一种石墨烯在酚醛树脂中的分散方法以及石墨烯改性酚醛树脂技术

本发明专利技术提供了一种石墨烯在酚醛树脂中的分散方法，包括：A)将石墨烯溶液与第一酚醛树脂混合、分散，得到第一石墨烯改性酚醛树脂；B)将步骤A)得到的第一石墨烯改性酚醛树脂与第二酚醛树脂混合，得到石墨烯改性酚醛树脂。本发明专利技术通过多次分散的方法，使得石墨烯能够很好的直接分散于酚醛树脂中，无需将石墨烯分散于甲醛中，避免了甲醛的挥发，制备的石墨烯改性酚醛树脂具有较高的强度。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯在酚醛树脂中的分散方法以及石墨烯改性酚醛树脂
本专利技术涉及酚醛树脂
，尤其涉及一种石墨烯在酚醛树脂中的分散方法以及石墨烯改性酚醛树脂。
技术介绍
酚醛树脂是世界上最早实现工业化的合成树脂，迄今已有近百年的历史。其原料易得，价格低廉，生产工艺和设备简单，更重要的是其具有优异的机械性能、耐热性能、耐烧蚀性能、电气绝缘性能、尺寸稳定性能、成型加工性以及阻燃性能，所以酚醛树脂已成为工业部门不可缺少的材料。然而随着工业的发展，特别是航天航空和其他国防尖端技术的发展，传统的未改性酚醛树脂脆性大、韧性差和耐热性限制了其高性能材料的发展。为了适应汽车工业、航空航天以及国防工业的发展需要，必须对酚醛树脂进行改性，提高其耐热性、韧性酚醛树脂重要的发展方向。石墨烯由于其良好的柔韧性、导热性以及硬度，被广泛应用于改性酚醛树脂的改性中。然而现有技术在采用石墨烯对酚醛树脂改性时，是将石墨烯分散在甲醛或者苯酚溶液中，然后再让甲醛和苯酚反应，进而使石墨烯分散在酚醛树脂中。但是该技术存在着很大的技术隐患，因为苯酚或者甲醛都是具有强烈刺激气味的有毒试剂，石墨烯分散在这两种试剂中时都会散发出很大的毒性。同时甲醛还具有一定的挥发性，石墨烯分散在甲醛溶液中时会影响甲醛溶液的浓度，进而影响制备出来的酚醛树脂的品质。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种石墨烯在酚醛树脂中的分散方法以及石墨烯改性酚醛树脂，制备的改性酚醛树脂具有较高的强度。本专利技术公开了一种石墨烯在酚醛树脂中的分散方法，包括：A)将石墨烯溶液与第一酚醛树脂混合、分散，得到第一石墨烯改性酚醛树脂；B)将步骤A)得到的第一石墨烯改性酚醛树脂与第二酚醛树脂混合，得到石墨烯改性酚醛树脂。优选的，所述石墨烯溶液与第一酚醛树脂的质量比为(1～4)：10；所述第一石墨烯改性酚醛树脂与第二酚醛树脂的质量比为1：(3～10)。优选的，所述石墨烯溶液的溶剂为乙醇、甲醇、丙酮、正丁醇、N-N二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇和聚乙二醇中的任意一种或几种。优选的，所述石墨烯溶液中还包括非离子型表面活性剂。优选的，所述步骤B)之后还包括：对混合后得到的石墨烯改性酚醛树脂进行热处理。优选的，所述石墨烯为多孔石墨烯。优选的，所述多孔石墨烯按照以下方法制备：1)、在催化剂的作用下，将生物质碳源进行催化处理，得到第一中间产物，所述催化剂包括锰的氯化盐、铁类化合物、钴类化合物和镍类化合物中的一种或几种；2)、在保护性气体的条件下，将所述第一中间产物从第一温度升温至第二温度后保温，得到第二中间产物，所述第一温度为20℃～40℃，所述第二温度为300℃～400℃；3)、在保护性气体的条件下，将所述第二中间产物从第二温度升温至第三温度后保温，得到第三中间产物；所述第三温度为800℃～900℃；4)、在保护性气体的条件下，将所述第三中间产物从第三温度升温至第四温度后保温，得到第四中间产物，所述第四温度为1100℃～1300℃；5)、在保护性气体的条件下，将所述第四中间产物从第四温度降温至第五温度后保温，得到多孔石墨烯，所述第五温度为900℃～1000℃。优选的，所述生物质碳源为纤维素和木质素中的一种或两种。优选的，所述生物质碳源为多孔纤维素。优选的，所述多孔纤维素的制备方法包括以下步骤：A)、将生物质资源在酸中进行水解，得到木质纤维素，所述生物质资源包括植物和农林废弃物中的一种或几种；B)、对所述木质纤维素进行处理，得到多孔纤维素，所述处理包括酸处理、盐处理或有机溶剂处理。优选的，所述步骤B)中盐处理的方法为酸性亚硫酸盐法处理或碱性亚硫酸盐法处理。本专利技术还提供了一种石墨烯改性酚醛树脂，由石墨烯溶液与第一酚醛树脂混合分散后，再与第二酚醛树脂混合制备得到。优选的，所述石墨烯为多孔石墨烯。优选的，所述石墨烯溶液与第一酚醛树脂的质量比为(1～4)：10；所述第一石墨烯改性酚醛树脂与第二酚醛树脂的质量比为1：(3～10)。与现有技术相比，本专利技术提供了一种石墨烯在酚醛树脂中的分散方法，包括：A)将石墨烯溶液与第一酚醛树脂混合、分散，得到第一石墨烯改性酚醛树脂；B)将步骤A)得到的第一石墨烯改性酚醛树脂与第二酚醛树脂混合，得到石墨烯改性酚醛树脂。