專利名稱：用干壓法生產(chǎn)制氧機陰極的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制氧電極材料的生產(chǎn)技術，屬于電化學離子膜制氧單元陰極材料和水中離子膜取氧的技術領域，具體地說是一種用干壓法生產(chǎn)制氧機陰極的方法。
背景技術：
我們知道，現(xiàn)有家庭醫(yī)用制氧機一般分為物理制氧和化學制氧兩種方法。物理制氧是用高分子篩變壓吸咐分離技術從空氣介質(zhì)中進行氮氧分離制取氧氣供吸用，雖然物理制氧機具有取氧資源豐富、產(chǎn)氧數(shù)量充足和輸氧穩(wěn)定等優(yōu)點，但是由于物理制氧機存在結構復雜、壓縮機工作噪音大和生產(chǎn)成本高、價格昂貴等缺點，一般家庭難以接受。而化學制氧特別是采用電化學離子膜制氧單元陰極從水中離子膜取氧技術的家庭醫(yī)用制氧機，由于它具有體積小、重量輕、價格低廉，產(chǎn)氧迅速、輸氧效率高、操作使用方便等優(yōu)點，深受廣大用戶的青睞。毋庸置疑電化學離子膜制氧單元陰極是化學制氧機的關鍵核心技術，離子膜制氧單元陰極材料的質(zhì)量將直接影響制氧機的工作性能?？偟膩碚f要求制氧單元陰極材料具有低阻值性能和極佳的防水透氣性能，并且還要求陰極具有較好的機械強度和外形尺寸穩(wěn)定性能，在生產(chǎn)過程中具有較好的工藝操作性，能方便于配裝電極引線和確保電極引線的牢固可靠性，在使用過程中具有長期穩(wěn)定工作的性能?，F(xiàn)有生產(chǎn)制氧機陰極的方法是將原料經(jīng)過充分攪拌制成泥狀，然后在雙輥軋機上反復軋制，再經(jīng)焙燒定型而成。采用這種“濕法軋制—焙燒定型”的方法所生產(chǎn)的陰極產(chǎn)品存在著如下缺陷在雙輥軋機上配裝陰極成品的銅網(wǎng)電極引線的工藝操作性能較差，生產(chǎn)作業(yè)效率較低，尤其是在焙燒定型過程中，泥狀物料會有大量的液體介質(zhì)蒸發(fā)，不僅影響陰極成品外形尺寸的穩(wěn)定性能，還會在陰極成品中隱埋下汽泡甚至出現(xiàn)隱性裂縫等質(zhì)量缺陷，影響陰極成品機械強度和防水透氣性能，在實際使用中表現(xiàn)為電極引線的牢固可靠性差，容易出現(xiàn)分層透水，致使陰極導電性能降低，勢必影響制氧機的工作效能。這是目前采用濕法軋制方法生產(chǎn)的陰極產(chǎn)品難以克服的致命性技術缺陷。這也正是本發(fā)明所要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在針對濕法軋制陰極產(chǎn)品存在的技術缺陷，提出一種用干壓法生產(chǎn)制氧機陰極的方法，它是對現(xiàn)有制氧單元陰極材料及其生產(chǎn)方法的進一步改進和完善。
本發(fā)明提出的用干壓法生產(chǎn)制氧機陰極的方法，它是以聚四氟乙烯粉料和碳黑為基料，其特征在于它依次按以下步驟進行(1)計量配料按如下重量配比計量備取基料聚四氟乙烯粉料 1份碳黑0.35～0.45份控制基料聚四氟乙烯粉料的粒徑≤1000微米，碳黑的粒徑≤1000微米，按基料總重量的2.5～5.0％配入石墨，控制石墨的粒度≤200目，按基料總重量的3.5～5.0％配入發(fā)泡劑，以上所述的石墨是選用具有低阻值高導電性能的磷片石墨產(chǎn)品，磷片石墨粒度≤200目，碳含量≥99％，揮發(fā)物含量≤0.25％，選用磷片石墨材料對降低陰極電阻、提高陰極導電性能具有明顯效果，上述所說的發(fā)泡劑是選用可市購的由寧夏日盛實業(yè)有限公司生產(chǎn)的牌號為ADC型發(fā)泡劑。
(2)攪拌混料將在步驟(1)計量配料中稱取的物料放入混料機內(nèi)進行攪拌混勻，制得混合料，所述的攪拌混勻是指混料機的攪拌轉(zhuǎn)速為1000～1500轉(zhuǎn)/分，連續(xù)攪拌時間為5～10分鐘，被攪拌的物料呈現(xiàn)出棉花纖維狀時，即制得合格的混合料，使其易于入模干壓成形。
(3)入模干壓將在步驟(2)攪拌混料中制得的混合料加入壓模內(nèi)進行干壓成形，制得成形陰極，控制壓力為20～30MPa。
