本发明涉及导电材料，尤其涉及一种电极糊及其制备方法。
背景技术：
1、电极糊(electrode paste)是炭素类制品中的一个产品，也称自焙电极，主要用于矿热式电石、铁合金、硅钙合金、锰铁合金等电炉做导电材料，是一种用于制造铝的电解过程中的重要原材料。在铝电解槽中，电极糊被涂抹在碳电极上，用作电解质的重要组成部分。
2、传统电极糊的制备主要以无烟煤、冶金焦、石墨碎、石油焦和沥青焦等为原料，以沥青及煤焦油为黏结剂进行生产，通常呈现为粘稠的黑色或棕色物质。目前市场上的电极糊产品普遍存在灰分含量较高、电阻率高、抗压强度低的问题，导致产品质量很不稳定，在使用过程中极易发生软断或硬断等事故。硬断是电极糊烧结后的强度不够而造成的；软断是电极烧结速度不及消耗速度，下放过快，电极未完全烧结承受不了电极下部的拉伸和侧向冲击，造成断裂。
技术实现思路
1、为了解决上述的问题，本技术的实施例中提供了一种电极糊及其制备方法，本技术实施例利用作为固废的阳极开槽粉制备电极糊，使得制备的电极糊具有灰分含量低、电阻率小和机械强度高的优势。
2、为此，本技术的实施例中采用如下技术方案：
3、第一方面，本技术实施例提供一种电极糊，包括按重量份计的如下组成：粒径在0.075mm以下的阳极开槽粉8-40份、粒径在0.075-1mm的阳极开槽粉20-35份、粒径在1-5mm的阳极开槽粉20-35份、骨料25-45份、沥青10-25份；其中，所述骨料包括重量比为15-30：20-45：5-20：3-7：3-7的粒径在0-1mm的阳极开槽粉、粒径在1-5mm的阳极开槽粉、焦油、树脂和粘合剂。
4、在该实施方式中，所采用的阳极开槽粉是电解铝生产过程中为了提高电流效率、改善电解槽的稳定性以及降低槽电压，在阳极炭块使用前在阳极炭块底部开槽而产生的炭质粉料，固定炭含量在90-98％之间，是一种较高价值的固体废料，可以作为一种优质原料用于生产制备高品质电极糊。由此，该电极糊采用上述阳极开槽粉作为主要组分，有效降低了灰分含量，有助于提高电极糊的纯度和导电性能。
5、此外，不同粒径的阳极开槽粉可以填充在电极糊中的空隙，从而优化电极糊的堆积密度，具体来说，粒径较小的阳极开槽粉(0.075mm以下)：这部分粉末可以填充在电极糊中的微小空隙，提高电极糊的致密性和均匀性，有利于提高电极糊的电导率和机械强度；粒径在0.075-1mm之间的阳极开槽粉：这些粒子相对较大，能够填充较大的空隙，增加电极糊的整体密实度，同时对电解质的导电性能有正面影响；粒径在1-5mm之间的阳极开槽粉：这些较大的颗粒则主要用来增加电极糊的骨架和机械强度，有效防止电极糊在使用过程中的软断或硬断现象，提高电极的耐久性和稳定性。
6、合理的颗粒级配可以有效减少电极糊的孔隙率，从而降低电阻率并提高导电性能。较小粒径的阳极开槽粉填充细微空隙，而较大粒径的则增加了整体的机械强度，这种组合使得电极糊在电解过程中能够更加稳定和可靠地传导电流。采用不同粒径的阳极开槽粉在电极糊中的优势在于优化了电极糊的物理结构，改善了其堆积密度和颗粒级配，从而提高了电解效率和产品的整体性能。
7、而且，该电极糊中采用的骨料主体成分仍是阳极开槽粉，该阳极开槽粉在制备骨料的时候，经过焦油、树脂和粘合剂的改性处理，极大地增强了所制备骨料的机械强度，将经过改性的上述骨料加入到电极糊中构成电极糊的主体骨架，增强了电极糊的机械强度，同时，有利于改善电极糊制品的抗热震性能和降低线膨胀系数，减少电极糊使用过程中出现偏析、硬断或软断等质量事故。
8、作为一个可以实现的实施方式，所述电极糊包括按重量份计的如下组成：粒径在0.075mm以下的阳极开槽粉8-24份、粒径为0.075-1mm的阳极开槽粉20-24份、粒径在1-5mm的阳极开槽粉20-30份、骨料38-45份、沥青10-18份；其中，所述骨料包括重量比为22-30：20-32：10-20：3-5：3-5的粒径在0-1mm的阳极开槽粉、粒径在1-5mm的阳极开槽粉、焦油、树脂和粘合剂。
