CN114381292B - 一种可纺中间相沥青的制备方法 - Google Patents
一种可纺中间相沥青的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114381292B CN114381292B CN202210123141.7A CN202210123141A CN114381292B CN 114381292 B CN114381292 B CN 114381292B CN 202210123141 A CN202210123141 A CN 202210123141A CN 114381292 B CN114381292 B CN 114381292B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- asphalt
- kettle
- hours
- mesophase pitch
- mass ratio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011302 mesophase pitch Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims abstract description 82
- LBUJPTNKIBCYBY-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4-tetrahydroquinoline Chemical compound C1=CC=C2CCCNC2=C1 LBUJPTNKIBCYBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 22
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims abstract description 5
- QPUYECUOLPXSFR-UHFFFAOYSA-N 1-methylnaphthalene Chemical compound C1=CC=C2C(C)=CC=CC2=C1 QPUYECUOLPXSFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 13
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 12
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 10
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 10
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 claims description 2
- NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N decalin Chemical compound C1CCCC2CCCCC21 NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 28
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 abstract description 15
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 15
- CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N tetralin Chemical compound C1=CC=C2CCCCC2=C1 CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- PXXNTAGJWPJAGM-UHFFFAOYSA-N vertaline Natural products C1C2C=3C=C(OC)C(OC)=CC=3OC(C=C3)=CC=C3CCC(=O)OC1CC1N2CCCC1 PXXNTAGJWPJAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 8
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 abstract description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 7
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 6
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 3
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 description 1
- 239000011294 coal tar pitch Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000011331 needle coke Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10C—WORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
- C10C3/00—Working-up pitch, asphalt, bitumen
- C10C3/02—Working-up pitch, asphalt, bitumen by chemical means reaction
- C10C3/026—Working-up pitch, asphalt, bitumen by chemical means reaction with organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10C—WORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
