CN116444273A - 树脂炭素阳极生坯及制备方法、生坯中间体及制备方法、炭素阳极及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种树脂炭素阳极生坯，所述树脂炭素阳极生坯经硬化处理后得树脂炭素阳极生坯中间体，所述树脂炭素阳极生坯中间体通过气相色谱‑质谱联用技术测试时具有以下图谱特征：在保留时间依次为4.95±0.3min、5.32±0.3min、5.47±0.3min和5.92±0.3min处有特征峰。本发明还提供了树脂炭素阳极生坯的制备方法。另外，本发明还提供了一种树脂炭素阳极生坯中间体、树脂炭素阳极及其相应的制备方法及应用。

Description

树脂炭素阳极生坯及制备方法、生坯中间体及制备方法、炭素 阳极及制备方法
技术领域
本发明涉及一种炭素行业技术领域，尤其是涉及树脂炭素阳极生坯及制备方法、生坯中间体及制备方法、炭素阳极及制备方法。
背景技术
预焙阳极是电解铝行业使用的阳极材料，用于电解氧化铝，生产金属铝，是电解氧化铝行业重要的原材料。目前阳极主要原料是石油焦，用煤沥青结合，通过成型焙烧等阶段制成。而采用煤沥青作为粘合剂，在高温下会放出二氧化硫等有害物质，污染环境，并且降低产品收率。并且，采用煤沥青制备阳极的过程中，成型时温度处于145℃左右，成型后还需要放入水中，水冷以提升强度，再焙烧20-30d才能制备得到阳极成品，工艺复杂，合格率低，且污染严重。
酚醛树脂是以苯酚甲醛为原料，在碱或者酸条件下合成的一种高分聚合物，具有与碳素材料浸润性好，高温残炭高的特点。目前酚醛树脂作为石墨的浸润剂已经在耐火材料和耐高温材料上取得了广泛的应用。现有技术中，酚醛树脂虽具有较高的炭残留量，同时对碳素材料具有优异的浸润性能和粘结性能，但酚醛树脂碳化后含有大量的硬碳，较难石墨化，导致电阻率偏高；
而酚醛树脂经改性后可有效地降低树脂碳化后的电阻率，但目前改性酚醛树脂中含有较多硫含量或者金属离子，应用于铝用阳极会对阳极产生二次污染。亟需提供一种硫含量低和金属成分少、低温碳化性能好的的酚醛树脂。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种树脂炭素阳极生坯及制备方法，所述树脂炭素阳极生坯含有硫含量低、金属成分少、低温碳化性能好的改性酚醛树脂，而且在采用适当的条件进行处理后，通过气相色谱-质谱联用技术测试时可以检测到酚醛树脂的图谱特征。
1.一种树脂炭素阳极生坯，所述树脂炭素阳极生坯经硬化处理后得树脂炭素阳极生坯中间体，所述树脂炭素阳极生坯中间体通过气相色谱-质谱联用技术测试时具有以下图谱特征：在保留时间依次为4.95±0.3min、5.32±0.3min、5.47±0.3min和5.92±0.3min处有特征峰。
2.根据项1所述的树脂炭素阳极生坯，所述树脂炭素阳极生坯中间体通过气相色谱-质谱联用技术测试时具有以下图谱特征：在保留时间依次为4.95±0.3min、5.32±0.3min、5.47±0.3min、5.92±0.3min、6.10±0.3min、6.40±0.3min和6.50±0.3min处有特征峰。
3.根据项1所述的树脂炭素阳极生坯，所述树脂炭素阳极生坯中间体具有如图1所示的气相色谱-质谱图谱。
4.根据项1-3中任一项所述的树脂炭素阳极生坯，所述气相色谱-质谱联用技术测试时使用的气质联用仪为7890B/5977B GC/MSD，色谱柱为VF-1701MS毛细管柱。
5.根据项1-4中任一项所述的树脂炭素阳极生坯，所述树脂炭素阳极生坯由包括改性酚醛树脂、骨料的混合物料经混捏处理、成型处理所得到；
优选地，在混捏处理前，所述改性酚醛树脂升温至30-50℃。
6.根据项5所述的树脂炭素阳极生坯，所述改性酚醛树脂包括木质素、多酚化合物以及多羟基化合物改性的酚醛树脂；
优选地，木质素为酸性木质素，多酚化合物选自联苯三酚，茶多酚、单宁酸及烤胶中的一种或两种以上，多羟基化合物选自麦芽糖，蔗糖，葡萄糖，果糖，氧化淀粉，山梨糖醇，糊精中的一种或两种以上。
7.根据项5所述的树脂炭素阳极生坯，所述骨料包括颗粒径为8-5mm的煅后焦、颗粒径为5-3mm的煅后焦、颗粒径为3-1mm的煅后焦、颗粒径为1-0mm的煅后焦、颗粒径小于0.075mm的细粉煅后焦中的一种或多种；
优选地，以占骨料总重量的质量百分比计，颗粒径为8-5mm的煅后焦为5-20wt％，颗粒径为5-3mm的煅后焦为10-25wt％，颗粒径为3-1mm的煅后焦为15-30wt％，颗粒径为1-0mm的煅后焦为10-20wt％，颗粒径小于0.075mm的细粉煅后焦为25-45wt％。
8.根据项5所述的树脂炭素阳极生坯，
所述混捏处理中，混捏时间为10-100min，混捏温度为40-60℃，混捏时间优选为20-60min；
优选地，在混捏处理步骤中，所述改性酚醛树脂在10min-30min内连续添加，直至添加完毕；
进一步优选的，连续添加时所述改性酚醛树脂流速为1kg/s-3kg/s。
9.根据项5-8中任一项所述的树脂炭素阳极生坯，以树脂炭素阳极生坯原料总重量计，所述改性酚醛树脂为5-15份、所述骨料为85-95份。
10.根据项5所述的树脂炭素阳极生坯，所述成型处理采用在电动螺旋压力机或振动压力机上成型。
11.根据项1-10中任一项所述的树脂炭素阳极生坯，所述树脂炭素阳极生坯由包括改性酚醛树脂、骨料的混合物料经混捏处理、成型处理后，经硬化处理后进行气相色谱-质谱联用技术测试，其中，硬化处理温度为120-270℃，测试选用的裂解温度为600℃。
12.一种制备项1-11中任一项所述的树脂炭素阳极生坯的方法，其中，
混合物料：所述混合物料包括改性酚醛树脂、骨料；
混捏处理：混捏时间为10-100min；
