[发明专利]一种超细酚醛树脂粉及其制备与应用

说明书

技术领域

本发明属于超细粉状酚醛树脂的制备技术领域，具体地说为一种超细酚醛树脂粉及其制备与应用。 

背景技术

酚醛树脂是人工合成的高分子有机物，具有良好的耐酸性能、力学性能和耐热性能，广泛应用于国防军工、工业、农业、建筑、交通等各个领域。其中以酚醛树脂为基体的耐烧蚀材料在航空航天领域有着不可取代的重要地位。酚醛树脂热解后残碳率高和成炭结构强度高，且无杂质，是制备热解炭较理想的原料。以酚醛树脂炭化制备的粉状、纤维状和泡沫状炭材料已广泛用于高吸附、高分离性材料，高导电材料和耐腐蚀材料等。近年来，酚醛树脂炭作为双电层电容器的电极材料和锂离子电池负极材料成为新的研究热点。 

目前工业上制备酚醛树脂粉的方法主要有机械粉碎、喷雾干燥和悬浮缩聚法等。机械粉碎法是将固化后的酚醛树脂用粉碎机进行破碎、过筛而得。喷雾干燥法是将水溶性酚醛树脂溶液经喷雾干燥，得到酚醛树脂空心微球。悬浮缩聚法是在表面活性剂的帮助下先制备均匀悬浮液，在强烈搅拌情况下加入苯酚和其它试剂，如十二烷基苯磺酸钠等，再在特定温度加入甲醛溶液，直接进行缩聚反应。缩聚产物经高速离心机分离和洗涤、干燥等步骤，得到酚醛树脂粉。 

酚醛树脂的固化过程是由A阶的热固性树脂逐渐转变为C阶体型聚合物的过程。固化后的酚醛树脂因分子高度交联、健合，所以坚硬而不溶。采用机械粉碎方法制备酚醛树脂粉存在破碎困难、粒度大且粒径分布宽、易引入杂质等缺点。喷雾干燥法和悬浮缩聚法对设备要求高，工艺复杂，需要控制的反应参数多，而且得到的酚醛树脂粉的粒径较大，基本在微米级以上。总之，粒径均匀的超细酚醛树脂粉(如粒径小于1微米)的制备技术目前在国内外均是空白。 

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种粒径细小、均匀、形状均一、分散性好的超细酚醛树脂粉；本发明的另一个目的在于提供一种超细酚醛树脂粉的制备方法以及该超细酚醛树脂的应用。 

本发明的技术方案是： 

一种超细酚醛树脂粉，为粒径均匀、粒径范围为20-4000nm，粉末的形貌为均匀粒状的超细酚醛树脂粉，按照如下的步骤和工艺制备： 

1)配制酚醛树脂溶液 

将酚醛树脂按比例溶于有机溶剂中，酚醛树脂∶有机溶剂＝(1-100)g∶100ml，搅拌均匀； 

2)原位聚合制备聚合物 

将步骤1)中配制的溶液引入密闭反应釜中，反应温度为100-250℃，反应时间为2-30小时，原位聚合得到淡黄色聚合物； 

3)洗涤、干燥和研磨 

将步骤2)中所得到的聚合物用乙醇或水洗涤，然后滤干，放入干燥箱中于80-180℃烘干；干燥后的松软聚合物采用手工研磨或机械球磨，最终得到超细酚醛树脂粉。 

所述的酚醛树脂是热固性和热塑性酚醛树脂。 

步骤1)中的有机溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇或丙酮中的一种或两种以上任意比例的混合，其中有机溶剂为纯度≥90％的工业级溶剂。 

步骤1)中可加入添加剂，所述添加剂选自稀盐酸、乙酸、聚醚、草酸、葡萄糖、十六烷基三甲基溴化胺中的一种或两种以上组合，其中每100ml有机溶剂液体添加剂的添加量为0-20ml，固体添加剂的添加量为0-20g。其中稀盐酸的浓度为0.2-0.5M，乙酸的浓度为99.5％， 

一种按照权利要求1所述超细酚醛树脂粉的制备方法，按照如下的步骤和工艺： 

1)配制酚醛树脂溶液 

将酚醛树脂按比例溶于有机溶剂中，酚醛树脂∶有机溶剂＝(1-100)g∶100ml，搅拌均匀； 

2)原位聚合制备聚合物 

将步骤1)中配制的溶液引入密闭反应釜中，反应温度为100-250℃，反应时间为2-30小时，原位聚合得到淡黄色聚合物； 

3)洗涤、干燥和研磨 

将步骤2)中所得到的聚合物用乙醇或水洗涤，然后滤干，放入干燥箱中于80-180℃烘干；干燥后的松软聚合物采用手工研磨或机械球磨，最终得到超细酚醛树脂粉。 

所述的酚醛树脂是热固性和热塑性酚醛树脂。 

步骤1)中的有机溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇或丙酮中的一种或两种以上组合。 

步骤1)中加入添加剂，所述添加剂选自稀盐酸、乙酸、聚醚、草酸、葡萄糖或十六烷基三甲基溴化胺中的一种或两种以上组合。 

上述的超细酚醛树脂粉，可用作隔热材料的填料、模压材料。