[發(fā)明專利]一種中間相碳微球的共縮聚制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810173414.2
• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN108178142A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙雪飛;朱亞明;程俊霞;賴仕全;高麗娟
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧科技大學(xué)
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05
• 代理公司: 鞍山貝爾專利代理有限公司 21223
• 代理人: 喬麗艷

本發(fā)明的目的是針對于現(xiàn)有技術(shù)中通過熱聚合法以中溫煤瀝青為原料生產(chǎn)中間相碳微球存在的問題，提供了一種中間相碳微球的共縮聚制備方法，屬于煤焦油瀝青深加工領(lǐng)域。本發(fā)明將中溫煤焦油瀝青和芳香族活性共縮聚劑按一定質(zhì)量比例混合均勻得到瀝青混合料，依據(jù)共縮聚原理制備出收率高、粒徑均勻的中間相碳微球，能夠明顯降低反應(yīng)溫度，提高中間相碳微球的收率和粒徑均勻度，降低生產(chǎn)成本，滿足高品質(zhì)、高附加值炭素材料對原料的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤焦油瀝青深加工領(lǐng)域，尤其涉及通過添加共縮聚劑來提高中間相碳微球收率和粒徑均勻性的制備方法。

背景技術(shù)

煤焦油瀝青在常溫下為一種黑色固體，是煤焦油經(jīng)蒸餾提取餾分后的剩余物，具有高粘度呈玻璃相，由分子量分布較寬的芳香族類化合物構(gòu)成的混合物。煤焦油瀝青具有含碳量高(＞90％)、特殊的理化性質(zhì)、廣泛的來源、和低廉的價格，從而決定了它是高性能人造炭材料的優(yōu)選前驅(qū)體原料。通過對煤焦油瀝青改性作為高性能炭材料的原料，是提高煤焦油瀝青的附加值，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。

煤焦油瀝青經(jīng)過熱聚合改性處理后可以制備出粒徑分布均勻、球形度良好的中間相碳微球。中間相碳微球是一種微米級別的炭材料原料，在偏光顯微鏡下呈現(xiàn)光學(xué)各向異性。由于中間相碳微球具有易石墨化，并且石墨化后具有獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)等特點，在鋰離子電池負(fù)極材料、高比表面積活性炭、以及核石墨等方面得到了很好的應(yīng)用。

以中溫煤瀝青為原料，通過熱聚合的方法批量生產(chǎn)出的中間相碳微球，其粒徑D50為10μm至25μm左右。隨著市場對特種人造炭材料需求的增長，中間相碳微球已成為儲能材料以及核石墨材料原料的極佳選擇。但是，以中溫煤瀝青為原料生產(chǎn)出的中間相碳微球尺寸不均勻、收率較低。

因此，開發(fā)一種簡單可控、可操作性強(qiáng)、成本低、收率高、粒徑均勻的中間相碳微球的制備方法意義重大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對于現(xiàn)有技術(shù)中通過熱聚合法以中溫煤瀝青為原料生產(chǎn)中間相碳微球存在的問題，提供了一種中間相碳微球的共縮聚制備方法。本發(fā)明將一定比例的煤熱解萃取產(chǎn)物的某一段餾分、或煤加氫產(chǎn)物的某一段餾分、或煤干餾產(chǎn)物的某一段餾分作為芳香族活性助劑添加到中溫瀝青中調(diào)控瀝青的熱轉(zhuǎn)化特性，依據(jù)共縮聚原理制備出收率高、粒徑均勻的中間相碳微球，滿足高品質(zhì)、高附加值炭素材料對原料的需求。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為：一種中間相碳微球的共縮聚制備方法，包括如下步驟：

1)將粒徑＜0.2mm的中溫煤焦油瀝青和芳香族活性共縮聚劑按質(zhì)量比為100：3～15的比例混合均勻得到瀝青混合料；

其中，芳香族活性共縮聚劑為煤熱解萃取產(chǎn)物的某一段餾分(初餾點＞300℃)、煤加氫產(chǎn)物的某一段餾分(初餾點＞300℃)或煤干餾產(chǎn)物的某一段餾分(初餾點＞300℃)；

2)將瀝青混合料在常壓下加熱至230℃～260℃，恒溫攪拌20～40min；

3)在惰性氣體保護(hù)下，將混合料升溫至400℃～430℃，恒溫攪拌150～300min，使瀝青混合料充分進(jìn)行共縮聚反應(yīng)，得到富含中間相碳微球的改性瀝青；

4)從富含中間相碳微球的改性瀝青中分離得到中間相碳微球；

進(jìn)一步的，從富含中間相碳微球的改性瀝青中分離得到中間相碳微球的具體方法為：將富含中間相碳微球的改性瀝青與洗滌劑混合，進(jìn)行萃取；將萃取液過濾、洗滌，取濾渣，再將濾渣進(jìn)行干燥處理，得到中間相碳微球；

進(jìn)一步的，所述洗滌劑包括焦化洗油、甲苯、苯、氯仿等。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：