[发明专利]一种轻质高强微球型酚醛树脂基泡沫碳的一步制备方法

权利要求书

1.一种轻质高强微球型酚醛树脂基泡沫碳的一步制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、水溶性酚醛树脂的真空抽滤处理：

首先，采用水溶性酚醛树脂作为原料，采用蒸馏水和无水乙醇的混合溶液作为混合溶剂，混合溶剂中蒸馏水和无水乙醇的体积比为(4-9):1,水溶性酚醛树脂与混合溶剂的质量体积比为10:10-1，按比例称取水溶性酚醛树脂和混合溶剂，并将水溶性酚醛树脂溶解于混合溶剂中；然后，将所得溶液加热到40-50℃，用布什漏斗在真空度-0.08MPa下真空抽滤，过滤除去溶液中的固体杂质，获得水溶性酚醛树脂溶液；

S2、发泡用水溶性酚醛树脂溶液的配制：

常温、常压下向步骤S1制得的水溶性酚醛树脂溶液中按比例加入发泡稳定剂和偶联剂，搅拌混合均匀后，制得不同树脂浓度的发泡用水溶性酚醛树脂溶液留待后步使用；其中，水溶性酚醛树脂溶液、发泡稳定剂与偶联剂的质量比为100:(5-10):(0.5-1)；

S3、发泡用水溶性酚醛树脂溶液的高温高压发泡：

首先，将步骤S2制得的发泡用水溶性酚醛树脂溶液倒入发泡模具中，将发泡模具放入反应釜中，并向反应釜中通入高纯氮气，使反应釜内压力保持在1.0-3.0MPa；然后，反应釜以0.5-1℃/分的升温速度加热到120-150℃后，以0.1-0.3MPa/h的速度缓慢卸压，使反应釜内压力缓慢地降到常压，反应釜卸压过程中温度保持恒定；最后，以0.1-0.5℃/分的升温速度加热到200-250℃，恒温固化成型2-3h，然后自然冷却到室温，制得酚醛树脂泡沫体；

S4、酚醛树脂泡沫体的高温碳化处理：

将步骤S3制得的酚醛树脂泡沫体放入高温碳化炉中，在高纯氩气的保护气氛围中，以0.5-2℃/分的升温速度加热到1200-1500℃，恒温碳化120-180分钟，制得微球型酚醛树脂基泡沫碳。

2.根据权利要求1所述的一种轻质高强微球型酚醛树脂基泡沫碳的一步制备方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述的水溶性酚醛树脂为热固性酚醛树脂，游离甲醛含量≤2wt.%，固含量40wt.%。

3.根据权利要求1所述的一种轻质高强微球型酚醛树脂基泡沫碳的一步制备方法，其特征在于：在所述步骤S2中，所述发泡稳定剂的型号为吐温80、吐温60或者吐温40。

4.根据权利要求1所述的一种轻质高强微球型酚醛树脂基泡沫碳的一步制备方法，其特征在于：在所述步骤S2中，所述偶联剂为KH-550型硅烷偶联剂或者KH-560型硅烷偶联剂。