CN109675507B - 一种微米级密胺树脂球的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微米级密胺树脂球的制备方法，属于新能源电子材料技术领域。该树脂是由三聚氰胺和甲醛缩聚而成，合成过程引入F127来调控其形貌结构。制备工艺主要是称取7.6 g三聚氰胺和15.0 ml的甲醛溶液（37%wt）、80 ml去离子水混合在三口烧瓶中进行搅拌溶解，60 oC水浴加热。将0.10 g F127分散在2.0 ml无水乙醇溶液中，得到F127乙醇分散液，加入到上述的三口烧瓶内。待溶液变至透明后，量取2.4 ml冰乙酸加入三口烧瓶中，反应0.15 h，得到最终溶液。将所得溶液进行离心，无水乙醇和去离子水交替洗涤各三次，并进行冷冻干燥，即得微米级密胺树脂球。本发明介绍了一种简易制备的微米级密胺树脂球的方法，具有球体均匀、制备简易、分散良好等显著优点。

Description

一种微米级密胺树脂球的制备方法
技术领域
本发明属于新能源电子材料技术领域，涉及一种微米级密胺树脂球的制备方法。
背景技术
三聚氰胺甲醛树脂（MF，又称密胺树脂），是由三聚氰胺与甲醛进行羟甲基化后聚合而成，是一类含有刚性三嗪环和氮杂环结构综合性能优异的高分子材料。除了碳材料本身的一些特殊性质外，氮原子的引入可以提高碳材料表面的碱性、改善碳材料的电子性质以及增强碳载体与金属活性组分之间的相互作用，极大地改善碳基催化剂的催化性能。因此，由于密胺树脂丰富的含氮量，可由MF提供氮源，进行氮掺杂后，纳米碳材料可直接作为催化剂在氧化、脱氢和电催化等催化反应中，在超级电容器中也有着非常广泛的研究，并且MF还广泛用作胶黏剂、吸附剂等。
众所周知，表面活性剂是由亲水的极性部分和亲油的非极性两部分组成的物质，所以少量表面活性剂加入到溶剂中就能显著降低溶液表面张力，改变两种液体之间或液体与固体之间界面张力。由于其特殊的亲水亲油性结构，在聚合过程中引入表面活性剂可以很好地调控碳材料的形貌结构（张崴, 周雅文, 赵莉, et al..表面活性剂的性能与应用(Ⅷ)——表面活性剂的乳化作用及其应用[J].日用化学工业, 2015, 45(1):7-10.）。
Zhang Y等采用一种通用的方法制备了具有高水平杂原子掺杂和分层孔隙的三维空心碳球/还原氧化石墨烯(DHCSs/RGO)纳米复合材料。聚乙烯醇(PVA)是分散剂和成核剂，用作三聚氰胺树脂球的无去除模板，其中含有大量的杂原子，随后与氧化石墨烯(GO)复合。其中指明了单独MF制备的密胺树脂球并没有呈现出规则的形状，而是具有随机的尺寸（ACSNano, 2018, 12(5):4824-4834.）。中国专利文献CN108529588A公开了一种有序中孔炭的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将三聚氰胺、37% wt的甲醛溶液、水按1～1.5g：1～3 mL：4～6 mL的量比混合，之后，在70～90 oC进行搅拌，形成密胺树脂预聚体；(2)按密胺树脂预聚体：无水乙醇=1:3～5的质量比，将步骤(1)中所得密胺树脂预聚体溶于所述无水乙醇中，配成溶液A；(3)按EO106PO70EO106：所述密胺树脂预聚体=1:3～8的质量比，将EO106PO70EO106溶于乙醇水溶液中，形成溶液B；(4)将步骤(3)中所得溶液B加入到步骤(2)中所述溶液A中，搅拌均匀，静置，之后进行干燥；(5)将步骤(4)中干燥后所得产物在惰性气氛下炭化，即得最终产物。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种简易制备、球体均匀、分散良好的微米级密胺树脂球的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种树脂基碳材料，该材料由三聚氰胺甲醛树脂添加三嵌段聚合物F127制备得到。
根据本发明，一种微米级密胺树脂球的制备方法，包括步骤如下：
（1）称取6.0 g~13.0 g三聚氰胺和12~25 ml的甲醛溶液（37% wt）、80 ml去离子水混合在三口烧瓶中进行搅拌溶解，该过程在60 oC的水浴中进行；