9、作为一个可以实现的实施方式，所述电极糊包括按重量份计的如下组成：粒径在0.075mm以下的阳极开槽粉8份、粒径为0.075-1mm的阳极开槽粉20份、粒径在1-5mm的阳极开槽粉30份、骨料38份、沥青10份；其中，所述骨料包括重量比为30：20：10：5：5的粒径在0-1mm的阳极开槽粉、粒径在1-5mm的阳极开槽粉、焦油、树脂和粘合剂。
10、在该实施方式中，申请人经过探究，极糊中的原料选择和配比经过优化设计，有效降低电极糊的灰分，使得电极糊的电阻率得到有效降低，同时能够提升电极糊的机械强度。低电阻率的电极糊可以提高电解质的传导效率，有利于提高生产效率和降低能耗。高机械强度的电极糊能够减少软断或硬断的质量事故。
11、作为一个可以实现的实施方式，所述树脂包括重量比为1-5:2-7:3-8的聚氨酯树脂、呋喃树脂和酚醛树脂。
12、作为一个可以实现的实施方式，所述树脂包括重量比为1-3:5-7:5-8的聚氨酯树脂、呋喃树脂和酚醛树脂。
13、作为一个可以实现的实施方式，所述树脂包括重量比为1:5:8的聚氨酯树脂、呋喃树脂和酚醛树脂。
14、在该实施方式中，聚氨酯树脂通常具有良好的粘接性，可以有效地粘合作为颗粒状物料的阳极开槽粉。而且，呋喃树脂在骨料中可以提供良好的化学稳定性，有助于骨料在不同环境条件下的稳定性和耐腐蚀性。同时，酚醛树脂通常具有较高的硬度和优异的耐高温性能，提升骨料的结构稳定性，便于骨料的存储和转运。这些树脂的配合利用可以在制备骨料的过程中相互补充，从而提升电极糊的整体性能。聚氨酯树脂提供粘合性和耐磨性，呋喃树脂增强化学稳定性和导电性，酚醛树脂则增强材料的硬度、耐温性和刚性。这些优势相结合，有助于制造高质量的骨料，并最终提高电极糊的性能和寿命。如此，树脂中成分合理的变化以及采用上述配比的树脂，有利于制作出高质量的骨料，进而有利于制作出高质量的电极糊。
15、作为一个可以实现的实施方式，所述粘合剂包括蒽油和杂酚油中的至少一种。
16、在该实施方式中，蒽油具有优秀的粘接性能，能够有效地将不同粒径的阳极开槽粉和其他成分粘合在一起。这种粘接性能有助于提高电极糊的机械强度和稳定性，减少在使用过程中的颗粒脱落或剥离现象。
17、作为一个可以实现的实施方式，所述骨料的制备方法包括：取粒径为0-1mm的阳极开槽粉15-30份、粒径为1-5mm的阳极开槽粉20-45份、焦油5-20份、树脂3-7份、粘合剂3-7份，搅拌均匀后进行混捏，混捏温度150-250℃，混捏时间1-3h；混捏完成后，倒入模具中压制成型，喷淋冷却脱模；脱模后的样品块运至石墨化炉中在2000-2200℃焙烧15-20h，冷却后取出作为骨料原块。
18、在该实施方式中，通过选择不同粒径的阳极开槽粉，可以调控最终骨料的颗粒级配，从而提升骨料的机械强度，使得骨料作为电极糊的骨架能够提升电极糊的机械强度。焦油是由煤干馏而得到褐色的油状产物，脱水后用于骨料的制备，配合树脂和粘合剂，能很好的侵润和渗透各种不同粒径的阳极开槽粉的表面和孔隙，使各种配料的颗粒成分能互相黏结，从而具有良好塑性，便于混捏密实成型，进而提升最终烧制成品的骨料的机械强度。混捏温度和时间的范围(150-250℃，1-3小时)可以精确控制骨料的固化过程，确保成型质量和性能稳定性。将成型后的样品块置于高温(2000-2200℃)下焙烧，有助于提高骨料的耐高温性能和机械强度，使其适用于高温环境下的使用。同时，使得作为添加剂的焦油、树脂和粘合剂在高温下热解烧除，进一步降低骨料的灰分，以提升采用该骨料制作的电极糊的导电和机械性能。
19、在一些具体的实施方式中，所述骨料的粒径为5-13mm。
20、在该实施方式中，上述5-13mm较大的骨料粒径能够构成电极糊的骨架，这在电极糊中可以提供良好的结构支持和稳定性，有效增加电极糊机械强度。
21、第二方面，本技术实施例还提供一种电极糊的制备方法，包括以下步骤：
