本发明专利技术公开了一种简便的间苯二酚甲醛树脂空心复合材料及其衍生物的制备方法，以表面活性剂改性的空心玻璃微球为载体，采用原位聚合的方式使间苯二酚甲醛树脂包覆于空心玻璃微球之外，得到了间苯二酚甲醛树脂空心复合材料，再在高温的条件下炭化处理，得到具有空腔结构的间苯二酚甲醛树脂炭化衍生物。本发明专利技术采用温和的液相合成方法，无需采用昂贵的反应试剂，并且所采用的载体为具有封闭空腔结构的耐高温材料，无需去除模板，一步反应即可得到间苯二酚甲醛树脂的空心复合材料，其具有空腔结构，而且密度小、分散性好，制备方法简单，具有质轻、耐烧蚀的特性，经炭化处理即可得到具有空腔结构的炭化衍生物，兼具轻质、易分离和耐烧蚀的特性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种间苯二酚甲醛树脂空心复合材料及其衍生物的制备方法。
技术介绍
目前我国的高温隔热材料存在着密度大、隔热性能差等问题，具有空腔结构的炭材料由于其耐高温性能好、耐腐蚀、质轻的特性得到了良好的发展。目前制备空心材料的方法通常采用复杂的合成过程，或采用牺牲模板的方法，反应后需经过后处理去除模板等步骤才能得到间苯二酚甲醛树脂空心材料。
技术实现思路
为了解决现有间苯二酚甲醛树脂密度大、空心结构材料制备工艺复杂、成本高、结构难以控制等问题，本专利技术提供了，用于耐烧蚀隔热材料领域，其炭化衍生物亦可用作轻质易分离的吸附材料。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的: ，以表面活性剂改性的空心玻璃微球为载体，采用原位聚合的方式使间苯二酚甲醛树脂包覆于空心玻璃微球之外，得到了间苯二酚甲醛树脂空心复合材料，再在高温的条件下炭化处理，得到具有空腔结构的间苯二酚甲醛树脂炭化衍生物。具体步骤如下: 一、将空心玻璃微球在氢氧化钠溶液中浸泡处理l~2h，经蒸馏水洗涤并干燥后，得到碱洗后的空心玻璃微球；其中，氢氧化钠溶液的浓度为0.5~lmol/L ; 二、将无水乙醇和蒸馏水按照300g:50~100g的用量比配置乙醇溶液，并在搅拌的条件下混合均匀； 三、将碱洗后的空心玻璃微球与阳离子型表面活性剂依次分散在上述乙醇溶液中；其中，阳离子型表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，碱洗后的空心玻璃微球与阳离子型表面活性剂的用量比为0.1-0.4g:0.75g，分散方式为采用搅拌桨机械搅拌，转速为100~200r/min，20~30°C条件下分散 10~30min ； 四、将步骤三所得的混合物在持续机械搅拌的条件下，加入间苯二酚，20~30°C条件下搅拌lOmin，将甲醛溶液滴加至混合溶液中；其中，碱洗后的空心玻璃微球、间苯二酚、甲醛溶液的用量比为 0.1-0.4g:0.16g:0.15-0.2mL ； 五、将氨水溶液逐滴加入到步骤四的溶液中，温度为25~60°C的条件下搅拌4~20h;其中，氨水的用量为l~3mL，浓度为25%~28% ； 六、将步骤五得到的固相物用蒸馏水和乙醇交替洗涤干净并于分液漏斗中进行分离，收集漂浮物，在40~80°C的条件下干燥8~20h，得到间苯二酚甲醛树脂/玻璃空心复合材料； 七、将步骤六得到的间苯二酚甲醛树脂空心复合材料置于管式炉中，在氮气气氛下以1-5°C min 1的升温速率，由20~30°C的温度升温至300~400°C，并在此温度下恒温l~2h ;以1~50C min 1的升温速率继续升温至600~800°C，并在此温度条件下恒温2~6h，得到具有空腔结构的间苯二酚甲醛树脂/玻璃炭化衍生物。 本专利技术中，所述空心玻璃微球主要成份为二氧化硅，并含有Na、Ca等元素，直径为6~80 μ m，壳体厚度为 0.6-2.2 μ m。本专利技术具有如下优点: 1、本专利技术采用温和的液相合成方法，无需采用昂贵的反应试剂，并且所采用的载体为具有封闭空腔结构的耐高温材料，无需去除模板，一步反应即可得到间苯二酚甲醛树脂的空心复合材料。2、本专利技术制备的间苯二酚甲醛树脂空心复合材料具有空腔结构，而且密度小、分散性好，制备方法简单，具有质轻、耐烧蚀的特性，可应用于轻质耐高温复合材料、隔热涂层等领域。3、本专利技术制备的间苯二酚甲醛树脂空心复合材料经惰性气氛下高温炭化处理即可得到具有空腔结构的炭化衍生物，兼具轻质、易分离和耐烧蚀的特性，可用作环境处理吸附剂，在高温隔热、耐烧蚀材料领域具有重要的应用价值。【附图说明】图1为【具体实施方式】一中步骤六得到的间苯二酚甲醛树脂空心复合材料的红外光谱图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围中。