一种混合基泡沫碳材料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种混合基泡沫碳材料的制备方法，包括以下步骤：1）将煤块粉碎成煤粉；2）将酚醛树脂与酒精、发泡剂、分散剂、固化剂按比例混合均匀；3）将步骤1）的煤粉与步骤2）得到的混合物加入到搅拌机中充分搅拌，使其混合均匀；4）将步骤3）得到的混合物放置在恒温炉中固化，然后将固化后得到的泡沫放置在炭化炉中进行碳化得到泡沫碳。该制备方法生产的混合基泡沫碳材料的机械强度与纯沥青基泡沫碳、树脂基泡沫碳的机械强度相比，有了很大的提高，大大增加了泡沫碳的实用性。
【专利说明】一种混合基泡沬碳材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及泡沫碳制备领域，尤其涉及一种混合基泡沫碳材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]泡沫碳的发展已经有几十年，由于其低密度、高热导率的特点，被广泛应用于多种领域，如高温热熔材料、多孔电极、催化剂载体、过滤器、支架材料等。目前泡沫碳多有浙青或树脂制成，但由于浙青、树脂泡沫的机械强度不够，制约了泡沫碳的使用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种工艺简单，成本低廉，生产高机械强度的混合基泡沫碳材料的制备方法。
[0004]为达到上述目的，本发明提供的技术方案是:一种混合基泡沫碳材料的制备方法，包括以下步骤:1)将煤块粉碎成煤粉；2)将酚醛树脂与酒精、发泡剂、分散剂、固化剂按比例混合均匀；3)将步骤I)的煤粉与步骤2)得到的混合物加入到搅拌机中充分搅拌，使其混合均匀；4)将步骤3)得到的混合物放置在恒温炉中固化，然后将固化后得到的泡沫放置在炭化炉中进行碳化得到泡沫碳。
[0005]优选地，所述煤粉的目数为200~300目。
[0006]优选地，所述酚醛树脂与酒精、发泡剂、分散剂、固化剂的重量比为10:1:2:2:1。
[0007]优选地，所述煤粉与酚醛树脂的重量比为1: (0.75^1.5)。
[0008]优选地，所述步骤4)中混合物在恒温炉中的固化温度为70-100C，固化时间为2 ~3h。
[0009]优选地，所述步骤4)中泡沫在炭化炉中的碳化温度为800-900C。
[0010]上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:该制备方法生产的混合基泡沫碳材料的机械强度与纯浙青基泡沫碳、树脂基泡沫碳的机械强度相比，有了很大的提高，大大增加了泡沫碳的实用性，机械强度的提高主要体现在抗压强度方面，与浙青基的泡沫碳相比抗压强度提高了约0.4Mpa，与树脂基泡沫碳相比抗压强度提高了约0.SMpa0该制备方法采用煤做原料，成本低，并且在常压低温下就能完成发泡过程；另外，通过改变制备过程中煤粉与酚醛树脂的重量比，能够制得不同密度、不同孔径的泡沫碳。
【具体实施方式】
[0011]下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0012]实施例1
混合基泡沫碳材料的制备方法，包括以下步骤:
1)将煤块粉碎成200目的煤粉；
2)将酚醛树脂与酒精、发泡剂、分散剂、固化剂按重量比10:1:2:2:1混合均匀；
3)将步骤I)的煤粉与步骤2)得到的混合物加入到搅拌机中充分搅拌，使其混合均匀，其中煤粉与酚醛树脂的重量比为1:0.75 ；
4)将步骤3)得到的混合物放置在恒温炉中固化，固化温度为70°C，固化时间为3h，然后将固化后得到的泡沫放置在炭化炉中进行碳化，碳化温度为850°C ;得到的泡沫碳密度为0.6g/cm3,孔径为0.6mm左右；抗压强度为1.5-1.7Mpa ；
5)将步骤4)碳化后得到的泡沫碳按照不同的要求进行加工处理，就可以得到不同形状和用途的泡沫碳；将得到的泡沫碳置于高温炉中可以进行石墨化处理，石墨化处理的温度为 2200。。。
[0013]实施例2
混合基泡沫碳材料的制备方法，包括以下步骤:
1)将煤块粉碎成250目的煤粉；
2)将酚醛树脂与酒精、发泡剂、分散剂、固化剂按重量比10:1:2:2:1混合均匀；
3)将步骤I)的煤粉与步骤2)得到的混合物加入到搅拌机中充分搅拌，使其混合均匀，其中煤粉与酚醛树脂的重量比为1:1 ;
4)将步骤3)得到的混合物放置在恒温炉中固化，固化温度为85°C，固化时间为2.5h，然后将固化后得到的泡沫放置在炭化炉中进行碳化，碳化温度为800°C ;得到的泡沫碳密度为0.4g/cm3，孔径为1mm左右；抗压强度为1.2-1.3Mpa ；
5)将步骤4)碳化后得到的泡沫碳按照不同的要求进行加工处理，就可以得到不同形状和用途的泡沫碳；将得到的泡沫碳置于高温炉中可以进行石墨化处理，石墨化处理的温度为 2200。。。
[0014]实施例3
混合基泡沫碳材料的制备方法，包括以下步骤:
1)将煤块粉碎成300目的煤粉；
2)将酚醛树脂与酒精、发泡剂、分散剂、固化剂按重量比10:1:2:2:1混合均匀；
3)将步骤I)的煤粉与步骤2)得到的混合物加入到搅拌机中充分搅拌，使其混合均匀，其中煤粉与酚醛树脂的重量比为1:1.5 ;
4)将步骤3)得到的混合物放置在恒温炉中固化，固化温度为100°C，固化时间为2h，然后将固化后得到的泡沫放置在炭化炉中进行碳化，碳化温度为900°C ;得到的泡沫碳密度为0.25g/cm3,孔径为2mm左右；抗压强度为0.7-0.9Mpa ；
5)将步骤4)碳化后得到的泡沫碳按照不同的要求进行加工处理，就可以得到不同形状和用途的泡沫碳；将得到的泡沫碳置于高温炉中可以进行石墨化处理，石墨化处理的温度为 2200。。。
[0015]本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种混合基泡沫碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)将煤块粉碎成煤粉； 2)将酚醛树脂与酒精、发泡剂、分散剂、固化剂按比例混合均匀； 3)将步骤I)的煤粉与步骤2)得到的混合物加入到搅拌机中充分搅拌，使其混合均匀； 4)将步骤3)得到的混合物放置在恒温炉中固化，然后将固化后得到的泡沫放置在炭化炉中进行碳化，得到泡沫碳。
2.根据权利要求1所述的混合基泡沫碳材料的制备方法，其特征在于:所述煤粉的目数为200~300目。
3.根据权利要求1所述的混合基泡沫碳材料的制备方法，其特征在于:所述酚醛树脂与酒精、发泡剂、分散剂、固化剂的重量比为10:1:2:2:1。
4.根据权利要求1所述的混合基泡沫碳材料的制备方法，其特征在于:所述煤粉与酚醛树脂的重量比为1:0.75~1.5。
5.根据权利要求1所述的混合基泡沫碳材料的制备方法，其特征在于:所述步骤4)中混合物在恒温炉中的固化温度为7(T10(TC，固化时间为2~3h。
6.根据权利要求1所述的混合基泡沫碳材料的制备方法，其特征在于:所述步骤4)中泡沫在炭化炉中的碳化温度为80(T90(TC。
【文档编号】C01B31/02GK103553020SQ201310527246
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】张超, 沈光明, 石柱, 沈练光 申请人:湖南九华碳素高科有限公司