所述的壓模是按所設計陰極成品外形尺寸工藝要求制成的，入模干壓時，用規(guī)格為60～100目的篩子過篩混合料，過篩的混合料放進壓模內(nèi)，按設計要求控制放入混合料的物料量，并在中間配裝陰極成品的銅網(wǎng)電極引線，然后加壓，即可一次性干壓制得成形陰極，采用干壓成形的方法對確保電極引線的牢固可靠性、防止陰極分層透水具有明顯效果。
(4)焙燒定型將在步驟(3)入模干壓中制得的成形陰極進行焙燒，控制焙燒溫度為200～380℃，焙燒時間為6～8小時，即制得已定型合格的陰極產(chǎn)品。
所述的焙燒是指將成形陰極送入烘箱內(nèi)進行焙燒定型，控制焙燒溫度為在1～1.5小時內(nèi)，由室溫緩慢升溫至200℃；在2～4小時內(nèi)，由200℃緩慢升溫至350℃進行焙燒，可使混合料中的發(fā)泡劑逐漸從成形陰極中緩緩揮發(fā)，形成均勻致密、防透水的透氣微孔，對提高陰極的防水透氣性能具有明顯效果；在370℃～380℃溫度下保溫2～4小時進行焙燒定型，以穩(wěn)定陰極成品的尺寸和提高機械強度，然后自然冷卻即制得合格的陰極產(chǎn)品。
本發(fā)明還有如下技術特征在計量配料步驟中，在所述的粒徑≤1000微米的聚四氟乙烯粉料之中，粒徑≤200微米的聚四氟乙烯懸浮細粉按重量計占60～80％。
在粒徑≤1000微米的聚四氟乙烯物料之中粒徑≤200微米的為聚四氟乙烯懸浮細粉，其余則為聚四氟乙烯分散細粉。本發(fā)明提出的按一定重量比搭配的控制不同粒徑的聚四氟乙烯懸浮細粉和聚四氟乙烯分散細粉構成陰極混合料具有獨特的技術效果，能明顯提高陰極材料的緊密度，有效地改善陰極的工作性能。
本發(fā)明的優(yōu)點表現(xiàn)為(1)本發(fā)明提出的用干壓法生產(chǎn)制氧機陰極的方法，工藝流程簡捷，操作管理方便，生產(chǎn)作業(yè)效率高，可大大降低生產(chǎn)成本，特別是采用獨創(chuàng)的干壓成形技術，能明顯改進和改善陰極中嵌裝銅網(wǎng)電極引線的工藝操作性，提高電極引線的牢固可靠性能，對防止電極分層透水、改善陰極工作性能、提高制氧機產(chǎn)品質(zhì)量具有突出的實質(zhì)性特點和顯著進步；(2)用干壓法生產(chǎn)的制氧機陰極成品具有極佳的透氣防水性能和良好的低電阻性能，陰極工作狀態(tài)穩(wěn)定；(3)用干壓法生產(chǎn)的制氧機陰極產(chǎn)品外形尺寸穩(wěn)定，具有較好的機械強度，便于組裝流程加工作業(yè)，在實際生產(chǎn)中，只需更換壓模，就能制造各種規(guī)格形狀的電極成品以滿足不同制氧機的需要，適應性強；(4)用干壓法生產(chǎn)的陰極配裝于制氧機，能明顯提高產(chǎn)氧量，具有長期工作穩(wěn)定性能，對提高和改善制氧機的工作性能具有積極效果。
具體實施例方式實施例一用干壓法生產(chǎn)制氧機陰極的方法，它依次按以下步驟進行(1)計量配料按如下重量配比計量備取基料聚四氟乙烯粉料 粒徑≤1000微米 8kg碳黑 粒徑≤1000微米 3.2kg磷片石墨 粒度≤200目0.32kgADC型發(fā)泡劑 0.46kgADC型發(fā)泡劑是選用可市購的由寧夏日盛實業(yè)有限公司生產(chǎn)的發(fā)泡劑成品。
(2)攪拌混料將計量稱取的物料放入混料機內(nèi)，啟動混料機，按1000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速高速攪拌6分鐘，使被攪拌的物料呈現(xiàn)出棉花纖維狀，即制得合格的混合料；(3)入模干壓將按所設計陰極成品外形尺寸(例如長160mm、寬140mm、厚3mm)工藝要求制成的壓模安裝于干壓機內(nèi)，再將攪拌混料制得的混合料送入規(guī)格為80目的篩子進行過篩，過篩的混合料放入壓模內(nèi)，按設計要求準確放入混合料的物料量，并在中間配裝陰極成品的銅網(wǎng)電極引線，然后施加26MPa的壓力，即可一次性干壓制得成形陰極；(4)焙燒定型將入模干壓制得的成形陰極送入電烘箱內(nèi)進行焙燒定型，精確控制電烘箱內(nèi)的升溫焙燒溫度在1.5小時內(nèi)緩慢升溫至200℃，再在3小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至350℃進行焙燒，再繼續(xù)升溫至380℃焙燒3小時，然后自然冷卻即制得符合設計要求的陰極產(chǎn)品。