- C10C3/00—Working-up pitch, asphalt, bitumen
- C10C3/06—Working-up pitch, asphalt, bitumen by distillation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种可纺中间相沥青的制备方法，以芳烃化合物在AlCl3催化剂及一定温度下进行催化缩聚改质得到合成沥青，将合成沥青和一定比例的四氢喹啉、四氢萘、十氢萘的一种或几种经高温高压氢化处理得到改性沥青，然后在高温釜中气体吹扫脱出少量轻组分并适当提高其软化点，得到具有广域流线型光学结构的中间相沥青。本发明相比现有技术具有以下优点：采用本方法获得的中间相沥青可纺性好，持续时间长，经不熔化、炭化后碳纤维力学性能优异，热导率高，成为制备高性能碳纤维必备原料之一。
Description
技术领域
本发明属于合成沥青制备领域，特别涉及一种可纺性中间相沥青的制备方法。
背景技术
专利CN106544758A以催化油浆为原料，进行高压加氢预处理，反应压力12～18MPa，反应温度420～450℃，对设备要求极高，并且操作复杂。CN102477595A将煤直接液化残渣研磨成粉末与四氢喹啉充分混合；将得到的混合液在高压釜中氮气保护加热至150～400℃、压力2～5MPa，同时通入氢气加氢，经减压蒸馏除去原残渣中含有的大部分硫、氧、氮；此方法不易出去直接液化残渣中的金属物质及有害成分，操作复杂。专利CN 111718740A，用弱供氢溶剂萃取除去煤焦油沥青原料中的不溶物，加入强供氢溶剂，协同进行加氢处理得到改性沥青，再脱除轻组分得到可纺中间相沥青，此法说用原料为煤焦油沥青，结构和组成复杂，杂质含量高，不易得到纯化沥青。
目前使用煤焦油沥青、石油系沥青等原料制备的中间沥青灰分和喹啉不溶物都较高，纯化合物制备的优化沥青存在分子量过宽、活性位点低等制约高性能碳纤维的出现，因此合成沥青氢化后进行分子量窄化成为高性能中间相沥青的有效方法。
中间相沥青是制备高性能碳材料不可或缺的前驱体，可以制备高性能碳纤维、针状焦、泡沫碳、高端负极材料等，高质量的中间相沥青就成为军事、航空航天必须的增强材料的基础。中间相碳纤维具有高强度、高模量、高热传导率等一系列的优异性能，而我国至今还没有一束成品纤维面世，卡脖子的关键问题在于高质量的中间相沥青出现。
因此，迫切需要一种可纺性中间相沥青的制备方法，进而获得的可纺性好，持续时间长，经不熔化、炭化后碳纤维力学性能优异，热导率高的可纺性中间相沥青。
发明内容
为解决上述问题之一，本发明提出一种可纺性中间相沥青的制备方法，本发明制备的中间相沥青可纺性好，持续时间长，经不熔化、炭化后碳纤维力学性能优异，热传导性高，进而解决了制备高性能碳材料短缺的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种可纺中间相沥青的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤（1）：在合成釜中加入芳烃化合物和催化剂AlCl3，在150-180℃下进行催化缩聚反应5-8小时，反应后降温至110℃放入洗涤釜，再进行乙醇和去离子水洗涤后得到合成沥青；
步骤（2）：将步骤（1）得到的合成沥青和一定比例的四氢喹啉、四氢萘、
十氢萘的一种或几种加入加压聚合釜中，在380-420℃，5-8Mpa压力下经过减压蒸馏除去溶剂，得到改性沥青；
步骤（3）：将步骤（2）中得到的改性沥青在380-420℃高温釜中，底部气吹扫脱除少量轻组分并适当提高软化点，得到可纺中间相沥青。
优选的，步骤（1）中所述芳烃化合物为精萘、蒽或者甲基萘中的一种或几种。
优选的，步骤（1）中所述催化剂AlCl3与芳烃化合物质量比为1:25-35。
优选的，步骤（1）中得到的合成沥青，其软化点为100-110℃。
优选的，步骤（2）中合成沥青和一定比例的四氢喹啉、四氢萘、十氢萘的一种或几种，两者的物质量比为1:0.2-0.5。
优选的，步骤（2）中在380-420℃，5-8Mpa压力下热处理时间为3-10小时。
优选的，步骤（3）中的高温热处理时间为2-15小时。
优选的，步骤（3）中所用吹扫气体为氮气。
本发明相比现有技术具有以下优点：
（1）本发明的制备方法：将纯芳烃催化改质合成纯化沥青有效降低了灰分至50ppm，可以得到纯化中间相沥青，在得到纯化沥青后通过供氢溶剂对纯化沥青进行改性转移氢的方法增加甲基侧链，降低中间相沥青粘度，提高纺丝流变性，增加不熔化反应活性，最后脱除大量的挥发分得到可纺沥青。
（2）采用本方法获得的中间相沥青的中间相含量高，具有广域流线型光学结构，可纺性好，持续时间长，经不熔化、炭化后碳纤维力学性能优异，热导率高，是制备高性能碳纤维必备原料之一，成为军事、航空航天必须的增强材料的基础。
（3）另外采用本方法获得的中间相沥青基碳纤维，不熔化反应活性高，炭化后力学性能优异，拉伸强度>2.5GPa，拉伸模量>600GPa，热导率＞600W/（m.k）。
具体实施方式：
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。此外，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1：
一种可纺中间相沥青的制备方法，包括下列步骤：
步骤（1）：在合成釜中加入精萘和甲基萘，精萘与甲基萘质量比1:1，加入催化剂AlCl3，精萘、甲基萘两者和催化剂AlCl3的质量比为30:1，在180℃下反应，反应时间为8小时，反应后降温至110℃放入洗涤釜，再进行乙醇和去离子水洗涤后得到软化点为110℃的合成沥青；
步骤（2）：将步骤（1）得到的合成沥青和十氢萘加入加压聚合釜中，所述合成沥青与十氢萘的的质量比为1:0.3，在420℃，5Mpa压力下反应8小时，经过减压蒸馏除去溶剂，得到改性沥青；
步骤（3）：将步骤（2）中得到的改性沥青在400℃高温釜中，底部氮气气吹扫8小时脱除少量轻组分并适当提高软化点，得到可纺中间相沥青。
实施例2：