成型处理：采用在电动螺旋压力机或振动压力机上成型；
优选地，在混捏处理前，所述改性酚醛树脂升温至30-50℃；
进一步优选地，在混捏处理步骤中，所述改性酚醛树脂在10min-30min内连续添加，直至添加完毕，混捏温度为40-60℃；
进一步优选的，连续添加时所述改性酚醛树脂流速为1kg/s-3kg/s。
13.一种树脂炭素阳极生坯中间体，项1-10中任一项所述的生坯经过硬化处理所得，其中，所述生坯中间体挥发分为0.4-2％；
优选地，所述生坯中间体体密为1.6-1.8g/m3；
进一步优选地，硬化处理温度为120-270℃，硬化处理时间为1-10h。
14.一种制备项13所述的树脂炭素阳极生坯中间体的方法，其中，
混合物料：所述混合物料包括改性酚醛树脂、骨料；
混捏处理：混捏时间为10-100min；
成型处理：采用在电动螺旋压力机或振动压力机上成型；
硬化处理：硬化处理温度为120-270℃，硬化处理时间为1-10h；
优选地，在混捏处理前，所述改性酚醛树脂升温至30-50℃；
进一步优选地，在混捏处理步骤中，所述改性酚醛树脂在10min-30min内连续添加，直至添加完毕，混捏温度为40-60℃；
进一步优选的，连续添加时所述改性酚醛树脂流速为1kg/s-3kg/s。
15.一种炭素阳极，由包括改性酚醛树脂、骨料的混合物料经混捏处理、成型处理、硬化处理、焙烧处理所得到；或由项1-10中任一项所述的树脂炭素阳极生坯经硬化处理、焙烧处理所得到；或由项12所述的树脂炭素阳极生坯中间体经焙烧处理所得到。
16.根据项15所述的炭素阳极，
所述改性酚醛树脂包括木质素、多酚化合物、多羟基化合物改性的酚醛树脂；
优选地，木质素为酸性木质素，多酚化合物选自联苯三酚，茶多酚、单宁酸及烤胶中的一种或两种以上，多羟基化合物选自麦芽糖，蔗糖，葡萄糖，果糖，氧化淀粉，山梨糖醇，糊精中的一种或两种以上。
17.根据项15所述的炭素阳极，
所述骨料包括颗粒径为8-5mm的煅后焦、颗粒径为5-3mm的煅后焦、颗粒径为3-1mm的煅后焦、颗粒径为1-0mm的煅后焦、颗粒径小于0.075mm的细粉煅后焦中的一种或多种；
优选地，以占骨料总重量的质量百分比计，颗粒径为8-5mm的煅后焦为5-20wt％，颗粒径为5-3mm的煅后焦为10-25wt％，颗粒径为3-1mm的煅后焦为15-30wt％，颗粒径为1-0mm的煅后焦为10-20wt％，颗粒径小于0.075mm的细粉煅后焦为25-45wt％。
18.根据项15所述的炭素阳极，以炭素阳极原料总重量计，所述改性酚醛树脂为5-15份、所述骨料为85-95份。
19.根据项15所述的炭素阳极，
所述混捏处理中，混捏时间为10-100min，混捏温度为40-60℃，混捏时间优选为20-60min；
优选地，在混捏处理步骤中，所述改性酚醛树脂在10min-30min内连续添加，直至添加完毕；
进一步优选的，连续添加时所述改性酚醛树脂流速为1kg/s-3kg/s。
20.根据项16所述的炭素阳极，所述成型处理采用在电动螺旋压力机或振动压力机上成型。
21.根据项16所述的炭素阳极，所述硬化处理中：硬化处理温度为120-270℃，硬化处理时间为1-10h；
优选地，所述焙烧处理包括：在埋炭条件下，由室温-270℃升温至550-1100℃，焙烧处理时间为20-250h；
优选地，与炭素阳极生坯中间体相比，所述炭素阳极烧失量为2-6％；
进一步优选地，所述焙烧处理是在埋炭条件下或惰性气体保护条件下处理；
更优选地，所述焙烧处理为微波焙烧处理、烘箱焙烧处理、隧道窑焙烧处理、倒焰窑焙烧处理、多室环式焙烧炉焙烧处理、马弗炉焙烧处理或焙烧炉焙烧处理。
22.根据项21所述的炭素阳极，所述焙烧处理过程中，室温-270℃阶段，升温速率为3-60℃/h；270-500℃阶段，升温速率为3-60℃/h；500-800℃阶段升温速率为10-50℃/h，800-1100℃阶段，升温速率为10-30℃/h。
23.一种制备项15-22中任一项所述的炭素阳极的方法，包括如下步骤：
混合物料：所述混合物料包括改性酚醛树脂、骨料；
混捏处理：混捏时间为10-100min；
成型处理：采用在摩擦压力机或振动压力机上成型；
硬化处理：硬化处理温度为120-270℃，硬化处理时间为1-10h；
焙烧处理：由室温-270℃升温至550-1100℃。
24.一种项15-22中任一项所述的炭素阳极、根据项23所述方法制备的炭素阳极在电解铝上的应用。
本发明的技术效果如下：
(1)本发明所述的树脂炭素阳极生坯，在硬化处理温度低于270℃时，通过气相色谱-质谱联用技术测试时，可以检测到酚醛树脂的特征峰。
(2)本发明所述的树脂炭素阳极生坯中间体，高温烘焙前具有合适的耐压强度和体积密度，降低烘焙过程中裂纹废品率，提升了炭素阳极产品合格率，同时节省了焙烧时间，大大提高了炭素阳极成品的生产效率。
(2)本发明所述的炭素阳极，采用酚醛树脂大量替代或全部替代煤沥青，提高了炭素阳极的结构致密性，同时提高强度，并确保炭素阳极的导电性能，以使其具有良好的电化学性能，提高阳极电化学反应活性，降低电解过程中电能的消耗，提高经济效益；
(3)本发明采用酚醛树脂作为粘结剂，混捏及成型过程无需对物料进行升温处理，缩减了工艺步骤；生炭块硬化固化后，具有非常高的强度和尺寸稳定性，在200-400℃温度阶段，可快速升温，缩减了工艺时间，降低生产成本，同时使得整个生产过程和电解过程更加环保，具有极大的应用前景；
(4)本发明所述的炭素阳极，具有优异的强度、导电性能，可用于电解氧化铝，提高经济效益。
附图说明
图1示出了实施例2-1的气相色谱-质谱图谱；
图2示出了对比例2-1的气相色谱-质谱图谱；