實施例二用干壓法生產(chǎn)制氧機陰極的方法，它依次按以下步驟進行(1)計量配料按如下重量配比計量備取基料聚四氟乙烯懸浮細料粒徑≤200微米 5.8kg聚四氟乙烯分散細料200微米＜粒徑≤1000微米 2.2kg碳黑 粒徑1000微米 2.8kg磷片石墨 粒度≤200目 0.29kgADC型發(fā)泡劑 0.52kgADC型發(fā)泡劑是可市購的，由寧夏日盛實業(yè)有限公司生產(chǎn)的發(fā)泡劑成品；(2)攪拌混料將計量稱取的物料放入混料機內(nèi)，啟動混料機，按1200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速高速攪拌5分鐘，使被攪拌的物料呈現(xiàn)出棉花纖維狀，即制得合格的混合料；(3)入模干壓將按所設計陰極成品外形尺寸工藝要求制成的壓模安裝于干壓機內(nèi)，再將攪拌混料制得的混合料送入規(guī)格為80目的篩子進行過篩，過篩的混合料放入壓模內(nèi)，按設計要求準確放入混合料的物料量，并在中間配裝陰極成品的銅網(wǎng)電極引線，然后施加28MPa的壓力，即可一次性干壓制得成形陰極；，(4)焙燒定型將入模干壓制得的成形陰極送入電烘箱內(nèi)進行焙燒定型，精確控制電烘箱內(nèi)的升溫焙燒溫度在1小時內(nèi)緩慢升溫至200℃，再在3小時內(nèi)繼續(xù)緩慢升溫至350℃進行焙燒后，再繼續(xù)升溫至370℃焙燒4小時，然后自然冷卻即制得陰極產(chǎn)品。
權利要求
1.一種用干壓法生產(chǎn)制氧機陰極的方法，它是以聚四氟乙烯粉料和碳黑為基料，其特征在于它依次按以下步驟進行(1)計量配料按如下重量配比計量備取基料聚四氟乙烯粉料 1份碳黑 0.35～0.45份控制基料聚四氟乙烯粉料的粒徑≤1000微米，碳黑的粒徑≤1000微米，按基料總重量的2.5～5.0％配入石墨，控制石墨的粒度≤200目，按基料總重量的3.5～5.0％配入發(fā)泡劑，(2)攪拌混料將在步驟(1)計量配料中稱取的物料放入混料機內(nèi)進行攪拌混勻，制得混合料，(3)入模干壓將在步驟(2)攪拌混料中制得的混合料加入壓模內(nèi)進行干壓成形，制得成形陰極，控制壓力為20～30MPa，(4)焙燒定型將在步驟(3)入模干壓中制得的成形陰極進行焙燒，控制焙燒溫度為200～380℃，焙燒時間為6～8小時，即制得已定型合格的陰極產(chǎn)品。
2.根據(jù)權利要求1所述的用干壓法生產(chǎn)制氧機陰極的方法，其特征在于在計量配料步驟中，在所述的粒徑≤1000微米的聚四氟乙烯粉料之中，粒徑≤200微米的聚四氟乙烯懸浮細粉按重量計占60～80％。
全文摘要
本發(fā)明提出的一種用干壓法生產(chǎn)制氧機陰極的方法，屬于電化學制氧單元陰極和水中離子膜取氧的技術，它以聚四氟乙烯粉料、炭黑為基料，配入磷片石墨和發(fā)泡劑等輔料，按計量配料、攪拌混料、入模干壓和焙燒定型的步驟進行生產(chǎn)的制氧單元陰極，具有極佳的透氣防水性能和良好的低電阻性能的優(yōu)點，它同“濕法軋制”方法相比，本發(fā)明提出的干壓成形技術，明顯改進了陰極中嵌裝銅網(wǎng)電極引線的工藝操作性，它具有工藝簡捷，操作方便，作業(yè)效率高，生產(chǎn)成本低的特點，用干壓法生產(chǎn)的陰極配裝于制氧機，能明顯提高產(chǎn)氧量和工作穩(wěn)定性能，對提高和改善制氧機的產(chǎn)品質(zhì)量具有良好效果，有極好的推廣使用前景。
文檔編號C25B11/00GK1974857SQ20061002227
公開日2007年6月6日 申請日期2006年11月17日 優(yōu)先權日2006年11月17日
發(fā)明者毛兵, 郝連誠, 賴海, 羅國軍, 肖永初 申請人:四川嘉華企業(yè)(集團)股份有限公司