[發(fā)明專利]一種提高酚醛樹脂基球狀活性炭壓碎強度的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310227312.1
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103274401A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設計）人: 李開喜
• 申請（專利權）人: 中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: C01B31/10
• 分類號: C01B31/10
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 劉寶賢

技術領域

本發(fā)明涉及一種提高酚醛樹脂基球狀活性炭壓碎強度的方法。

背景技術

球狀活性炭由于其制備涉及到多學科交叉，致使其制備較難，但其由于外觀為規(guī)整的球形，在一些特殊應用領域如血液凈化方面是其它形狀的活性炭所無法勝任的，為此其制備技術的提升一直是研究的焦點。熱塑性的酚醛樹脂由于其在一定溫度下具有變形的能力，且其殘?zhí)柯瘦^高而作為成球的含碳前驅(qū)體，通過成球、炭化、活化最終得到球狀活性炭。

中國發(fā)明專利200410012346“一種酚醛樹脂基微球的制備方法”、200810079389“一種球形酚醛樹脂的制備方法”、200410016702“一種多孔酚醛樹脂基炭微球的制備方法”等采用酚醛樹脂的乙醇溶液進行成球，所得到的酚醛樹脂小球的壓碎強度不高。

中國發(fā)明專利99110071“一種添加造孔劑制備球形活性炭的方法”?、98118911“一種中孔酚醛樹脂基球形活性炭的制備方法”等則通過將酚醛樹脂的乙醇溶液蒸發(fā)脫除溶劑的方法得到用于成球的酚醛樹脂顆粒，但該方法最大的問題是在蒸發(fā)脫溶劑時重現(xiàn)性差，且工藝復雜、可控性差，其壓碎強度也差。

文獻“提高酚醛樹脂耐熱性能的主要途徑”（黑龍江科學，2011年第2卷第5期，33-36）、“酚醛樹脂耐熱性的改性研究進展”（中國膠粘劑，2005年6月第14卷第6期，45-49），“酚醛樹脂高性能化改性研究進展”（熱固性樹脂，第16卷第4期,29-33），均是將聚酰亞胺與熱塑性酚醛樹脂通過熔融共混方式的改性來提高產(chǎn)品的耐熱性，而未提高酚醛樹脂的壓碎強度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種重復性好、壓碎強度高的酚醛樹脂基球狀活性炭的方法。

本發(fā)明的原理與文獻中報道的熔融方法不同，是通過將聚酰亞胺與酚醛樹脂一起溶解到醇溶液中，采用緩慢加熱固化反應的方法，將聚酰亞胺接枝到酚醛樹脂的高分子鏈上，從而實現(xiàn)最終產(chǎn)品壓碎強度的提升。

本發(fā)明的制備方法如下：

將聚酰亞胺按酚醛樹脂質(zhì)量的1-10%溶解到濃度為30-70wt%酚醛樹脂的甲醇或乙醇溶液中，再向該溶液中加入酚醛樹脂質(zhì)量1-10%的六次甲基四胺，攪拌均勻，之后加入到含有濃度為1-5wt%分散劑水溶液的高壓釜中，其中分散劑的質(zhì)量為酚醛樹脂的1-10%，密閉升溫，在200-600轉(zhuǎn)/min的攪拌轉(zhuǎn)速下以0.5-1℃/min升溫速率升到120-160℃并恒溫1-5h，降溫后固液分離，獲得含有聚酰亞胺的酚醛樹脂小球；該小球隨后以1-3℃/min的升溫速率在N₂氣氛中升溫到800-950℃后，切換為水蒸汽活化1-3h，之后切換為N₂自然降溫到室溫，即獲得酚醛樹脂球狀活性炭。

如上所述的分散劑為聚乙烯醇、十八烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、聚乙二醇、甲基纖維素或羧甲基纖維素。

本發(fā)明的優(yōu)點：

（1）采用液相溶解的方法所得樣品的性能均勻、重復性好，原因是避免了熔融共混造成的兩種原料混合不均勻的問題；

（2）采用液相混合可減少聚酰亞胺的數(shù)量，從而降低成本。

具體實施方式

實施例的壓碎強度測定采用專利200820105920.X“單粒球形顆粒壓碎強度測定儀”?方法：選取直徑為0.8mm?的球狀活性炭26粒，在強度儀上測量球狀活性炭的單粒壓碎強度，舍去最大、最小值各三個，計算20粒的平均值。重復3次，再取平均值作為單粒的壓碎強度。

實施例1

將酚醛樹脂質(zhì)量10wt%的聚酰亞胺溶解到濃度為70wt%酚醛樹脂的甲醇溶液中，再向該溶液加入酚醛樹脂質(zhì)量10%的六次甲基四胺，攪拌均勻，之后加入到含有濃度為1wt%聚乙烯醇水溶液（聚乙烯醇的質(zhì)量為酚醛樹脂的10%）的高壓釜中，密閉升溫，在200轉(zhuǎn)/min的攪拌轉(zhuǎn)速下以0.5℃/min升溫速率升到120℃并恒溫5h，降溫后固液分離，獲得含有聚酰亞胺的酚醛樹脂小球；該小球隨后以1℃/min的升溫速率在N2氣氛中升溫到800℃后，切換為水蒸汽活化3h，之后切換為N2自然降溫到室溫，即獲得酚醛樹脂球狀活性炭，其壓碎強度為7.4牛。

實施例2