[发明专利]用于石墨制品的酚醛树脂

说明书

本发明涉及用于石墨制品的高浸渍酚醛树脂，其由如下方法制备得到：将苯酚在搅拌状态下，加入碱性催化剂和水，加热至65～75℃预反应，溶液颜色逐渐变深；在65～75℃下保温滴加37％的甲醛溶液进行反应；加入醇和三聚氰胺，升高温度反应；至20～50℃后出料，得到用于石墨制品的高浸渍酚醛树脂。本发明在制备过程中，由于醇的加入，醇羟基与树脂的酚羟基产生分子间作用力，避免了树脂分子之间的交联反应，可以延长浸渍树脂的使用寿命；同时，由于醇的加入，使得树脂粘度、表面张力都减少，提升了树脂的渗透性。

技术领域

本发明属于有机化学技术领域，具体涉及一种用于石墨制品的酚醛树脂。

背景技术

石墨化学性质稳定，具有耐高温、耐腐蚀、导热性高等特点，经常被制成石墨器皿。石墨制品的气孔率较高，达到了20％-30％，不但影响其力学强度，也影响了其气密性。化工设备要求使用不透性石墨，而石墨制品是多孔性材料，故液体、汽体都能渗透时。以食盐溶液电解槽的石墨阳极为例，电解液向阳极的气孔中渗透，电解液中的氢氧根离子、硫酸根离子、次氯酸根离子在阳极上放电，对阳极发生氧化反应而造成化学腐蚀。通常使用化学浸渍的方法来填堵这些气孔，对浸渍应有如下基本要求：1，有近似石墨的高度的化学稳定性；2，有易于浸入石墨微孔的流件；3，有良好的石墨吸附性及浸后石墨的良好不透性；4，能最大限度地提高石墨的机械强度。

酚醛树脂价格便宜，化学稳定性好，因此可以当作浸渍剂用于填堵石墨制品的气孔，酚醛树脂浸渍的石墨除了对强氧化液体(如硝酸、浓硫酸等)，能耐大多数无机酸、有机酸、盐类及有机化合物、溶剂等介质的腐蚀。但是通用型酚醛树脂有一些缺点，其粘度较高，且多次浸渍使用之后粘度会剧增，高粘度的酚醛树脂不能用于浸渍工艺，会造成较大的资源浪费。当前针对石墨制品开发专门的浸渍酚醛树脂显得非常迫切。贵州大学的蒋凤易等人(蒋凤易,田蒙奎,郝立通,等.酚醛树脂的改性及其浸渍石墨性能[J].化工进展,2018,37(6):2316-2322.)使用糠醛树脂添加到通用型酚醛树脂中，降低了酚醛树脂的粘度，但是需要加入ZnCl2作为催化剂催化树脂固化，在石墨中引入了金属离子，在某些行业不能广泛使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种高渗透性浸渍酚醛树脂，用于石墨制品的浸渍工艺；不但具有较低的甲醛含量，其粘度较小、流动性好，化学稳定好，非常适用于石墨浸渍工艺。

本发明的技术方案：用于石墨制品的高浸渍酚醛树脂，其特征在于，其由如下方法制备得到：

(1)将苯酚在搅拌状态下，加入碱性催化剂和水，加热至65～75℃预反应，溶液颜色逐渐变深；

(2)在65～75℃下保温滴加37％的甲醛溶液进行反应，甲醛与苯酚的摩尔比为1.5～2.5；

(3)将向上述混合液加入醇和三聚氰胺，升高温度至85～90℃进行反应；

(4)反应完毕至20～50℃后出料，得到用于石墨制品的高浸渍酚醛树脂。

步骤(1)中，所述碱性催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、三乙胺、四甲基氢氧化铵中的一种或者几种，碱性催化剂添加量为总反应体系质量的5％～10％。

步骤(3)中，三聚氰胺添加量为苯酚质量的1％-10％，醇添加量为产品总反应体系重量的1-5％；所述醇选自乙醇、甲醇、丙醇、丁醇、异丙醇中的一种或者几种。

本发明的用于石墨制品的高浸渍酚醛树脂，其由如下方法制备得到：

(1)将苯酚在搅拌状态下，加入碱性催化剂和水，加热至65～75℃预反应1～30分钟，反应过程中，溶液颜色逐渐变深；

(2)在65～75℃条件下，再滴加37％的甲醛溶液，65～75℃下反应1小时；甲醛与苯酚的摩尔比为1.5～2.5；

(3)将向上述混合液加入适量醇和三聚氰胺，升高反应温度至85～90℃，反应30分钟；