（2）将0.05 g~0.50 g F127分别分散在1.0~10.0 ml无水乙醇溶液中，得到F127乙醇分散液，将其加入到（1）中的三口烧瓶内；
（3）待（1）中三口烧瓶溶液变至透明时，量取1.0~4.0 ml冰乙酸加入三口烧瓶中，反应0.1 h~2.0 h即得最终溶液，将上述溶液进行离心，无水乙醇和去离子水交替洗涤各三次，并进行冷冻干燥；
根据本发明，优选的，步骤（1）中所述三聚氰胺用量为7.6 g。
根据本发明，优选的，步骤（1）中甲醛用量为15 ml。
根据本发明，优选的，步骤（2）中所述最佳F127用量为0.10 g。
根据本发明，优选的，步骤（2）中无水乙醇的用量为2.0 ml。
根据本发明，优选的，步骤（3）冰乙酸用量为2.4 ml。
根据本发明，优选的，步骤（3）反应时间为0.15 h。
本发明的技术优势如下：
（1）本发明制备过程十分简易，具有产率高、反应时间短等明显优点。
（2）相比于非常不均匀的单纯密胺树脂球，本发明使用的制备方法制得的密胺树脂球，是大小均匀的微米级球体。
（3）本发明中F127不再是传统中仅作为模板来使用，而是根据其特殊的两亲性结构来明显调控MF的球体结构。
附图说明
图1为本发明对比例1制得的单纯密胺树脂球的扫描电镜图。
图2为本发明实施例2制得的加入0.10 g F127的密胺树脂球的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步的说明，但不限于此。
同时下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1：
称取7.6 g三聚氰胺和15 ml的甲醛溶液（37% wt）、80 ml去离子水混合在三口烧瓶中进行搅拌溶解，60 oC水浴加热。将0.05 g F127分散在2.0 ml无水乙醇溶液中，得到F127乙醇分散液，加入到上述的三口烧瓶内；待三口烧瓶溶液变至透明时，量取2.4 ml冰乙酸加入三口烧瓶中，反应0.15 h，即得最终溶液；将所得溶液进行离心，无水乙醇和去离子水交替洗涤各三次，并进行冷冻干燥。
实施例2：
称取7.6 g三聚氰胺和15 ml的甲醛溶液（37% wt）、80 ml去离子水混合在三口烧瓶中进行搅拌溶解，60 oC水浴加热。将0.10 g F127分散在2.0 ml无水乙醇溶液中，得到F127乙醇分散液，加入到上述的三口烧瓶内；待三口烧瓶溶液变至透明时，量取2.4 ml冰乙酸加入三口烧瓶中，反应0.15 h，即得最终溶液；将所得溶液进行离心，无水乙醇和去离子水交替洗涤各三次，并进行冷冻干燥。
实施例3：
称取7.6 g三聚氰胺和15 ml的甲醛溶液（37% wt）、80 ml去离子水混合在三口烧瓶中进行搅拌溶解，60 oC水浴加热。将0.20 g F127分散在2.0 ml无水乙醇溶液中，得到F127乙醇分散液，加入到上述的三口烧瓶内；待三口烧瓶溶液变至透明时，量取2.4 ml冰乙酸加入三口烧瓶中，反应0.15 h，即得最终溶液；将所得溶液进行离心，无水乙醇和去离子水交替洗涤各三次，并进行冷冻干燥。
对比例1：
称取7.6 g三聚氰胺和15 ml的甲醛溶液（37% wt）、80 ml去离子水混合在三口烧瓶中进行搅拌溶解，60 oC水浴加热。待三口烧瓶溶液变至透明时，量取2.4 ml冰乙酸加入三口烧瓶中，反应0.15 h，即得最终溶液；将所得溶液进行离心，无水乙醇和去离子水交替洗涤各三次，并进行冷冻干燥。

Claims (1)

1.一种微米级密胺树脂球的制备方法，包括步骤如下：
(1)称取7.6g三聚氰胺和15ml的37wt％甲醛溶液、80ml去离子水混合在三口烧瓶中进行搅拌溶解，该过程在60℃的水浴中进行；
(2)将0.10g F127分别分散在2.0ml无水乙醇溶液中，得到F127乙醇分散液，将其加入到(1)中的三口烧瓶内；
(3)待(1)中三口烧瓶溶液变至透明时，量取2.4ml冰乙酸加入三口烧瓶中，反应0.15h即得最终溶液，将上述最终溶液进行离心，无水乙醇和去离子水交替洗涤各三次，并进行冷冻干燥。
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