一種混合基泡沫碳材料的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種混合基泡沫碳材料的制備方法，包括以下步驟：1）將煤塊粉碎成煤粉；2）將酚醛樹(shù)脂與酒精、發(fā)泡劑、分散劑、固化劑按比例混合均勻；3）將步驟1）的煤粉與步驟2）得到的混合物加入到攪拌機(jī)中充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻?）將步驟3）得到的混合物放置在恒溫爐中固化，然后將固化后得到的泡沫放置在炭化爐中進(jìn)行碳化得到泡沫碳。該制備方法生產(chǎn)的混合基泡沫碳材料的機(jī)械強(qiáng)度與純?yōu)r青基泡沫碳、樹(shù)脂基泡沫碳的機(jī)械強(qiáng)度相比，有了很大的提高，大大增加了泡沫碳的實(shí)用性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種混合基泡沬碳材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及泡沫碳制備領(lǐng)域，尤其涉及一種混合基泡沫碳材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]泡沫碳的發(fā)展已經(jīng)有幾十年，由于其低密度、高熱導(dǎo)率的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域，如高溫?zé)崛鄄牧稀⒍嗫纂姌O、催化劑載體、過(guò)濾器、支架材料等。目前泡沫碳多有浙青或樹(shù)脂制成，但由于浙青、樹(shù)脂泡沫的機(jī)械強(qiáng)度不夠，制約了泡沫碳的使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，生產(chǎn)高機(jī)械強(qiáng)度的混合基泡沫碳材料的制備方法。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:一種混合基泡沫碳材料的制備方法，包括以下步驟:1)將煤塊粉碎成煤粉；2)將酚醛樹(shù)脂與酒精、發(fā)泡劑、分散劑、固化劑按比例混合均勻；3)將步驟I)的煤粉與步驟2)得到的混合物加入到攪拌機(jī)中充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻?)將步驟3)得到的混合物放置在恒溫爐中固化，然后將固化后得到的泡沫放置在炭化爐中進(jìn)行碳化得到泡沫碳。
[0005]優(yōu)選地，所述煤粉的目數(shù)為200~300目。
[0006]優(yōu)選地，所述酚醛樹(shù)脂與酒精、發(fā)泡劑、分散劑、固化劑的重量比為10:1:2:2:1。
[0007]優(yōu)選地，所述煤粉與酚醛樹(shù)脂的重量比為1: (0.75^1.5)。
[0008]優(yōu)選地，所述步驟4)中混合物在恒溫爐中的固化溫度為70-100C，固化時(shí)間為2 ~3h。
[0009]優(yōu)選地，所述步驟4)中泡沫在炭化爐中的碳化溫度為800-900C。
[0010]上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果:該制備方法生產(chǎn)的混合基泡沫碳材料的機(jī)械強(qiáng)度與純浙青基泡沫碳、樹(shù)脂基泡沫碳的機(jī)械強(qiáng)度相比，有了很大的提高，大大增加了泡沫碳的實(shí)用性，機(jī)械強(qiáng)度的提高主要體現(xiàn)在抗壓強(qiáng)度方面，與浙青基的泡沫碳相比抗壓強(qiáng)度提高了約0.4Mpa，與樹(shù)脂基泡沫碳相比抗壓強(qiáng)度提高了約0.SMpa0該制備方法采用煤做原料，成本低，并且在常壓低溫下就能完成發(fā)泡過(guò)程；另外，通過(guò)改變制備過(guò)程中煤粉與酚醛樹(shù)脂的重量比，能夠制得不同密度、不同孔徑的泡沫碳。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0012]實(shí)施例1
混合基泡沫碳材料的制備方法，包括以下步驟:
1)將煤塊粉碎成200目的煤粉；
2)將酚醛樹(shù)脂與酒精、發(fā)泡劑、分散劑、固化劑按重量比10:1:2:2:1混合均勻；
3)將步驟I)的煤粉與步驟2)得到的混合物加入到攪拌機(jī)中充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻，其中煤粉與酚醛樹(shù)脂的重量比為1:0.75 ；
4)將步驟3)得到的混合物放置在恒溫爐中固化，固化溫度為70°C，固化時(shí)間為3h，然后將固化后得到的泡沫放置在炭化爐中進(jìn)行碳化，碳化溫度為850°C ;得到的泡沫碳密度為0.6g/cm3,孔徑為0.6mm左右；抗壓強(qiáng)度為1.5-1.7Mpa ；