图3示出了对比例3-1的气相色谱-质谱图谱；
具体实施方式
下面将对本发明做以详细说明。需要说明的是，通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”“包括”或“含有”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
在本申请中，形成的酚醛树脂具有含羟基的芳香环结构单元，该含羟基的芳香环结构单元主要来自苯酚和甲醛形成的预聚体以及木质素，可以用下式(I)表示(其中R为羟甲基或者丙基，R’为甲氧基或者亚甲基)，进而可计算含有一定该结构的聚合物的分子量范围；采用凝胶渗透色谱对得到的酚醛树脂的分子量和分子量分布情况进行测定，并对一定分子量范围内该酚醛树脂聚合物分子量分布的面积进行分析，计算该面积占整个分布面积的比值，即为该分子量范围内聚合物占酚醛树脂总重量的百分比，进而确定含有一定数量带羟基的芳香环结构的聚合物所占的重量百分数。
本发明提供的树脂炭素阳极生坯，所述树脂炭素阳极生坯经硬化处理后得树脂炭素阳极生坯中间体，所述树脂炭素阳极生坯中间体通过气相色谱-质谱联用技术测试时具有以下图谱特征：在保留时间依次为4.95±0.3min、5.32±0.3min、5.47±0.3min和5.92±0.3min处有特征峰。
在本发明的一个具体实施方式中，所述树脂炭素阳极生坯中间体通过气相色谱-质谱联用技术测试时具有以下图谱特征：在保留时间依次为4.95±0.3min、5.32±0.3min、5.47±0.3min、5.92±0.3min、6.10±0.3min、6.40±0.3min和6.50±0.3min处有特征峰。
在本发明的一个具体实施方式中，所述树脂炭素阳极生坯中间体通过气相色谱-质谱联用技术测试时，在保留时间为9.7±0.3min、11.6±0.3min、12.9±0.3min、15.9±0.3min处没有特征峰，即没有检测到属于煤沥青的特征峰。
在本发明的一个具体实施方式中，所述树脂炭素阳极生坯中间体的气相色谱-质谱图谱分析结果如图1所示，其中图1所示的特征峰的具体分析结果见表1所示。
表1-树脂炭素阳极生坯中间体的气相色谱-质谱图谱分析结果
在本发明的一些具体实施方式中，所述气相色谱-质谱联用技术测试条件为本领域技术人员可以获知的测试条件。
在本发明的一些具体实施方式中，所述气相色谱-质谱联用技术测试条件如下：气质联用仪为7890B/5977B GC/MSD，配EGA/PY-3030D裂解仪及Masshunter采集和定性软件；色谱柱为VF-1701MS毛细管柱。
在本发明的一些具体实施方式中，所述气相色谱-质谱联用技术测试条件如下：气质联用仪为Agilent5975C-7890AGC-MS联用仪，色谱柱为HP-5MS5％PhenylMethylSilox毛细管柱。
在本发明的一些具体实施方式中，所述气相色谱-质谱联用技术测试条件如下：气质联用仪为Agilent5975C-7890A；色谱柱为HP-5MS毛细管色谱柱。
在本发明的一些具体实施方式中，所述气相色谱-质谱联用技术测试条件如下：气质联用仪为SHIMADU GCMS-QP2010Plus，色谱柱为DB-5HT。
在本发明的一些具体实施方式中，样品测试时按照使用说明书进行操作，其中实施方式包括如下：
取少量样品移入样品杯中；
将样品杯用连杆连接到手动进样器上，将进样器固定到裂解仪上；
编辑气相色谱进样序列并运行；
当裂解软件发出进样警示后，启动运行程序，样品开始裂解并进入色谱柱进行分离，由质谱进行检测；
对检测结果进行定性分析。
在本发明的一些具体实施方式中，所述炭素阳极生坯由包括改性酚醛树脂、骨料的混合物料经混捏处理、成型处理所得。
在本发明的一些具体实施方式中，所述改性酚醛树脂包括木质素、多酚化合物、多羟基化合物改性的酚醛树脂；
优选地，木质素为酸性木质素，多酚化合物选自联苯三酚，茶多酚、单宁酸及烤胶中的一种或两种以上，多羟基化合物选自麦芽糖，蔗糖，葡萄糖，果糖，氧化淀粉，山梨糖醇，糊精中的一种或两种以上。
在本发明的一个具体实施方式中，所述改性酚醛树脂可以是本领域技术人员所悉知的方法进行改性得到的。
在本发明的一个具体实施方式中，所述改性酚醛树脂是由酚类化合物、羟基化合物、醛类化合物成碳剂在催化剂作用下反应制得。
在本发明的一个具体实施方式中，在反应釜中投入100份苯酚和适量催化剂，升温至90-120℃，加入20-100份木质素，酚化1-5h，降温至80-82℃，加入37％甲醛100-150份和改性成碳剂，加入完毕后，升温至88-90℃，中控粘度至100-350cp，脱水至3-9％，放料。
在本发明的一些具体实施方式中，木质素、多酚化合物、多羟基化合物改性的酚醛树脂，可以是本领域技术人员所悉知的方法进行改性得到的。
在反应釜中投入100份苯酚和适量酸性催化剂，升温至90-120℃，加入20-100份木质素，酚化1-5h，降温至80-82℃，加入37％甲醛100-150份和改性成碳剂，加入完毕后，升温至88-90℃，中控粘度至100-350cp，脱水至3-9％，放料
在本发明的一个具体实施方式中，在反应釜中投入100份苯酚和适量催化剂，升温至90-100℃，加入10-60份果糖和10-20份间苯二酚，恒温1-2h，降温至80-82℃，加入37％甲醛100-150份和改性成碳剂，加入完毕后，升温至90-95℃，中控粘度至100-350cp，脱水至3-9％，放料。
在本发明的一个具体实施方式中，在反应釜中投入100份苯酚和适量催化剂，升温至80-90℃，加入37％甲醛110-180份和改性成碳剂，加入完毕后，升温至90-95℃，恒温1-3h，加入烤胶30-70份，中控粘度至100-350cp，脱水至3-9％，放料。
