[发明专利]用糠醛糠醇改性树脂制备新型玻璃碳材料的方法

说明书

本发明公开了用糠醛糠醇改性树脂制备新型玻璃碳材料的方法，涉及碳结构材料技术领域。所述方法包括将原料糠醛糠醇改性树脂与油酸、乳酸混合后倒入模具制成玻璃碳材料预制件，然后将预制件置于高温真空碳化炉中进行高温碳化，即可得到玻璃碳材料。该方法生产成本低，所得玻璃碳材料可循环可降解，且具有耐热性好、耐各种酸碱腐蚀、残碳率高等优点，可广泛应用于医疗、汽车、航空航天、家电等许多行业，市场前景广阔。

技术领域

本发明属于碳结构材料技术领域，具体涉及一种以糠醛糠醇改性树脂为原料制备玻璃碳材料的方法。

背景技术

玻璃碳材料，由于其具有耐高温、耐腐蚀、抗渗透等诸多优异性能，已经被应用于汽车、航空航天、家电等多个领域，国内外市场的需求量连年翻倍增长，而我国是用量增长最快的市场之一。如此巨大的市场需求催生了许多玻璃碳材料的生产企业，但目前的玻璃碳制造工艺多以石化产品如沥青、酚醛树脂为主要原料，生产过程中污染严重，而且具有残碳率低、不能一次成型、不能常温成型等缺点。现有技术中还有用呋喃树脂制作玻璃碳材料的，但呋喃树脂脆性大，材料很难成型，韧性有待改进。

基于上述现状，开展新型高性能玻璃碳材料的研究具有重大的社会经济效益。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了制备新型玻璃碳材料的方法，该方法以糠醛糠醇改性树脂为主要原料，制备得到的玻璃碳材料具有耐热性好、耐各种酸碱腐蚀、残碳率高等优点。

本发明提供了以下技术方案。

用糠醛糠醇改性树脂制备新型玻璃碳材料的方法，其操作步骤包括，

a.物料的混合：将糠醛糠醇改性树脂置于容器中，然后加入油酸，搅拌，再加入乳酸，继续搅拌，最后将混合后的物料倒入涂有脱模剂的模具中；

b.固化、脱模：将步骤a中装有物料的模具置于20-24℃条件下进行固化，待物料完全固化后，脱模，得到玻璃碳材料预制件；

c.碳化：将步骤b制备得到的玻璃碳材料预制件放入真空高温碳化炉中，控制真空度为-0.1Mpa～-0.2Mpa，给碳化炉加热升温，先以每6-8分钟升温1-2℃的速度升温至80-100℃，然后保温10-12分钟，随后以每5-6分钟升温2-3℃的速度升温至120-200℃，然后保温12-13分钟，随后以每6-8分钟升温2-3℃的速度升温至250-300℃，然后保温13-15分钟，随后以每8-9分钟升温3-4℃的速度升温至350-400℃，然后保温10-14分钟，随后以每14-16分钟升温7-8℃的速度升温至500-600℃，然后保温11-13分钟，随后以每10-12分钟升温8-10℃的速度升温至800-1000℃，然后保温15-16分钟，随后以每14-16分钟升温7-8℃的速度升温至1050-1200℃，然后保温18-20分钟，即得到玻璃碳材料。

上述用糠醛糠醇改性树脂制备新型玻璃碳材料的方法中，步骤a中，糠醛糠醇改性树脂、油酸、乳酸的重量比为100:1-2:4-6。

本发明所使用的糠醛糠醇改性树脂是由糠醛糠醇树脂100重量份、腰果壳油6-8重量份、三聚氰胺1-3重量份，在70-90℃条件下混匀后得到的。主要原料糠醛糠醇树脂从植物秸秆中提取获得。

步骤a中加入油酸后搅拌、加入乳酸后继续搅拌均是为了使物料混合均匀，加入油酸后搅拌的时间优选3-4分钟，加入乳酸后继续搅拌的时间优选8-10分钟。

步骤a中所述脱模剂为石蜡或是植物油。植物油可选任意品种。

步骤b所述固化的时间优选24-36小时。