【具体实施方式】一:本实施方式提供的间苯二酚甲醛树脂空心复合材料及其衍生物的制备方法按以下步骤进行: 一、将空心玻璃微球在氢氧化钠溶液中浸泡处理1.5h，经蒸馏水洗涤并干燥后，得到碱洗后的空心玻璃微球；其中，氢氧化钠溶液的浓度为1.5mol/L ; 二、将无水乙醇和蒸馏水按照300g:98g的用量比配置乙醇溶液，并在搅拌的条件下混合均匀； 三、将碱洗后的空心玻璃微球与阳离子型表面活性剂依次分散在上述乙醇溶液中；其中，阳离子型表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，碱洗后的空心玻璃微球与十六烷基三甲基溴化铵的用量比为0.lg:0.75g，分散方式为采用搅拌桨机械搅拌，转速为lOOr/min，20°C条件下分散30min ； 四、将步骤三所得的混合物在持续机械搅拌的条件下，加入间苯二酚，20°C条件下搅拌lOmin，将甲醛溶液滴加至混合溶液中；其中，碱洗后的空心玻璃微球、间苯二酚、甲醛溶液的用量比为 0.lg:0.16g:0.2mL ； 五、将氨水溶液逐滴加入到步骤四的溶液中，温度为50°C的条件下搅拌Sh;其中，氨水的用量为2mL，浓度为25%; 六、将步骤五得到的固相物用蒸馏水和乙醇交替洗涤干净并于分液漏斗中进行分离，收集漂浮物，在40°C的条件下干燥12h，得到间苯二酚甲醛树脂空心复合材料； 七、将步骤六得到的间苯二酚甲醛树脂空心复合材料置于管式炉中，在氮气气氛下以10C min 1的升温速率，由20°C的温度升温至300°C，并在此温度下恒温2h ;以1°C min 1的升温速率继续升温至600°C，并在此温度条件下恒温6h，得到具有空腔结构的间苯二酚甲醛树脂炭化衍生物。 本实施方式的间苯二酚甲醛树脂空心复合材料，采用原位聚合的方法使间苯二酚、甲醛在表面活性剂改性过的空心玻璃微球表面发生聚合、交联反应，形成间苯二酚甲醛树脂层，一步反应得到间苯二酚甲醛树脂空心复合材料。本实施方式的间苯二酚甲醛树脂空心复合材料具有质轻、不易团聚的特性，且制备工艺简便，无需去除模板，无需昂贵的试剂，反应条件温和，成本低。经过简单的高温碳化处理后，可得具有空腔结构的间苯二酚甲醛树脂炭化衍生产物。本实施方式中经步骤六得到的间苯二酚甲醛树脂空心复合材料的红外光谱图如图1所示。从图中可以观察到间苯二酚甲醛树脂的特征峰:3430cm 1吸收峰归属于-OH的伸缩振动；2940 cm1和1440 cm 1处的吸收峰对应于-CH 2的伸缩振动和剪式振动；1621 cm 1是酚环上的C=C伸缩振动；1093 cm 1吸收峰为CH 2_0_012中的C-O伸缩振动和空心微球载体S1-O-Si中S1-O伸缩振动的重叠产生的。由此可以说明产物中含有间苯二酚甲醛树脂。【具体实施方式】二:本实施方式提供的间苯二酚甲醛树脂空心复合材料及其衍生物的制备方法按以下步骤进行: 一、将空心玻璃微球在氢氧化钠溶液中浸泡处理1.5h，经蒸馏水洗涤并干燥后，得到碱洗后的空心玻璃微球；其中，氢氧化钠溶液的浓度为lmol/L ; 二、将无水乙醇和蒸馏水按照300g:60g的用量比配置乙醇溶液，并在搅拌的条件下混合均匀； 三、将碱洗后的空心玻璃微球与阳离子型表面活性剂依次分散在上述乙醇溶液中；其中，阳离子型表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，碱洗后的空心玻璃微球与十六烷基三甲基溴本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种简便的间苯二酚甲醛树脂空心复合材料的制备方法，其特征在于所述制备方法具体步骤如下：一、将空心玻璃微球在氢氧化钠溶液中浸泡处理1~2h，经蒸馏水洗涤并干燥后，得到碱洗后的空心玻璃微球；二、将无水乙醇和蒸馏水按照300g:50~100g的用量比配置乙醇溶液，并在搅拌的条件下混合均匀；三、将碱洗后的空心玻璃微球与阳离子型表面活性剂依次分散在上述乙醇溶液中；其中，碱洗后的空心玻璃微球与阳离子型表面活性剂的用量比为0.1~0.4g:0.75g；四、将步骤三所得的混合物在持续机械搅拌的条件下，加入间苯二酚，20~30℃条件下搅拌10min，将甲醛溶液滴加至混合溶液中；其中，碱洗后的空心玻璃微球、间苯二酚、甲醛溶液的用量比为0.1~0.4g:0.16g:0.15~0.2mL；五、将氨水溶液逐滴加入到步骤四的溶液中，温度为25~60℃的条件下搅拌4~20h；其中，氨水的用量为1~3mL，浓度为25%~28%；六、将步骤五得到的固相物用蒸馏水和乙醇交替洗涤干净并于分液漏斗中进行分离，收集漂浮物，在40~80℃的条件下干燥8~20h，得到间苯二酚甲醛树脂/玻璃空心复合材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐慧芳，王硕，姜警，李振奋，钟正祥，温泉，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。