一种泡沫碳材料的料浆发泡-凝胶注模成形制备方法技术

本发明专利技术公开了一种以石墨粉为原料，采用水基料浆发泡‑凝胶注模成形工艺制备泡沫碳材料的方法。本方法以石墨粉为原料，将石墨粉与去离子水及多种添加剂混合配制成料浆，通过高速搅拌使料浆发泡，再将泡沫料浆注入模具并使之凝胶成形，经干燥后得到泡沫碳材料。本发明专利技术所制备的泡沫碳材料具有孔隙率高、孔径小且分布均匀、成形参数可控、免烧结和石墨化处理、成本低廉等优点，并具有良好的物理性能和力学性能，同时本发明专利技术所用石墨粉原料全部来源于石墨加工碎屑、边角料及废弃石墨制品，固废利用率高。

Slurry foaming gel casting process for foamed carbon materials

The invention discloses a method for preparing foam carbon material using graphite powder as raw material and water based slurry foaming gel casting process. In this method, graphite powder is used as raw material, and graphite powder and deionized water and various additives are mixed to form slurry. The slurry is foamed through high speed stirring, then the foam slurry is injected into the mold and gelatin is formed. After drying, the foamed carbon material is obtained. The foamed carbon material prepared by the invention has the advantages of high porosity, small pore size, uniform distribution, controllable forming parameters, no sintering and graphitization, low cost, etc., and has good physical and mechanical properties. At the same time, the raw materials of graphite powder used in the invention all come from graphitic crumbs, leftover materials and waste graphite products, and the utilization rate of solid waste is high.

【技术实现步骤摘要】
一种泡沫碳材料的料浆发泡-凝胶注模成形制备方法
本专利技术涉及无机非金属材料
，特指一种以石墨粉为原料制备泡沫碳材料的方法。更具体地说，本专利技术涉及一种采用料浆发泡-凝胶注模成形工艺来制备石墨质泡沫碳材料的方法。
技术介绍
泡沫碳材料(foamcarbon)是一种由孔泡和相互连接的孔泡壁组成的具有三维网状结构的轻质多孔碳材料，具有高孔隙率、高比表面积、高导热系数、低密度、低热膨胀系数等特性。泡沫碳材料的研究始于20世纪60年代，采用高温分解热固性聚合物泡沫的方法得到碳质骨架，也称为网状玻璃态泡沫碳(RVCFoam)。70年代相关研究主要集中在通过寻求更适宜的前驱体模板来提高泡沫碳材料的性能，例如Sandia国家实验室以具有天然蜂窝状孔洞的软木为模板制备出了性能较好的泡沫碳材料。80年代对于泡沫碳的研究则主要侧重于对它的修饰以及降低制备成本上。20世纪90年代，美国空军材料实验室以中间相沥青为原料，采用“发泡法”成形工艺，经过碳化和石墨化处理后，制备出高性能的新一代泡沫碳材料，以其独特的微观结构、较大的比表面积、较高的孔隙率、优良的吸附性、较低的热膨胀系数及良好的导热性等一系列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泡沫碳材料的料浆发泡‑凝胶注模成形制备方法，其特征在于：将石墨粉、去离子水、多种添加剂混合配制成料浆，经高速搅拌发泡后注入模具凝胶成形，干燥后得到泡沫碳材料。具体包括如下步骤：1)称量石墨粉、去离子水并配制成料浆，通过球磨混合均匀；2)称量有机单体和交联剂并注入料浆中继续球磨；3)称量分散剂并注入步骤2)球磨后的料浆中，通过机械搅拌使料浆分散均匀；4)称量发泡剂和稳泡剂并注入料浆中，通过高速机械搅拌使料浆发泡；5)称量引发剂和催化剂并注入发泡料浆中搅拌均匀，将料浆倒入模具内凝胶成形；6)成形后的坯体经脱模、干燥，得到泡沫碳材料。

【技术特征摘要】
1.一种泡沫碳材料的料浆发泡-凝胶注模成形制备方法，其特征在于：将石墨粉、去离子水、多种添加剂混合配制成料浆，经高速搅拌发泡后注入模具凝胶成形，干燥后得到泡沫碳材料。具体包括如下步骤：1)称量石墨粉、去离子水并配制成料浆，通过球磨混合均匀；2)称量有机单体和交联剂并注入料浆中继续球磨；3)称量分散剂并注入步骤2)球磨后的料浆中，通过机械搅拌使料浆分散均匀；4)称量发泡剂和稳泡剂并注入料浆中，通过高速机械搅拌使料浆发泡；5)称量引发剂和催化剂并注入发泡料浆中搅拌均匀，将料浆倒入模具内凝胶成形；6)成形后的坯体经脱模、干燥，得到泡沫碳材料。2.根据权利要求1所述的泡沫碳材料的制备方法，其特征在于，步骤1)所述石墨粉的粒度为20～80μm；所述料浆中包含如下质量百分数的原料：石墨粉30～50wt％，余量为去离子水；所述球磨方法为滚筒球磨，球料比为2:1，球磨时间20～50小时。3.根据权利要求1所述的泡沫碳材料的制备方法，其特征在于，步骤2)所述有机单体为丙烯酰胺，加入量为3～7wt％；交联剂为亚甲基双丙烯酰胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：周洋，张成，李润丰，刘旭锋，冯亦得，韩晓楠，李翠伟，李世波，黄振莺，翟洪祥，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11