразующей способности, но область применения высокотемпературных пеков ограничена из-за высокого содержания (до

30 ) а>-фракции, отрицательно влияющей на реологические свойства пека, структуру прослоек пекового кокса в композиции с углеродным наполнителем и вследствие этого на физико-механические свойства искусственного графита.

Целью изобретения является повышение качества пека вследствие улучшения его пластифицирующей и коксообразующей способностей и сокращение времени процесса, Поставленная цель достигается тем, что способ получения электродного пека включает термообработку исходного пека в интервале температур 70-80 С для среднетемпературного пека и в интервале

150-160 С для высокотемпературного в течение 25 — 35 мин и 55 — 65 мин соответственно с добавкой модификатора мономера дифурфурилиденацетона, взятого в количестве 3 — 15 мас. /.

Отличительным признаком изобретения является введение в технологический процесс термообработки исходного пека в выбранном режиме модификатора-мономера дифурфурилиденацетона в указанных пределах.

Использование при получении электродного пека в качестве модификатора мономера ДИФА в количестве 3 — 15 мас. / и их совместная термообработка в выбранном временном и температурном режимах обеспечит получение стабильного по качеству пека с улучшенными пластифицирующими и коксообразующими характеристиками и значительно сократит время модификации пека.

Патентно-информационный поиск показал, что заявленные отличительные признаки нигде ранее не описаны и применяются впервые, что дает возмо>кность утверждать, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию

"новизна" и "существенные отличия".

Пример 1. 50 г Среднетемпературного каменноугольного пека марки "А" по ГОСТ 10200-83 со следующими характеристиками: Тг, = 69 С, летучие — 62,0, а =- 6,0/,, а= 27,0/, зола — О, 13, ЛК = 12,0, 012Q= 32 град, измельчают совместно с 1,5 мас, / мономера ДИФА, затем смесь термообрабатывают в изотермических условиях при

70 > С в течение 15 мин. После охлаждения смесь подвергают повторному измельчению и термообработке в течение 10-20 мин

55 с тем, чтобы суммарное время двухстадийной термообработки составило 25-35 мин.

Пример 2. Выполнен в соответствии с примером 1, но отличается тем, что мономер ДИФА вводится в пек в количестве 3 мас, .

Пример 3. Выполнен в соответствии с примером 1, но отличается тем, что мономер ДИФА вводится в пек в количестве 10 мас. /.

Пример 4. Выполнен в соответствии с примером 1, но отличается тем, что мономер ДИФА вводится в пек в количестве 15 мас, /,, П р и M е р 5. Выполнен в соответствии с примером 1, но отличается тем, что мономер ДИФА вводится в пек в количестве 20 мас, /, Пример 6. Выполнен в соответствии с примером 1, но отличается тем, что в качестве присадки использована бариевая соль диалкиларилдитиофосфорной кислоты в количестве 2 мас, !, Пример 7. 50 г Высокотемпературного каменноугольного пека марки "Г по ТУ 146-84-72 со следующими характеристиками:

Т> = 145 С, коксовый остаток — 59 /, а =

=-26 /, а= 52,0 /, зола — 0,13 ЛК = 4,8, измельчают совместно с 1,5 мас, / мономера ДИФА, затем смесь термообрабатывают в изотермических условиях при 150 С в течение 30 мин, После смесь охлаждают и подвергают повторному измельчению и термообработке в течение 25 — 35 мин с тем, чтобы время двухстадийной термообработки составило 55-65 мин, Пример 8. Выполнен в соответствии с примером 7, но отличается тем, что мономер ДИФА вводится в пек в количестве 3 мас. .

Пример 9. Выполнен в соответствии с примером 7, но отличается тем, что мономер ДИФА вводится в пек в количестве 7 мас. / .

Пример 10, Выполнен в соответствии с примером 7, но отличается тем, что мономер ДИФА вводится в пек в количестве 15 мас. / .