一种可纺中间相沥青的制备方法，包括下列步骤：
步骤（1）：在合成釜中加入精萘和催化剂AlCl3，精萘和催化剂AlCl3的质量比为35:1，在150℃下反应5小时，反应后降温至110℃放入洗涤釜，再进行乙醇和去离子水洗涤后得到软化点为107℃的合成沥青；
步骤（2）：将步骤（1）得到的合成沥青和四氢喹啉加入加压聚合釜中，所述合成沥青与四氢喹啉的质量比为1:0.5，在380℃，6Mpa压力下反应6小时，经过减压蒸馏除去溶剂，得到改性沥青；
步骤（3）：将步骤（2）中得到的改性沥青在395℃高温釜中，底部氮气气吹扫10小时脱除少量轻组分并适当提高软化点，得到可纺中间相沥青。
实施例3：
一种可纺中间相沥青的制备方法，包括下列步骤：
步骤（1）：在合成釜中加入甲基萘和催化剂AlCl3，甲基萘和催化剂AlCl3的质量比为30:1，在160℃下反应7小时，反应后降温至110℃放入洗涤釜，再进行乙醇和去离子水洗涤后得到软化点为105℃的合成沥青；
步骤（2）：将步骤（1）得到的合成沥青和四氢萘加入加压聚合釜中，所述合成沥青与四氢萘的质量比为1:0.3，在400℃，8Mpa压力下反应10小时，经过减压蒸馏除去溶剂，得到改性沥青；
步骤（3）：将步骤（2）中得到的改性沥青在400℃高温釜中，底部氮气气吹扫13小时脱除少量轻组分并适当提高软化点，得到可纺中间相沥青。
实施例4：
一种可纺中间相沥青的制备方法，包括下列步骤：
步骤（1）：在合成釜中加入蒽和催化剂AlCl3，蒽和催化剂AlCl3的质量比为35:1，在150℃下反应8小时，反应后降温至110℃放入洗涤釜，再进行乙醇去离子水洗涤后得到软化点为108℃的合成沥青；
步骤（2）：将步骤（1）得到的合成沥青与四氢喹啉和四氢萘加入加压聚合釜中，四氢喹啉与四氢萘质量比1:1，所述合成沥青与四氢喹啉、四氢萘两者的质量比为1:0.5，在,400℃，6Mpa压力下反应6小时，经过减压蒸馏除去溶剂，得到改性沥青；
步骤（3）：将步骤（2）中得到的改性沥青在390℃高温釜中，底部氮气气吹扫13小时脱除少量轻组分并适当提高软化点，得到可纺中间相沥青。
实施例5：
一种可纺中间相沥青的制备方法，包括下列步骤：
步骤（1）：在合成釜中加入精萘和催化剂AlCl3，精萘和催化剂AlCl3的质量比为25:1，在150℃下反应7.5小时，反应后降温至110℃放入洗涤釜，再进行6步洗涤后得到软化点为106℃的合成沥青；
步骤（2）：将步骤（1）得到的合成沥青和四氢喹啉、四氢萘、十氢萘加入加压聚合釜中，四氢喹啉、四氢萘、十氢萘三者质量比为1:1:1，所述合成沥青与四氢喹啉、四氢萘、十氢萘三者的质量比为1:0.25，在,380℃，6Mpa压力下反应10小时，经过减压蒸馏除去溶剂，得到改性沥青；
步骤（3）：将步骤（2）中得到的改性沥青在400℃高温釜中，底部氮气气吹扫12小时脱除少量轻组分并适当提高软化点，得到可纺中间相沥青。
实施例6：
一种可纺中间相沥青的制备方法，包括下列步骤：
步骤（1）：在合成釜中加入精萘和蒽，精萘与蒽的质量比1:1，加入催化剂AlCl3，精萘、蒽两者和催化剂AlCl3的质量比为30:1，在150℃下反应6小时，反应后降温至110℃放入洗涤釜，再进行乙醇和去离子水洗涤后得到软化点为104℃的合成沥青；
步骤（2）：将步骤（1）得到的合成沥青和四氢萘、十氢萘加入加压聚合釜中，四氢萘与十氢萘质量比为1:1，所述合成沥青与四氢萘、十氢萘两者的质量比为1:0.4，在400℃，5Mpa压力下反应7小时，经过减压蒸馏除去溶剂，得到改性沥青；
步骤（3）：将步骤（2）中得到的改性沥青在400℃高温釜中，底部氮气气吹扫10小时脱除少量轻组分并适当提高软化点，得到可纺中间相沥青。
实施例7：
一种可纺中间相沥青的制备方法，包括下列步骤：
步骤（1）：在合成釜中加入蒽和甲基萘，蒽与甲基萘质量比为1:1，加入催化剂AlCl3，蒽、甲基萘两者和催化剂AlCl3的质量比为25:1，在180℃下反应7小时，反应后降温至110℃放入洗涤釜，再进行乙醇和去离子水洗涤后得到软化点为108℃的合成沥青；
步骤（2）：将步骤（1）得到的合成沥青和四氢萘加入加压聚合釜中，所述合成沥青与四氢萘的质量比为1:0.4，在410℃，5Mpa压力下反应6小时，经过减压蒸馏除去溶剂，得到改性沥青；
步骤（3）：将步骤（2）中得到的改性沥青在390℃高温釜中，底部氮气气吹扫10小时脱除少量轻组分并适当提高软化点，得到可纺中间相沥青。
实施例8：
一种可纺中间相沥青的制备方法，包括下列步骤：
步骤（1）：在合成釜中加入蒽和甲基萘，蒽与甲基萘质量比为1:1，加入催化剂AlCl3，蒽、甲基萘两者和催化剂AlCl3的质量比为30:1，在160℃下反应8小时，反应后降温至110℃放入洗涤釜，再进行乙醇和去离子水洗涤后得到软化点为110℃的合成沥青；
步骤（2）：将步骤（1）得到的合成沥青和四氢喹啉和十氢萘加入加压聚合釜中，四氢喹啉与十氢萘的质量比为1:1，所述合成
沥青与四氢喹啉、十氢萘两者的质量比为1:0.3，在400℃，8Mpa压力下反应9小时，经过减压蒸馏除去溶剂，得到改性沥青；
步骤（3）：将步骤（2）中得到的改性沥青在380℃高温釜中，底部氮气气吹扫15小时脱除少量轻组分并适当提高软化点，得到可纺中间相沥青。
将上述实施例1-8所得的中间相沥青，用螺杆纺丝机进行熔融纺丝得到平均丝径为15μm的沥青原丝，经不熔化、炭化、石墨化后得到碳纤维，然后测试其拉伸强度、拉伸模量、热导率，测试结果如下：
表1 中间相沥青基碳纤维性能指标
| 样品 | 丝径/μm | 拉伸强度/GPa | 拉伸模量/GPa | 热导率/600W/（m.k） |
| 实施例1 | 15.6 | 2.63 | 746 | 664 |
| 实施例2 | 16.6 | 2.74 | 726 | 785 |
| 实施例3 | 15.3 | 2.53 | 648 | 807 |
| 实施例4 | 15.2 | 2.96 | 668 | 621 |
| 实施例5 | 16.8 | 2.74 | 759 | 664 |
| 实施例6 | 17.3 | 2.52 | 804 | 789 |
| 实施例7 | 16.4 | 2.94 | 773 | 607 |
| 实施例8 | 15.9 | 2.51 | 679 | 670 |
