[发明专利]一种闭孔碳微球泡沫材料制备方法

摘要

一种闭孔碳微球泡沫材料制备方法，属于隔热材料制备领域。提供一种避免喷雾干燥法中出现的制备缺陷，制备的隔热材料导热系数低的闭孔碳微球泡沫材料制备方法。所述方法以酯类化合物为芯材，以热固性酚醛树脂为壁材，以阴离子表面活性剂的水溶液为分散体系，制备热固性酚醛树脂微胶囊，经加热挥发除去酯类化合物的囊芯后得到酚醛树脂闭孔微球，以酚醛树脂闭孔微球为先驱体，经碳化和石墨化后制得闭孔碳微球泡沫材料。该制备方法避免了喷雾干燥法出现的缺陷，制备的闭孔碳微球泡沫材料，其导热系数为5W/m·K左右，远低于传统的C/C复合材料，是一种理想的耐高温隔热泡沫材料。

主权项

一种闭孔碳微球泡沫材料制备方法，其特征在于：包括热固性线型酚醛树脂的合成、酚醛树脂闭孔微球的制备和闭孔碳微球泡沫材料的制备三步骤；所述热固性线型酚醛树脂的合成步骤为，在烧瓶中加入34％的甲醛溶液和苯酚，保持甲醛和苯酚的摩尔比为1.2～1.5，用40％的NaOH溶液调节并保持反应体系的pH为9，于90℃水浴加热反应3h，得到热固性线型酚醛树脂棕红色粘稠液体；所述酚醛树脂闭孔微球的制备步骤为，在1000ml三口烧瓶中依次加入500ml水，30ml正硅酸乙酯，60ml聚丙烯酸，以800r/min的速率搅拌，形成稳定的“水包油”型乳化分散体系，将反应体系水浴加热至90℃，缓慢加入100ml热固性线型酚醛树脂，加入5g六亚甲基四胺固化剂，用6mol/L的HCl溶液调节并保持反应体系的pH为2，于94℃水浴加热固化3h，滤去溶液，得橙黄色微小悬浮颗粒，将其加热至70℃后得到橙黄色酚醛树脂闭孔微球；所述闭孔碳微球泡沫材料的制备步骤为，将酚醛树脂闭孔微球用适当的粘结剂粘结后按一定的工件形状注模成形，脱模后成酚醛树脂闭孔微球泡沫材料，用其作为作先驱体，在N₂保护下进行900～1100℃的碳化处理，得到具有无定型碳结构的闭孔碳微球,然后再在Ar气保护下进行2100～2600℃的石墨化处理，得到具有石墨结构的闭孔碳微球泡沫材料。