22、取粒径为0.075mm以下阳极开槽粉8-40份、粒径为0.075-1mm阳极开槽粉20-35份、粒径为1-5mm阳极开槽粉20-35份、骨料25-45份、沥青10-25份搅拌均匀，然后加入混捏锅中加热混捏，混捏温度100-300℃，混捏时间1-3h，然后将混捏好的物料从混捏锅中倒出，在模具中滚压成型，经水冷却后得到石墨质导电料产品电极糊。
23、在一些具体的实施方式中，电极糊的制备方法，包括以下步骤：
24、步骤一、骨料的制备：
25、按照原料所需配比，取粒径为0-1mm的阳极开槽粉15-30份、粒径为1-5mm的阳极开槽粉20-45份、焦油5-20份、树脂3-7份、粘合剂3-7份，搅拌均匀后进行混捏，混捏温度150-250℃，混捏时间1-3h；混捏完成后，倒入模具中压制成型，喷淋冷却脱模。脱模后的样品块运至石墨化炉中在2000-2200℃焙烧15-20h，冷却后取出作为骨料原块；
26、步骤二、原料的制备：
27、将步骤一得到的所述骨料原块破碎至5-13mm粒径的颗粒作为骨料备用；
28、进行阳极开槽粉筛分，筛出粒径为1-5mm的阳极开槽粉颗粒料和0-1mm的阳极开槽粉粉料，其中，取部分0-1mm阳极开槽粉粉料磨成0.075mm以下的阳极开槽粉作为细粉料备用；
29、步骤三、制备电极糊：
30、粒径为0.075mm以下阳极开槽粉8-40份、粒径为0.075-1mm阳极开槽粉20-35份、粒径为1-5mm阳极开槽粉20-35份、骨料25-45份、沥青10-25份搅拌均匀，然后加入混捏锅中加热混捏，混捏温度100-300℃，混捏时间1-3h，然后将混捏好的物料从混捏锅中倒出，在模具中滚压成型，经水冷却后得到石墨质导电料产品电极糊，堆存至成品库。
31、在该实施方式中，通过混捏过程中的温度和时间控制，以及粒径控制筛分工艺，可以精确控制骨料和阳极开槽粉的粒径分布，从而优化电极糊的导电性能和流变特性；骨料经过高温石墨化处理后，提高了电极糊在高温环境下的稳定性和耐久性，适合长时间高温运行的需求。通过合适的焙烧温度和时间，增强了骨料的机械强度和耐腐蚀性，使得电极糊能够在恶劣环境中长期稳定运行。通过优化原料配比和制备工艺，保证产品质量和性能的稳定性。本技术的制备方法采用了作为固废的阳极开槽粉为原料，实现了对废弃资源的再利用，符合可持续发展的理念，有助于节约资源和减少环境污染。同时，通过精确的原料配比和工艺控制，提供了一种高性能、高温稳定的石墨质导电料产品电极糊制备方法，适用于需要高导电性和耐高温性能的应用场合。
32、综上所述，本技术的实施例提供的电极糊及其制备方法具有降低灰分含量、降低电阻率、提高机械强度和资源综合利用的优势，有助于改善传统电极糊产品存在的质量稳定性问题，提高产品的性能表现。
1.一种电极糊，其特征在于，包括按重量份计的如下组成：
2.根据权利要求1所述的电极糊，其特征在于，包括按重量份计的如下组成：
3.根据权利要求2所述的电极糊，其特征在于，包括按重量份计的如下组成：
4.根据权利要求1-3任意一项所述的电极糊，其特征在于，所述树脂包括重量比为1-5:2-7:3-8的聚氨酯树脂、呋喃树脂和酚醛树脂。
5.根据权利要求4所述的电极糊，其特征在于，所述树脂包括重量比为1-3:5-7:5-8的聚氨酯树脂、呋喃树脂和酚醛树脂。
6.根据权利要求5所述的电极糊，其特征在于，所述树脂包括重量比为1:5:8的聚氨酯树脂、呋喃树脂和酚醛树脂。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的电极糊，其特征在于，所述粘合剂包括蒽油和杂酚油中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的电极糊，其特征在于，所述骨料的粒径为5-13mm。
9.一种电极糊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