在本发明的一个具体实施方式中，本发明的酚醛树脂，以所述改性酚醛树脂的总重量为基础，其含有约0.2～1.5重量％的成碳剂，所述成碳剂为硼元素或过渡元素形成的可溶于水或酚醛树脂的化合物中的一种或几种，且所述过渡元素不包括除ⅠB和ⅡB族元素，所述过渡元素可为铁、锰、钴、钛、镍、钼等元素。成碳剂可为例如柠檬酸铁胺、硝酸锰、硫酸钴、氯化铁、高氯酸镍、钼酸铵、醋酸镍等。在本申请中，成碳剂占酚醛树脂的总含量可以依据加入的成碳剂的量与形成酚醛树脂的全部反应成分的总量来进行计算，也可以基于本领域技术人员所熟知的方法对选取的成碳剂在酚醛树脂中的含量进行检测。成碳剂的加入，在高温下可与碳形成熔合物，通过化合物内部原子的重排，使碳作为石墨的结晶析出，可一定程度上提高阳极的导电性能。
在本发明的一个优选的实施方式中，所述改性酚醛树脂是由酚类化合物、醛类化合物、木质素和改性剂在碱性催化剂作用下反应制得。其中，所述酚类化合物可为苯酚、甲酚、腰果酚、间苯二酚、烷基酚、二甲酚、辛基酚，壬基酚，叔丁基酚、腰果油、双酚A等，所述醛类化合物可为甲醛、三聚甲醛、多聚甲醛、乙醛、三聚乙醛、丁醛、糠醛、苯甲醛等。
在本发明的一个具体实施方式中，所述木质素由苯酚、二噁烷、酸性木质素和多羟基化合物制得。
在本发明的一些实施方式中，所述骨料包括颗粒径为8-5mm的煅后焦、颗粒径为5-3mm的煅后焦、颗粒径为3-1mm的煅后焦、颗粒径为1-0mm的煅后焦、颗粒径小于0.075mm的细粉煅后焦中的一种或多种；
颗粒径为8-5mm的煅后焦是指；粒径为8-5mm的煅后焦；颗粒径为5-3mm的煅后焦是指粒径为5-3mm的煅后焦；颗粒径为3-1mm的煅后焦是指粒径为3-1mm的煅后焦；颗粒径为1-0mm的煅后焦是指粒径为1-0mm的煅后焦；颗粒径小于0.075mm的细粉煅后焦是指粒径≤0.074mm的粒度小于0.075mm的细粉煅后焦。
在本发明的一些实施方式中，以占骨料总重量的质量百分比计，颗粒径为8-5mm的煅后焦为5-20wt％，颗粒径为5-3mm的煅后焦为10-25wt％，颗粒径为3-1mm的煅后焦为15-30wt％，颗粒径为1-0mm的煅后焦为10-20wt％，颗粒径小于0.075mm的细粉煅后焦为25-45wt％。
例如，所述颗粒径为8-5mm的煅后焦可以为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20wt％或其之间的任意范围；
所述颗粒径为5-3mm的煅后焦可以为10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25wt％或其之间的任意范围；
所述颗粒径为3-1mm的煅后焦可以为15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30wt％或其之间的任意范围；
所述颗粒径为1-0mm的煅后焦可以为10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20wt％或其之间的任意范围；
颗粒径小于0.075mm的细粉煅后焦可以为25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45wt％或其之间的任意范围。
在本发明的一些实施方式中，以树脂炭素阳极生坯原料总重量计，所述改性酚醛树脂为5-15份、所述骨料为85-95份；
例如，所述改性酚醛树脂可以为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15份或其之间的任意范围；
所述骨料可以为85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95份或其之间的任意范围。
在本发明的一些实施方式中，在混捏处理前，所述改性酚醛树脂升温至30-50℃；
例如，所述改性酚醛树脂可以升温至30、35、40、45、50℃或其之间的任意范围。
在本发明的一些实施方式中，在混捏处理步骤中，所述改性酚醛树脂在10min-30min内连续添加，直至添加完毕；优选的，连续添加时所述改性酚醛树脂流速为1kg/S-3kg/S。
在本发明的一些实施方式中，混捏温度为40-60℃，例如混捏温度可以为40、45、50、55、60℃或其之间的任意范围。
在本发明的一些实施方式中，所述混捏处理包括：混捏时间为10-100min，优选为20-60min。具体来说，采用混捏机混捏10-100min，采用本申请中的混捏时间在于，可以保证工艺的稳定性。如混捏时间不足10min，改性酚醛树脂、骨料组成的混合物料达不到充分的混合与浸润，严重影响产品的稳定性，不利于后续工序；但当混捏时间超过100min，如120min时，混捏时间过长，会造成改性酚醛树脂的预固化，影响产品的成型性能和强度。
在本发明的一些实施方式中，所述成型处理采用在电动螺旋压力机或振动压力机上成型。
在本发明的一些实施方式中，所述硬化处理包括：硬化处理温度为120-270℃，硬化处理时间为1-10h，在本申请中，硬化温度不能超过270℃，如当硬化温度为300℃，炭块表面会被氧化；硬化处理时间不能过长，不利于成型。
例如，所述硬化处理温度可以为120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270℃或其之间的任意范围；
所述硬化处理时间可以为1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h或其之间的任意范围。