综上所述，用本发明所述制备方法制得的中间相沥青，用螺杆纺丝机进行熔融纺丝得到15μm的沥青原丝，经不熔化、炭化、石墨化后得到碳纤维，然后测试其拉伸强度>2.5GPa、拉伸模量>600GP、热导率＞600W/（m.k），由此可见用本发明所述制备方法制得的中间相沥青，经不熔化、炭化后碳纤维力学性能优异，热导率高。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (1)
1.一种可纺中间相沥青的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤（1）：在合成釜中加入芳烃化合物和催化剂AlCl3，在150-180℃下进行催化缩聚反应，反应时间为5-8小时，反应后降温至110℃放入洗涤釜，再进行乙醇和去离子水洗涤后得到合成沥青；
步骤（2）：将步骤（1）得到的合成沥青和四氢喹啉按照质量比为1:0.2-0.5加入加压聚合釜中，在380-420℃，5-8Mpa压力下热处理3-10小时,再经过减压蒸馏除去溶剂，得到改性沥青；
步骤（3）：将步骤（2）中得到的改性沥青在380-420℃高温釜中，底部气吹扫脱除少量轻组分并适当提高软化点，得到可纺中间相沥青；
步骤（1）中所述芳烃化合物为精萘、蒽或者甲基萘中的一种或几种；
步骤（1）中所述催化剂AlCl3与芳烃化合物质量比为1:25-35；
步骤（1）中得到的合成沥青，其软化点为100-110℃；
步骤（3）中的高温热处理时间为2-15小时；
步骤（3）中所用吹扫气体为氮气。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210123141.7A CN114381292B (zh) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 一种可纺中间相沥青的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210123141.7A CN114381292B (zh) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 一种可纺中间相沥青的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114381292A CN114381292A (zh) | 2022-04-22 |
| CN114381292B true CN114381292B (zh) | 2024-02-06 |
Family
ID=81205427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210123141.7A Active CN114381292B (zh) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 一种可纺中间相沥青的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114381292B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115353903B (zh) * | 2022-09-22 | 2023-10-20 | 武汉科技大学 | 一种由煤沥青卤化脱卤制备高软化点可纺沥青的方法及其产品和应用 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2516556A1 (fr) * | 1981-11-18 | 1983-05-20 | Nippon Oil Co Ltd | Matieres premieres constituees par des brais pour la preparation de fibres de carbone |
| EP0154754A1 (en) * | 1984-03-10 | 1985-09-18 | Kawasaki Steel Corporation | Method of producing a precursor pitch for carbon fiber |
| US4789456A (en) * | 1986-05-26 | 1988-12-06 | Agency Of Industrial Science And Technology | Process for preparing mesophase pitches |
| US4986893A (en) * | 1987-07-08 | 1991-01-22 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for producing pitch for carbon materials |
| JPH03223391A (ja) * | 1989-11-29 | 1991-10-02 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 炭素材料用メソフェースピッチ |
| JPH11131076A (ja) * | 1997-07-30 | 1999-05-18 | Dongbu Hannong Chem Co Ltd | 高軟化点光学的等方性ピッチの製造方法 |
| CN103014918A (zh) * | 2012-12-14 | 2013-04-03 | 济宁碳素集团有限公司 | 一种煤系通用级沥青炭纤维的制备方法 |
| CN103834423A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-06-04 | 武汉科技大学 | 一种改性煤沥青及其制备方法 |
| CN105778057A (zh) * | 2014-12-26 | 2016-07-20 | 北京化工大学常州先进材料研究院 | 一种共碳化法制备中间相沥青的方法 |
| CN106544758A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-03-29 | 中国石油大学(华东) | 一种高模量沥青基碳纤维的制备方法 |