本专利技术通过多次分散的方法，使得石墨烯能够很好的直接分散于酚醛树脂中，无需将石墨烯分散于甲醛中，避免了甲醛的挥发，制备的石墨烯改性酚醛树脂具有较高的强度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例4得到的石墨烯的拉曼光谱；图2为本专利技术实施例4得到的石墨烯的透射电镜图片；图3为本专利技术实施例4得到的石墨烯的透射电镜图片；图4为本专利技术实施例4得到的石墨烯的透射电镜图片；图5为本专利技术实施例4得到的石墨烯的透射电镜图片。具体实施方式本专利技术提供了一种石墨烯在酚醛树脂中的分散方法，包括：A)将石墨烯溶液与第一酚醛树脂混合、分散，得到第一石墨烯改性酚醛树脂；B)将步骤A)得到的第一石墨烯改性酚醛树脂与第二酚醛树脂混合，得到石墨烯改性酚醛树脂。本专利技术通过多次分散的方法，使得石墨烯能够很好的直接分散于酚醛树脂中，无需将石墨烯分散于甲醛中，避免了甲醛的挥发，制备的石墨烯改性酚醛树脂具有较高的强度。本专利技术对所述石墨烯并无特殊限定，可以为一般石墨烯，优选为多孔石墨烯，更优选为基于生物质材料为原料生产的多孔石墨烯。所述基于生物质材料为原料生产的多孔石墨烯的制备方法优选为：1)、在催化剂的作用下，将生物质碳源进行催化处理，得到第一中间产物，所述催化剂包括锰的氯化盐、铁类化合物、钴类化合物和镍类化合物中的一种或几种；2)、在保护性气体的条件下，将所述第一中间产物从第一温度升温至第二温度后保温，得到第二中间产物，所述第一温度为20℃～40℃，所述第二温度为300℃～400℃；3)、在保护性气体的条件下，将所述第二中间产物从第二温度升温至第三温度后保温，得到第三中间产物；所述第三温度为800℃～900℃；4)、在保护性气体的条件下，将所述第三中间产物从第三温度升温至第四温度后保温，得到第四中间产物，所述第四温度为1100℃～1300℃；5)、在保护性气体的条件下，将所述第四中间产物从第四温度降温至第五温度后保温，得到多孔石墨烯，所述第五温度为900℃～1000℃。本专利技术在催化剂的作用下，将生物质碳源进行催化处理，得到第一中间产物，所述催化剂包括锰的氯化盐、铁类化合物、钴类化合物和镍类化合物中的一种或几种。本专利技术优选将催化剂和生物质碳源进行混合，得到第一中间产物。本专利技术对所述混合的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的混合技术方案，将所述催化剂和生物质碳源搅拌均匀即可。在本专利技术中，所述混合的温度优选为20℃～180℃，更优选为50℃～150℃，最优选为80℃～120℃。在本专利技术中，所述混合的时间优选为2小时～10小时，更优选为5小时～7小时。在本专利技术中，所述催化剂包括锰的氯化物、铁类化合物、钴类化合物和镍类化合物中的一种或几种，优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯在酚醛树脂中的分散方法，包括：A)将石墨烯溶液与第一酚醛树脂混合、分散，得到第一石墨烯改性酚醛树脂；B)将步骤A)得到的第一石墨烯改性酚醛树脂与第二酚醛树脂混合，得到石墨烯改性酚醛树脂。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯在酚醛树脂中的分散方法，包括：A)将多孔石墨烯溶液与第一酚醛树脂混合、分散，得到第一石墨烯改性酚醛树脂；B)将步骤A)得到的第一石墨烯改性酚醛树脂与第二酚醛树脂混合，得到石墨烯改性酚醛树脂；所述多孔石墨烯按照以下方法制备：1)、在催化剂的作用下，将生物质碳源进行催化处理，得到第一中间产物，所述催化剂包括锰的氯化盐、铁类化合物、钴类化合物和镍类化合物中的一种或几种；2)、在保护性气体的条件下，将所述第一中间产物从第一温度升温至第二温度后保温，得到第二中间产物，所述第一温度为20℃～40℃，所述第二温度为300℃～400℃；3)、在保护性气体的条件下，将所述第二中间产物从第二温度升温至第三温度后保温，得到第三中间产物；所述第三温度为800℃～900℃；4)、在保护性气体的条件下，将所述第三中间产物从第三温度升温至第四温度后保温，得到第四中间产物，所述第四温度为1100℃～1300℃；5)、在保护性气体的条件下，将所述第四中间产物从第四温度降温至第五温度后保温，得到多孔石墨烯，所述第五温度为900℃～1000℃。2.根据权利要求1所述的分散方法，其特征在于，所述石墨烯溶液与第一酚醛树脂的质量比为(1～4)：10；所述第一石墨烯改性酚醛树脂与第二酚醛树脂的质量比为1：(3～10)。3.根据权利要求1所述的分散方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐一林，张金柱，郑应福，刘晓敏，
申请(专利权)人：济南圣泉集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37