在本发明的一些具体实施方式中，所述树脂炭素阳极生坯由包括改性酚醛树脂、骨料的混合物料经混捏处理、成型处理后，经硬化处理后进行气相色谱-质谱联用技术测试，其中，硬化处理温度为120-270℃，测试选用的裂解温度为600℃。
本发明提供了一种制备上述树脂炭素阳极生坯的方法，其中，
混合物料：所述混合物料包括改性酚醛树脂、骨料；
混捏处理：混捏时间为10-100min；
成型处理：采用在电动螺旋压力机或振动压力机上成型；
优选地，在混捏处理前，所述改性酚醛树脂升温至30-50℃；
进一步优选地，在混捏处理步骤中，所述改性酚醛树脂在10min-30min内连续添加，直至添加完毕，混捏温度为40-60℃；
进一步优选的，连续添加时所述改性酚醛树脂流速为1kg/s-3kg/s。
本发明提供了一种树脂炭素阳极生坯中间体，由上述生坯经过硬化处理所得，其中，硬化处理温度为120-270℃，硬化处理时间为1-10h。
在本发明的一些具体实施方式中，所述生坯中间体挥发分为0.4-2％。
其中，挥发分指的是炭素阳极生坯经过硬化处理后失去的重量百分比。在本发明中，挥发分是成型的炭素阳极生坯重量与硬化处理后生坯中间体的重量差值与成型的炭素阳极生坯重量的比值。
在本发明的一些具体实施方式中，所述生坯中间体体密为1.6-1.8g/m3，
优选地，所述生坯中间体体密为1.69-1.75g/m3。
其中，体密是指体积密度，在本发明中，体积密度是炭素阳极生坯中间体的重量与该生坯中间体体积的比值计算的，体积密度测试方法参照GBT24528-2009炭素材料体积密度测定方法。
在本发明的一些具体实施方式中，所述树脂炭素阳极生坯中间体由包括改性酚醛树脂、骨料的混合物料经混捏处理、成型处理、硬化处理后，进行气相色谱-质谱联用技术测试，其中，硬化处理温度为120-270℃，测试选用的裂解温度为600℃。
本发明提供了一种炭素阳极，由包括改性酚醛树脂、骨料的混合物料经混捏处理、成型处理、硬化处理、焙烧处理所得。
在本发明的一些具体实施方式中，所述改性酚醛树脂包括木质素、多酚化合物以及多羟基化合物改性的酚醛树脂；
优选地，木质素为酸性木质素，多酚化合物选自联苯三酚，茶多酚、单宁酸及烤胶中的一种或两种以上，多羟基化合物选自麦芽糖，蔗糖，葡萄糖，果糖，氧化淀粉，山梨糖醇，糊精中的一种或两种以上。
所述改性酚醛树脂的工艺过程如上所述，此处不再赘述。
在本发明的一些实施方式中，所述骨料包括颗粒径为8-5mm的煅后焦、颗粒径为5-3mm的煅后焦、颗粒径为3-1mm的煅后焦、颗粒径为1-0mm的煅后焦、颗粒径小于0.075mm的细粉煅后焦中的一种或多种。
关于颗粒径为8-5mm的煅后焦、颗粒径为5-3mm的煅后焦、颗粒径为3-1mm的煅后焦、颗粒径为1-0mm的煅后焦、颗粒径小于0.075mm的细粉煅后焦的规格如上所述，此处不再赘述。
在本发明的一些实施方式中，以占骨料总重量的质量百分比计，颗粒径为8-5mm的煅后焦为5-20wt％，颗粒径为5-3mm的煅后焦为10-25wt％，颗粒径为3-1mm的煅后焦为15-30wt％，颗粒径为1-0mm的煅后焦为10-20wt％，颗粒径小于0.075mm的细粉煅后焦为25-45wt％。
在本发明的一些实施方式中，以炭素阳极原料总重量计，所述改性酚醛树脂为5-15份、所述骨料为85-95份。
在本发明的一些实施方式中，所述成型处理采用在电动螺旋压力机或振动压力机上成型。
在本发明的一些具体实施方式中，硬化处理温度为120-270℃，硬化处理时间为1-10h。
在本发明的一些具体实施方式中，所述焙烧处理包括：在埋炭条件下，由室温-270℃升温至550-1100℃，焙烧处理时间为20-250h；。
在本发明的一些具体实施方式中，所述焙烧处理为微波焙烧处理、烘箱焙烧处理、隧道窑焙烧处理、倒焰窑焙烧处理、多室环式焙烧炉焙烧处理、马弗炉焙烧处理或焙烧炉焙烧处理。
在本发明的一些具体实施方式中，所述焙烧处理过程中，室温-270℃阶段，升温速率为3-60℃/h；270-500℃阶段，升温速率为3-60℃/h；500-800℃阶段升温速率为10-50℃/h，800-1100℃阶段，升温速率为10-30℃/h。
本发明提供了一种上述炭素阳极的方法，其中，
混合物料：所述混合物料包括改性酚醛树脂、骨料；
混捏处理：混捏时间为10-100min；
成型处理：采用在摩擦压力机或振动压力机上成型；
硬化处理：硬化处理温度为120-270℃，硬化处理时间为1-10h；
焙烧处理：由室温-270℃升温至550-1100℃；
所述焙烧处理包括，在埋炭条件下，由室温-270℃升温至550-1100℃，焙烧处理时间为20-250h；
优选地，所述焙烧处理为微波焙烧处理、烘箱焙烧处理、隧道窑焙烧处理、倒焰窑焙烧处理、多室环式焙烧炉焙烧处理、马弗炉焙烧处理或焙烧炉焙烧处理。
在本发明的一些具体实施方式中，在混捏处理步骤中，所述改性酚醛树脂在10min-30min内连续添加，直至添加完毕；优选的，连续添加时所述改性酚醛树脂流速为1kg/s-3kg/s。
在本发明的一些具体实施方式中，在混捏处理前，所述改性酚醛树脂升温至30-50℃。
本发明提供了一种由上述树脂炭素阳极生坯制备的炭素阳极。
本发明提供了一种由上述树脂炭素阳极生坯制备炭素阳极的方法，所述树脂炭素阳极生坯经硬化处理、焙烧处理后得炭素阳极；
所述焙烧处理包括：在埋炭条件下，在埋炭条件下，由室温-270℃升温至550-1100℃，焙烧处理时间为20-250h。
在本发明的一些实施方式中，与炭素阳极生坯中间体相比，所述炭素阳极体烧失量为2-6％。
其中，烧失量指的是炭素阳极生坯中间体经过焙烧处理后失去的重量百分比。在本发明中，烧失量分是成型的炭素阳极生坯中间体重量与焙烧后炭素阳极成品的重量差值与炭素阳极生坯中间体重量的比值。
本发明提供了一种由上述树脂炭素阳极生坯中间体制备的炭素阳极。