| CN106929084A (zh) * | 2017-04-05 | 2017-07-07 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种石油系可纺中间相沥青的制备方法 |
| CN111286353A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-06-16 | 济宁碳素集团有限公司 | 高结焦值低喹啉不溶物的煤沥青的生产系统及生产方法 |
| CN111718740A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-29 | 郑州中科新兴产业技术研究院 | 溶剂协同氢化制备的可纺中间相沥青、制备方法及应用 |
| CN112538362A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-23 | 武汉科技大学 | 一种改善煤沥青流变性能的方法 |
| CN113956901A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-01-21 | 神木富油能源科技有限公司 | 一种中低温煤焦油制备中间相沥青的方法及用途 |
-
2022
- 2022-02-10 CN CN202210123141.7A patent/CN114381292B/zh active Active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2516556A1 (fr) * | 1981-11-18 | 1983-05-20 | Nippon Oil Co Ltd | Matieres premieres constituees par des brais pour la preparation de fibres de carbone |
| EP0154754A1 (en) * | 1984-03-10 | 1985-09-18 | Kawasaki Steel Corporation | Method of producing a precursor pitch for carbon fiber |
| US4789456A (en) * | 1986-05-26 | 1988-12-06 | Agency Of Industrial Science And Technology | Process for preparing mesophase pitches |
| US4986893A (en) * | 1987-07-08 | 1991-01-22 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for producing pitch for carbon materials |
| JPH03223391A (ja) * | 1989-11-29 | 1991-10-02 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 炭素材料用メソフェースピッチ |
| JPH11131076A (ja) * | 1997-07-30 | 1999-05-18 | Dongbu Hannong Chem Co Ltd | 高軟化点光学的等方性ピッチの製造方法 |
| CN103014918A (zh) * | 2012-12-14 | 2013-04-03 | 济宁碳素集团有限公司 | 一种煤系通用级沥青炭纤维的制备方法 |
| CN103834423A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-06-04 | 武汉科技大学 | 一种改性煤沥青及其制备方法 |
| CN105778057A (zh) * | 2014-12-26 | 2016-07-20 | 北京化工大学常州先进材料研究院 | 一种共碳化法制备中间相沥青的方法 |
| CN106544758A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-03-29 | 中国石油大学(华东) | 一种高模量沥青基碳纤维的制备方法 |
| CN106929084A (zh) * | 2017-04-05 | 2017-07-07 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种石油系可纺中间相沥青的制备方法 |
| CN111286353A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-06-16 | 济宁碳素集团有限公司 | 高结焦值低喹啉不溶物的煤沥青的生产系统及生产方法 |
| CN111718740A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-29 | 郑州中科新兴产业技术研究院 | 溶剂协同氢化制备的可纺中间相沥青、制备方法及应用 |
| CN112538362A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-23 | 武汉科技大学 | 一种改善煤沥青流变性能的方法 |
| CN113956901A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-01-21 | 神木富油能源科技有限公司 | 一种中低温煤焦油制备中间相沥青的方法及用途 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 中间相沥青脱除灰分;刘赵红超;李香粉;张兴华;郭全贵;;新型炭材料;第31卷(第04期);全文 * |
| 加氢作用对煤沥青性能的影响;吕永康，王志忠;煤炭转化;第18卷(第02期);全文 * |
| 沥青－重油共炭化制取中间相沥青基炭纤维初探;宋怀河，刘朗，王茂章;炭素技术(第05期);全文 * |
