[发明专利]储能用填充型高导热泡沫碳材料的制备方法

摘要

本发明涉及储能用填充型高导热泡沫碳材料的制备方法，属于无机功能材料技术领域。采用中间相沥青进行发泡，获得泡沫碳生料或半碳化生料，然后制备碳气凝胶的前躯体溶胶，将溶胶浸渍进入泡沫碳生料或半碳化生料孔隙中，进行老化形成凝胶，然后进行高温处理，形成碳气凝胶填充型高导热泡沫碳材料。1）本发明的方法制备的泡沫碳材料的热导率提高10%～20%，抗压强度提高15%～20%；2）相变材料在其中的填充均匀性大大改善；3）熔融态相变材料在泡沫碳中的流动性得到抑制，为变速飞行条件下的相变储能提供了可能。

主权项

储能用填充型高导热泡沫碳材料的制备方法，其特征在于该方法的步骤包括：1）泡沫碳生料制备：以中间相沥青为前躯体，将其放置在发泡容器中，然后在高温高压釜中于发泡温度下发泡形成泡沫碳生料；2）碳气凝胶的前躯体的制备：以间苯二酚和甲醛以1∶（2±0.2）的摩尔比溶于溶剂中，得到溶液，然后在溶液中添加催化剂，然后密封于封闭容器中恒温水浴加热1‑10h，形成碳气凝胶的前躯体；3）有机气凝胶填充泡沫碳材料的制备：将步骤2）得到的碳气凝胶的前躯体在先真空后加压联合作用下浸渍进入步骤1）得到的泡沫碳生料孔隙中，于75～90℃水浴条件下老化直至形成有机气凝胶；将填充有机气凝胶的泡沫碳生料周围的多余气凝胶去除，获得有机气凝胶填充的泡沫碳生料；4）有机气凝胶的干燥：将步骤3）得到的有机气凝胶填充的泡沫碳生料在常温常压下自然干燥直至恒重获得干气凝胶填充的泡沫碳生料，或将步骤3）得到的有机气凝胶填充的泡沫碳生料在超临界二氧化碳、乙醇或石油醚环境中干燥获得干气凝胶填充的泡沫碳生料； 5）高温处理形成碳气凝胶填充型高导热泡沫碳：将步骤4）得到的干气凝胶填充的泡沫碳生料在惰性气体保护下，按照0.5℃/min～5℃/min的升温速率升温至T1，恒温0.5h～5h形成碳化填充型泡沫碳材料，然后按照0.2℃/min～10℃/min的升温速率升温至T2，恒温0.5h～5h，获得碳气凝胶填充的高导热泡沫碳材料。