本发明提供了一种由上述树脂炭素阳极生坯中间体制备炭素阳极的方法，所述树脂炭素阳极生坯中间体经焙烧处理后得炭素阳极；
所述焙烧处理包括：在埋炭条件下，在埋炭条件下，由室温-270℃升温至550-1100℃，焙烧处理时间为20-250h。
本发明还提供了上述炭素阳极在电解铝上的应用。
本发明提供的树脂炭素阳极生坯经硬化处理后，通过气相色谱-质谱联用技术测试时可以检测到酚醛树脂的特征吸收峰，树脂炭素阳极生坯经硬化处理、焙烧处理后可得炭素阳极，得到的炭素阳极体积密度和耐压强度指标波动小，质量更稳定。
实施例
本发明对试验中所用到的材料以及试验方法进行一般性和/或具体的描述，在下面的实施例中，如果无其他特别的说明，％表示wt％，即重量百分数。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品，其中，表2为实施例中所用到的原料的来源。
表2实施例中所用到的原料来源
原料 型号/纯度 生产厂家
木质素 工业用 普通市购
煅后焦 工业用 普通市购
催化剂 工业用 天津市大茂化学试剂厂
酚醛树脂 工业用 山东圣泉新材料股份有效公司
煤沥青粉 工业用 普通市购
实施例1-1树脂炭素阳极生坯的制备
(a)骨料准备：称取颗粒径为8-5mm的煅后焦10份，颗粒径为5-3mm煅后焦15份，颗粒径为3-1mm煅后焦20份，颗粒径为1-0mm煅后焦10份，粒度小于0.075mm的细粉煅后焦40份放入混料机中混合均匀。
(b)木质素改性酚醛树脂制备：在反应釜中投入100份苯酚和适量催化剂，升温至100℃，加入70份木质素，酚化2h，降温至80-82℃，加入37％甲醛130份和改性成碳剂，加入完毕后，升温至88-90℃，中控粘度至180-280cp，脱水至4-7％，放料。
(c)将步骤(b)得到的改性酚醛树脂升温至40℃，将步骤(a)中得到的骨料95份和步骤(b)得到的改性酚醛树脂10份混合，所述改性酚醛树脂在20min内连续添加，所述改性酚醛树脂流速为2kg/s直至添加完毕，采用混捏机，混捏时间为30min，混捏温度为50℃。
(d)将步骤(c)中混捏好的混合物料，放置于特定的模具中，使用电动螺旋压力机在2500吨的压力下压制成型，即得树脂炭素阳极生坯。
实施例1-2树脂炭素阳极生坯的制备
实施例1-2与实施例1-1的区别仅在于：步骤(c)中，混捏时间为10min，其余条件均相同。
实施例1-3树脂炭素阳极生坯的制备
实施例1-3与实施例1-1的区别仅在于：步骤(c)中，混捏时间为100min，其余条件均相同。
实施例1-4树脂炭素阳极生坯的制备
实施例1-4与实施例1-1的区别仅在于：步骤(c)中，混捏时间为120min，其余条件均相同。
实施例1-5树脂炭素阳极生坯的制备
实施例1-5与实施例1-1的区别仅在于：步骤(c)中，改性酚醛树脂未升温至40℃，即在室温条件下，将步骤(a)中得到的骨料95份和步骤(b)得到的改性酚醛树脂10份混合，采用混捏机，混捏时间为30min，混捏温度为50℃。
实施例1-6树脂炭素阳极生坯的制备
实施例1-6与实施例1-1的区别仅在于：步骤(c)中，将步骤(b)得到的改性酚醛树脂升温至40℃，将步骤(a)中得到的骨料95份和步骤(b)得到的改性酚醛树脂10份混合，所述改性酚醛树脂一次全部加入，采用混捏机，混捏时间为30min，混捏温度为50℃。
实施例1-7树脂炭素阳极生坯的制备
实施例1-7与实施例1-1的区别仅在于：骨料的成分不同，具体如下：步骤(a)：骨料准备：以骨料总份数来计，称取0-1mm石油焦20份，1-2mm石油焦20份，2-4mm石油焦20份，4-8mm石油焦15份，180目细粉石油焦30份，石墨碎5份，碳纳米管5份，放入混料机中混合均匀。
实施例1-8树脂炭素阳极生坯的制备
实施例1-8与实施例1-1的区别仅在于：步骤(c)中，混捏温度为室温，其余条件均相同。
对比例1-1
(a)骨料准备：称取颗粒径为8-5mm的煅后焦10份，颗粒径为5-3mm煅后焦15份，颗粒径为3-1mm煅后焦20份，颗粒径为1-0mm煅后焦10份，粒度小于0.075mm的细粉煅后焦40份放入混料机中混合均匀。
(b)将步骤(a)中得到的骨料95份升温至150℃，加入预热至140℃的煤沥青粉10份，在140℃下混捏30min。
(c)将步骤(b)中混捏好的混合物料，放置于特定的模具中，使用振动成型机压制成型。
实施例1-1～1-8及对比例1-1的重要参数如表3所示
表3
实施例2-1树脂炭素阳极生坯中间体的制备
将实施例1-1制备的树脂炭素阳极生坯进行硬化处理，其中，硬化处理中，硬化处理温度为150℃，硬化处理时间为3h，即得到树脂炭素阳极生坯中间体，分别检测硬化前后的生胚中间体的重量，基于硬化前后的重量差值计算生胚中间体挥发分的数据，结果显示生坯中间体挥发分为1.05％。
实施例2-1得到的树脂炭素阳极生坯中间体，然后进行气相色谱-质谱联用分析，所述所述树脂炭素阳极生坯中间体具有如图1所示的气相色谱-质谱图谱。
实施例2-2树脂炭素阳极生坯中间体的制备
将实施例1-5制备的树脂炭素阳极生坯进行硬化处理，其中，硬化处理中，硬化处理温度为150℃，硬化处理时间为3h，即得到树脂炭素阳极生坯中间体，分别检测硬化前后的生胚中间体的重量，基于硬化前后的重量差值计算生胚中间体挥发分的数据，结果显示生坯中间体挥发分为1.02％。
实施例2-3树脂炭素阳极生坯中间体的制备
将实施例1-6制备的树脂炭素阳极生坯进行硬化处理，其中，硬化处理中，硬化处理温度为150℃，硬化处理时间为3h，即得到树脂炭素阳极生坯中间体，分别检测硬化前后的生胚中间体的重量，基于硬化前后的重量差值计算生胚中间体挥发分的数据，结果显示生坯中间体挥发分为0.98％。