5)將步驟4)碳化后得到的泡沫碳按照不同的要求進(jìn)行加工處理，就可以得到不同形狀和用途的泡沫碳；將得到的泡沫碳置于高溫爐中可以進(jìn)行石墨化處理，石墨化處理的溫度為 2200。。。
[0013]實(shí)施例2
混合基泡沫碳材料的制備方法，包括以下步驟:
1)將煤塊粉碎成250目的煤粉；
2)將酚醛樹(shù)脂與酒精、發(fā)泡劑、分散劑、固化劑按重量比10:1:2:2:1混合均勻；
3)將步驟I)的煤粉與步驟2)得到的混合物加入到攪拌機(jī)中充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻，其中煤粉與酚醛樹(shù)脂的重量比為1:1 ;
4)將步驟3)得到的混合物放置在恒溫爐中固化，固化溫度為85°C，固化時(shí)間為2.5h，然后將固化后得到的泡沫放置在炭化爐中進(jìn)行碳化，碳化溫度為800°C ;得到的泡沫碳密度為0.4g/cm3，孔徑為1mm左右；抗壓強(qiáng)度為1.2-1.3Mpa ；
5)將步驟4)碳化后得到的泡沫碳按照不同的要求進(jìn)行加工處理，就可以得到不同形狀和用途的泡沫碳；將得到的泡沫碳置于高溫爐中可以進(jìn)行石墨化處理，石墨化處理的溫度為 2200。。。
[0014]實(shí)施例3
混合基泡沫碳材料的制備方法，包括以下步驟:
1)將煤塊粉碎成300目的煤粉；
2)將酚醛樹(shù)脂與酒精、發(fā)泡劑、分散劑、固化劑按重量比10:1:2:2:1混合均勻；
3)將步驟I)的煤粉與步驟2)得到的混合物加入到攪拌機(jī)中充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻，其中煤粉與酚醛樹(shù)脂的重量比為1:1.5 ;
4)將步驟3)得到的混合物放置在恒溫爐中固化，固化溫度為100°C，固化時(shí)間為2h，然后將固化后得到的泡沫放置在炭化爐中進(jìn)行碳化，碳化溫度為900°C ;得到的泡沫碳密度為0.25g/cm3,孔徑為2mm左右；抗壓強(qiáng)度為0.7-0.9Mpa ；
5)將步驟4)碳化后得到的泡沫碳按照不同的要求進(jìn)行加工處理，就可以得到不同形狀和用途的泡沫碳；將得到的泡沫碳置于高溫爐中可以進(jìn)行石墨化處理，石墨化處理的溫度為 2200。。。
[0015]本文中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，由于文字表達(dá)的有限性，而客觀(guān)上存在無(wú)限的具體結(jié)構(gòu)，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)、潤(rùn)飾或變化，也可以將上述技術(shù)特征以適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行組合；這些改進(jìn)潤(rùn)飾、變化或組合，或未經(jīng)改進(jìn)將發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種混合基泡沫碳材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將煤塊粉碎成煤粉； 2)將酚醛樹(shù)脂與酒精、發(fā)泡劑、分散劑、固化劑按比例混合均勻； 3)將步驟I)的煤粉與步驟2)得到的混合物加入到攪拌機(jī)中充分?jǐn)嚢瑁蛊浠旌暇鶆颍? 4)將步驟3)得到的混合物放置在恒溫爐中固化，然后將固化后得到的泡沫放置在炭化爐中進(jìn)行碳化，得到泡沫碳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合基泡沫碳材料的制備方法，其特征在于:所述煤粉的目數(shù)為200~300目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合基泡沫碳材料的制備方法，其特征在于:所述酚醛樹(shù)脂與酒精、發(fā)泡劑、分散劑、固化劑的重量比為10:1:2:2:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合基泡沫碳材料的制備方法，其特征在于:所述煤粉與酚醛樹(shù)脂的重量比為1:0.75~1.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合基泡沫碳材料的制備方法，其特征在于:所述步驟4)中混合物在恒溫爐中的固化溫度為7(T10(TC，固化時(shí)間為2~3h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合基泡沫碳材料的制備方法，其特征在于:所述步驟4)中泡沫在炭化爐中的碳化溫度為80(T90(TC。
【文檔編號(hào)】C01B31/02GK103553020SQ201310527246
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】張超, 沈光明, 石柱, 沈練光 申請(qǐng)人:湖南九華碳素高科有限公司