一种采用改性沥青制备高强度泡沫炭的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用改性沥青制备高强度泡沫炭的方法，该方法包括煤沥青的改性处理，改性沥青制备中间相沥青，中间相沥青发泡以及炭化步骤；本发明专利技术可以通过硼酸和苯丙烯醛对煤沥青进行改性，调节煤沥青的软化点、残炭率、甲苯不溶物含量和喹啉不溶物含量等性质，从而对中间相沥青的性质和结构进行有效调控；可以通过对泡孔结构的调节，获得高强度泡沫炭。同时本发明专利技术制备泡沫炭的方法，具有生产周期短，工艺简单，成本低的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种采用改性沥青制备高强度泡沫炭的方法
本专利技术属于材料制备
，涉及一种采用改性沥青制备高强度泡沫炭的方法。
技术介绍
泡沫炭具有密度低、强度高、热传导性质可调节和良好的电导率等许多特性，在热交换器、高温隔热材料、电磁屏蔽、燃料电池电极材料、超级电容器、催化剂载体和过滤器等领域有着广阔的应用前景。根据制备原料的不同，可以将泡沫炭分为树脂基泡沫炭和沥青基泡沫炭。最初泡沫炭是由对聚合物进行炭化得到的，属于树脂基泡沫炭，也被称作网状玻璃态泡沫炭(RVC)，这种泡沫炭具有规则的网状结构，但是力学强度很低。后来，研究人员发展出以煤沥青为前驱体制备沥青基泡沫炭，这种泡沫炭的优点在于制备原料来源丰富，成本较低，而且具有更优的力学强度。煤沥青具有碳含量高、流动性好、易石墨化和价格低廉等许多优点，是新型炭材料制备领域常用的优质前驱体之一。商用煤沥青的化学成分比较复杂，主要成分是三环及三环以上稠环芳烃及其衍生物。虽然沥青基泡沫炭的力学强度高于聚合物基泡沫炭，但是仍不能满足一些特定环境应用(例如用于航空航天领域结构材料以及其他严苛使用环境)要求，其力学性能≤15MPa。据报道，泡沫炭的结构主要取决本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用改性沥青制备高强度泡沫炭的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，煤沥青的改性处理：将煤沥青和硼酸加入三口烧瓶中，搅拌使其混合均匀，然后加入苯丙烯醛，加热至150℃，通入氮气保护并保温3h；步骤2，改性沥青制备中间相沥青：将步骤1得到的改性沥青进行研磨并过筛(200目)，然后将改性沥青粉末加入高温高压反应釜中，加热至450℃并保温4h；步骤3，中间相沥青发泡：将中间相沥青研磨过筛(200目)，然后置于高温高压反应釜中，升温至500℃并保温3h，通入氮气保护，压力为3MPa，反应结束后冷却至室温，得到发泡的泡沫炭生料；步骤4，炭化：将步骤3得到的泡沫炭生料置于CVD管式炉中，通入氮气...

【技术特征摘要】
1.一种采用改性沥青制备高强度泡沫炭的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，煤沥青的改性处理：将煤沥青和硼酸加入三口烧瓶中，搅拌使其混合均匀，然后加入苯丙烯醛，加热至150℃，通入氮气保护并保温3h；步骤2，改性沥青制备中间相沥青：将步骤1得到的改性沥青进行研磨并过筛(200目)，然后将改性沥青粉末加入高温高压反应釜中，加热至450℃并保温4h；步骤3，中间相沥青发泡：将中间相沥青研磨过筛(200目)，然后置于高温高压反应釜中，升温至500℃并保温3h，通入氮气保护，压力为3MPa，反应结束后冷却至室温，得到发泡的泡沫炭生料；步骤4，炭化：将步骤3得到的泡沫炭生料置于CVD管式炉中，通入氮气保护，加热至850℃并保温2h，然后自然冷却至室温，即得到泡沫炭材料。2.根据权利要求1所述的一种采用改性沥青制备高强度泡沫炭的方法，其特征在于，步骤1中煤沥青为高温煤沥青，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘和光，赵娜娜，徐慧，李铁虎，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61