实施例2-4树脂炭素阳极生坯中间体的制备
将实施例1-7制备的树脂炭素阳极生坯进行硬化处理，其中，硬化处理中，硬化处理温度为150℃，硬化处理时间为3h，即得到树脂炭素阳极生坯中间体，分别检测硬化前后的生胚中间体的重量，基于硬化前后的重量差值计算生胚中间体挥发分的数据，结果显示生坯中间体挥发分为0.97％。
实施例2-5树脂炭素阳极生坯中间体的制备
将实施例1-8制备的树脂炭素阳极生坯进行硬化处理，其中，硬化处理中，硬化处理温度为150℃，硬化处理时间为3h，即得到树脂炭素阳极生坯中间体，分别检测硬化前后的生胚中间体的重量，基于硬化前后的重量差值计算生胚中间体挥发分的数据，结果显示生坯中间体挥发分为0.98％。
实施例2-6树脂炭素阳极生坯中间体的制备
将实施例1-1制备的树脂炭素阳极生坯进行硬化处理，其中，硬化处理中，硬化处理温度为300℃，硬化处理时间为2h，即得到树脂炭素阳极生坯中间体，分别检测硬化前后的生胚中间体的重量，基于硬化前后的重量差值计算生胚中间体挥发分的数据，结果显示生坯中间体挥发分为1.3％。
实施例2-7树脂炭素阳极生坯中间体的制备
将实施例1-1制备的树脂炭素阳极生坯进行硬化处理，其中，硬化处理中，硬化处理温度为90℃，硬化处理时间为12h，即得到树脂炭素阳极生坯中间体，分别检测硬化前后的生胚中间体的重量，基于硬化前后的重量差值计算生胚中间体挥发分的数据，结果显示生坯中间体挥发分为0.4％。
实施例2-8
实施例2-8与实施例2-1的区别仅在于，硬化时间为8h，生坯中间体挥发分为1.3％。
实施例2-9
实施例2-9与实施例2-1的区别仅在于，硬化时间为30min，生坯中间体挥发分为0.3％。
对比例2-1
将对比例1-1将压制成型的的炭素阳极生坯中间体水冷12h，然后自然干燥后进行气相色谱-质谱联用分析。
对比例2-1得到的炭素阳极生坯中间体，然后进行气相色谱-质谱联用分析，所述所述树脂炭素阳极生坯中间体具有如图2所示的气相色谱-质谱图谱。
表4实施例2-1～2-7及对比例2-1重要实施参数
实施例3-1炭素阳极的制备
将实施例2-1制备的树脂炭素阳极生坯中间体置于隧道窑中进行焙烧处理，其中：在埋炭条件下，由室温升温至1000℃，其中，在室温-270℃阶段，升温速率为50℃/h；270-500℃阶段升温速率为40℃/h，500-800℃阶段，升温速率为30℃/h，800-1000℃阶段，升温速率为25℃/h，焙烧72h，分别对焙烧前后的炭素阳极生坯中间体和炭素阳极成品称量其重量，并基于两者的重量差值计算所述炭素阳极的烧失量为3.2％。
焙烧完毕后缓慢降温，出窑，得到所述炭素阳极。
实施例3-2
将实施例2-2制备的树脂炭素阳极生坯中间体置于隧道窑中进行焙烧处理，焙烧处理条件同实施例3-1，所述炭素阳极的烧失量为3.2％。
实施例3-3
将实施例2-3制备的树脂炭素阳极生坯中间体置于隧道窑中进行焙烧处理，焙烧处理条件同实施例3-1，所述炭素阳极的烧失量为3.3％。
实施例3-4
将实施例2-4制备的树脂炭素阳极生坯中间体置于隧道窑中进行焙烧处理，其中焙烧处理条件同实施例3-1，所述炭素阳极的烧失量为2.8％。
实施例3-5
将实施例2-5制备的树脂炭素阳极生坯中间体置于隧道窑中进行焙烧处理，其中焙烧处理条件同实施例3-1，所述炭素阳极的烧失量为3.3％。
实施例3-6
将实施例2-6制备的树脂炭素阳极生坯中间体置于隧道窑中进行焙烧处理，其中焙烧处理条件同实施例3-1，所述炭素阳极的烧失量为2.9％。
实施例3-7
将实施例2-7制备的树脂炭素阳极生坯中间体置于隧道窑中进行焙烧处理，其中焙烧处理条件同实施例3-1，所述炭素阳极的烧失量为3.8％。
实施例3-8
将实施例2-8制备的树脂炭素阳极生坯中间体置于隧道窑中进行焙烧处理，其中焙烧处理条件同实施例3-1，所述炭素阳极的烧失量为3.0％。
实施例3-9
将实施例2-9制备的树脂炭素阳极生坯中间体置于隧道窑中进行焙烧处理，其中焙烧处理条件同实施例3-1，所述炭素阳极的烧失量为4.0％。
实施例3-10
将实施例2-1制备的树脂炭素阳极生坯中间体置于隧道窑中进行焙烧处理，其中焙烧处理条件为：在埋炭条件下，由室温升温至780℃，其中，在室温-270℃阶段，升温速率为50℃/h；270-500℃阶段升温速率为40℃/h，500-780℃阶段，升温速率为30℃/h，焙烧72h，分别对焙烧前后的炭素阳极生坯中间体和炭素阳极成品称量其重量，并基于两者的重量差值计算所述炭素阳极的烧失量为2.7％。
对比例3-1
将对比例2-1制备的炭素阳极生坯中间体置于隧道窑中进行焙烧处理，其中焙烧处理同实施例3-1，烧失量为6.8％
对比例3-1得到的炭素阳极生坯中间体，然后进行气相色谱-质谱联用分析，所述所述炭素阳极生坯中间体具有如图3所示的气相色谱-质谱图谱。
对比例3-2
将实施例2-1制备的炭素阳极生坯中间体置于隧道窑焙烧处理，其中焙烧条件：在埋炭条件下，由室温升温至500℃，其中，在室温-270℃阶段，升温速率为50℃/h；270-500℃阶段升温速率为40℃/h，焙烧72h，烧失量1.8％。
表5实施例3-1～3-7及对比例3-1的实验参数
实验例1
本申请所得产品在气相色谱-质谱联用技术测试时，参数如下：
1.仪器试剂
1.1气质联用仪：7890B/5977B GC/MSD，配EGA/PY-3030D裂解仪及Masshunter采集和定性软件；
1.2色谱柱：VF-1701MS毛细管柱(30m*0.150mm*0.15μm)；
1.3高纯氦气：99.999％；
1.4样品杯：Eco-Cup LF；
1.5连杆：Eco-Stick SF；
1.6手动进样器；
1.7样品匙。