Пример 11. Выполнен в соответствии с примером 7, но отличается тем, что мономер ДИФА вводится в пек в количестве 20

MBC o/o

Пример 12. Выполнен в соответствии с примером 7, но отличается тем, что в качестве присадки использована бариевая соль диалкиларилдитиофосфорной кислоты B количестве 2 мас. /, Проводят технический анализ полученных пеков по ГОСТ 10200-83 и ТУ 14-6-84-72, 1772130

Таблица 1

Смачи вающая способность, био. г1тдд

Спекающая способность, тва песков по ГОСТ и TY

Марка песка

Добавка модификатора

Пример

$ г3К

Тр, С

29

13

11

37

102

96

77

54

122

13,5

14.2

15,6

14,9

12,1

11,2

6.0

6.5

7.2

7.0

5,8

4.5 олз

0,13

0.14

0,14

0,13

0.26

0,09

0.09

0,10

0,10

0,12

0,22

69

68 о4

57

54

69

144

143

112

98 !

1

3

5

7

9

11

1.5

7

"Г"

59,60,. 20.4

58.60 11,6

58.20 10,4

56.30* 8.0

58,0 23,3

50.3

48.5

47,1

41,5

50,8

Таблица 2

Смачивающая способность, 0цо,град

Спекающая способность

Показатели качества пека по ГОСТ и Т

Температура обработки, С

Добавка

Время термсобраотки.мин! к!ярка

Летучие, Содермание Фракци», Пример

Ql а

15,0

15.2

17

4,65 26,20

4 70 26,28

0,14

013

58,52

58.59

13

65

28

98

160

16 17

70

140

19 пек не асплавился

108

5,1

145 59,02 13,5 49,2 0,11

165

20 определяют их смачивающую и спекающую способности. Смачивающую способность определяли по методу сидячей капли, спекающую — по мЕтодике НИИграфит, Результаты приведены в табл. 1, 5

Результаты, приведенные в табл. 1, показывают, что среднетемпературные пеки марки чАн и высокотемпературные пеки марки "Гч с улучшенными пластифицирующими и коксообразующими свойствами 10 получают при модификации их мономером

ЛИФА в количестве 3 — 15 мас.% (примеры

2 — 4 и 8 — 10 соответственно).

Пример 13, Выполнен в соответствии с примером 3, но отличается тем, что термо- 15 обработку проводят в течение 35 мин.

Пример 14. Выполнен в соответствии с примером 3, но отличается тем, что термообработку проводят при температуре 80 С в течение 25 мин. 20

Пример 15. Выполнен в соответствии с примером 3, но отличается тем, что термообработку проводят при температуре 65 С в течение 40 мин, Пример 16, Выполнен в соответствии 25 с примером 3, но отличается тем, что термообработку проводят при температуре 85 С в течение 20 мин.

Пример 17, Выполнен в соответствии с примером 9, но отличается тем, что термо- 30 обработку проводят в течение 65 мин.

Пример 18, Выполнен в соответствии с примером 9, но отличается тем, что термообработку проводят при температуре 160 С в течение 55 мин. 35

Пример 19. Выполнен в соответствии с примером 9, но отличается тем. что термообработку проводят при температуре 145 С в течение 70 мин.

* — Дгя высокотемпературного пека опредегея коксовыя остаток

Пример 20. Выполнен в соответствии с примером 9, но отличается тем, что термообработку проводят при температуре 165 С в течение 50 мин.

Результаты определения характеристик пеков приведены в табл, 2.

Результаты, приведенные в табл. 2 показывают, что модифицированные мономером дифурфурилиденацетона пеки с улучшенными коксообразующими и пластифицирующими свойствами получают при обработке их в интервале температур 70—

80 С в течение 25 — 35 мин для среднетемпературного пека (примеры 13. 14) и

150 — 160 С в течение 55 — 65 мин для высокотемпературного пека (примеры 17, 18). При выбранных режимах модификации пеков (примеры 15, 19) не происходит их расплавления — необходимого условия процесса модификации, Повышение температуры выше

80 С для среднетемпературного (пример 16) и 160 С для высокотемпературного (пример

20) пеков приводит к окислению и ухудшению их технологических свойств, Формула изобретения

Способ получения электродного пека путем термообработки пека в присутствии модификатора, отличающийся тем, что, с целью повышения качества пека и сокращения времени процесса, в качестве модификатора используют мономер дифурфурилиденацетона в количестве 3 — 15 мас.% и термообработку проводят при использовании среднетемпературного пека при 7080 С в течение 25 — 35 мин, а высокотемпературного пека — при 150 †1 С в течение

55 — 65 мин,