[发明专利]一种高开孔率泡沫炭材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种高开孔率泡沫炭材料的制备方法，属于炭材料领域。本发明以双马来酰亚胺、环氧树脂和二元胺为主要原料，先将沥青和环氧树脂球磨后，倒入聚合反应容器，并按比例称取双马来酰亚胺进行聚合反应，然后再加入二元胺搅拌获得预聚树脂，所得预聚树脂再经浇注成型、树脂的固化及炭化工艺制得所述泡沫炭材料。本发明所述的制备方法所制得泡沫炭材料具有良好的力学性能和开孔率，压缩强度达16~30MPa，密度0.35~0.52g/cm3，开孔率可达90%~98%。此外，本发明工艺简单，易于生产，操作简便；制备成本低，产品性能优异，可一次复杂成型。

主权项

一种高开孔率泡沫炭材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：原料的配备、球磨、预聚、浇注成型、固化及炭化工艺；（1）原料的配备基本原料为双马来酰亚胺、环氧树脂和二元胺的混合物，双马来酰亚胺、环氧树脂和二元胺的重量比为（2~3）:（3~6）:（1~2）；辅助原料为沥青；基本原料和辅助原料之间的比例关系以质量分数计为：基本原料：50－95％；辅助原料：5－50％；（2）球磨将沥青和环氧树脂进行球磨，具体参数如下：球磨时间：1 h－6 h给料粒度：0.1mm－1mm转速：600rpm－1200rpm出料粒度：≤0.075mm；（3）预聚将球磨后的沥青和环氧树脂倒入聚合反应容器，并按比例称取双马来酰亚胺，先自由升温至80‑100℃，之后以5‑10℃/min的速度升温，且从升温开始通入N2或Ar2，气体流量为85~90mL/min；当温度升至120‑180℃时，转速调至450~600rpm搅拌15~20min获得混合树脂，而后以5‑10℃/min的温度降温至80‑100℃，再按比例添加二元胺， 转速调至400~550rpm搅拌15min获得预聚树脂；（4）浇注成型将上述预聚树脂倒入预热的模具中，脱气泡，具体参数如下：温度：80℃–180℃脱气泡时间：0.5 h–5 h真空度：1.0×10‑1 Pa–1.0×103 Pa；（5）固化树脂经浇注成型后进行固化，具体参数如下：固化温度：100℃–240℃固化时间：1 h–10 h真空度：1.0×10‑1 Pa–1.0×105 Pa；（6）炭化固化后的树脂经过脱模后放入气氛炉中，然后以一定的升温速率升温至预定温度后保持一段时间，随炉冷却至室温取出，工艺参数为：升温速率：2℃/min–30℃/min预定温度：600℃–1500℃保温时间：1 h–10 h保护气氛：N2或者Ar2气体流量：80 mL/min–200 mL/min。