| 煤液化残渣共溶剂法制备中间相沥青;刘钊;宋怀河;马兆昆;陈晓红;梁鹏;郑冬芳;刘均庆;宫晓颐;朱豫飞;;炭素技术;第35卷(第02期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114381292A (zh) | 2022-04-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106435840B (zh) | 一种沥青基碳纤维的制备方法 | |
| CN111575037B (zh) | 一种高模量碳纤维与其前驱体中间相沥青的制备方法 | |
| CN109181733B (zh) | 一种煤沥青制备可纺沥青的方法 | |
| CN111718740B (zh) | 溶剂协同氢化制备的可纺中间相沥青、制备方法及应用 | |
| CN114381292B (zh) | 一种可纺中间相沥青的制备方法 | |
| CN111575053B (zh) | 一种体积排阻分离-热缩聚制备中间相沥青的方法及其应用 | |
| CN111501134B (zh) | 一种用煤液化残渣制备通用级沥青基碳纤维的方法 | |
| US4863708A (en) | Process for producing carbon fibers and the carbon fibers produced by the process | |
| CN107189802A (zh) | 一种fcc油浆加氢改质‑分段热缩聚制备中间相沥青的方法 | |
| CN107312561A (zh) | 一种fcc澄清油加氢改质‑共炭化制备中间相沥青的方法 | |
| CN107630267B (zh) | 一种煤液化残渣制可纺沥青及其制备方法和碳纤维 | |
| CN110776943B (zh) | 一种可纺中间相沥青的制备方法 | |
| KR900005090B1 (ko) | 탄소섬유용 전구체 핏치 제조방법 | |
| CN108611113B (zh) | 一种深度氧化—催化缩聚制备中间相沥青及碳纤维的方法 | |
| WO2020191403A1 (en) | High-yield pitch synthesis process for producing carbon fiber using low-severity direct coal liquefaction | |
| CN111004641A (zh) | 一种可纺沥青及其制备方法 | |
| JP6026593B2 (ja) | 炭素繊維用ピッチの製造方法 | |
| EP0063052B1 (en) | Starting pitches for carbon fibers | |
| CN105778057A (zh) | 一种共碳化法制备中间相沥青的方法 | |
| CN110578188B (zh) | 一种酸酐改性煤沥青与煤油共炼残渣共热缩聚制备可纺沥青的方法 | |
| Tian et al. | Co‑carbonization of coal tar pitch and brominated industrial methylnaphthalene for the production of isotropic pitch-based carbon fibers with enhanced tensile strength | |
| CN113956901A (zh) | 一种中低温煤焦油制备中间相沥青的方法及用途 | |
| CN114214758B (zh) | 一种用煤液化残渣制备通用级碳纤维的方法 | |
| JP2780231B2 (ja) | 炭素繊維の製造方法 | |
| JPS59128208A (ja) | 炭素材製造用原料の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20230329 Address after: 272000 Jibei High tech Industrial Park, Ershilipu Town, Rencheng District, Jining City, Shandong Province Applicant after: JINING KENON NEW CARBON MATERIALS TECHNOLOGY Co.,Ltd. Applicant after: JINING CARBON GROUP Co.,Ltd. Address before: 272000 No.99 Rencheng Avenue, Rencheng District, Jining City, Shandong Province (Jining Carbon Group Co., Ltd.) Applicant before: JINING CARBON GROUP Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240312 Address after: 272000 the 105 National Road East of the village of Jiang Miao village, twenty Mile Shop, Rencheng District, Jining, Shandong Patentee after: SHANDONG CHENYANG NEW CARBON MATERIALS CO.,LTD. Country or region after: China Address before: 272000 Jibei High tech Industrial Park, Ershilipu Town, Rencheng District, Jining City, Shandong Province Patentee before: JINING KENON NEW CARBON MATERIALS TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region before: China Patentee before: JINING CARBON GROUP Co.,Ltd. |