2.检测方法
2.1色谱方法
2.1.1进样口温度：270℃；
2.1.2柱1流量：1ml/min；
2.1.3分流比：80:1；
2.1.4柱箱温度：初始温度60℃，保持0min；以20℃/min升温速率升至260℃，保持30min。
2.1.5MSD传输线温度：260℃。
2.2质谱方法
2.2.1离子源温度：230℃；
2.2.2四级杆温度：150℃；
2.2.3离子源：Inert EI源；
2.2.4电离能量：70eV；
2.2.3溶剂延迟：0min；
2.2.4采集模式：扫描；
2.2.5扫描范围m/z：10-500amu；
2.3裂解方法
2.3.1裂解模式：单击；
2.3.2裂解温度：600℃；
2.3.3裂解时间：0.2min；
3.样品测试
3.1运行气相、质谱及裂解仪方法，使仪器准备就绪。
3.2用样品匙取少量样品移入样品杯中。
3.3将样品杯用连杆连接到手动进样器上，将进样器固定到裂解仪上。
3.4编辑气相色谱进样序列并运行，点击裂解软件“开始”。
3.5当仪器就绪，裂解软件发出进样警示后，按下手动进样器顶部按钮，使样品杯落入裂解仪衬管，启动运行程序，样品开始裂解并进入色谱柱进行分离，由质谱进行检测。
3.6运行结束后取出样品杯。
3.7打开定性软件对检测结果进行定性分析。
实施例2-1的气相色谱-质谱如图1所示；其中，实施例2-2～2-4也可以得到与图1类似的图谱。
对比例2-1的气相色谱-质谱如图2所示，其气相色谱-质谱联用技术测试条件同实施例2-1中的测试条件；
对比例3-1的气相色谱-质谱如图3所示，其气相色谱-质谱联用技术测试条件同实施例2-1中的测试条件；
其中在图1中，可以明显的看到属于酚醛树脂的特征峰，如在保留时间为4.95±0.3min、5.32±0.3min、5.47±0.3min、5.92±0.3min、6.10±0.3min、6.40±0.3min和6.50±0.3min有特征峰，根据表1可以看出这些特征峰对应的特征基团都属于酚醛树脂的特征基团。
图2所示的特征峰的具体分析结果见表6所示，图2结合表6可以看出，在对比例2-1中，未经高温焙烧处理，在其气相色谱-质谱图谱中，可以明显的得到属于煤沥青的特征峰，如在保留时间为9.7±0.3min、11.6±0.3min、12.9±0.3min、15.9±0.3min有特征峰，根据表6可以看出这些特征峰对应的特征基团都属于煤沥青的特征基团。
表6对比例2-1制备的生坯中间体气相色谱-质谱图谱分析结果
/>
图3所示的特征峰的具体分析结果见表7所示，图3结合表7可以看出在对比例3-1中，经1000℃高温焙烧处理，在其气相色谱-质谱图谱中，可以看到长链烷烃的特征峰，如在保留时间为1.56±0.3min、3.37±0.3min、4.88±0.3min、5.60±0.3min有特征峰，根据表7可以看出这些特征峰对应的特征基团都属于长链烷烃的特征基团；也可以看到属于煤沥青的特征峰，如在保留时间为9.78±0.3min、10.53±0.3min、11.6±0.3min、5.60±0.3min有特征峰，根据表7可以看出这些特征峰对应的特征基团都属于煤沥青的特征基团。
表7对比例3-1制备的熟坯气相色谱-质谱图谱分析结果
表8实施例1-1～1-8及对比例1-1生坯的指标
/>
表8中，将树脂炭素阳极生坯外形无裂纹无缝隙且外形圆润，定义为100％。
实验例2生坯中间体指标
中间体的耐压强度按照YS/T 285-2012中检测方法进行检测。
表9树脂炭素阳极生坯中间体指标
耐压强度(Mpa) 挥发分
实施例2-1 45 1.05％
实施例2-2 40 1.02％
实施例2-3 38 0.98％
实施例2-4 41 0.97％
实施例2-5 37 0.98％
实施例2-6 41 1.3％
实施例2-7 37 0.4％
实施例2-8 46 1.3％
实施例2-9 38 0.3％
对比例2-1 36 0.1％
表9中，将树脂炭素阳极生坯中间体外形无裂纹无缝隙且外形圆润，定义为100％。
挥发分为硬化程度的一个指标。原则上挥发分是个特性值，一旦达到这个特定值立即停止是最节能的。如果时间过短挥发分比较少，这个温度下的杂质没有充分挥发出来，后续高温煅烧可能造成阳极裂纹，如果时间过长，挥发分达到特定值，但是增加了耗能。
实施例3炭素阳极指标
体积密度检测方法按照YS/T 285-2012中检测方法进行检测
表10炭素阳极指标
抗压强度(Mpa) 体积密度g/m3 电阻率uΩ.m 烧失量/％
实施例3-1 45 1.70 54 3.2
实施例3-2 42 1.63 52 3.2
实施例3-3 40 1.65 51 3.3
实施例3-4 44 1.64 55 2.8
实施例3-5 40 1.63 54 3.3
实施例3-6 43 1.70 58 2.9
实施例3-7 39 1.69 60 3.8
实施例3-8 46 1.72 50 3.0
实施例3-9 42 1.67 57 4.0
实施例3-10 46 1.71 60 2.7
对比例3-1 34 1.57 57 6.8
对比例3-2 35 1.72 63 1.8
虽然本案已以实施例揭露如上然其并非用以限定本案，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本案的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本案的保护范围当视后附的专利申请范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种树脂炭素阳极生坯，其特征在于，所述树脂炭素阳极生坯经硬化处理后得树脂炭素阳极生坯中间体，所述树脂炭素阳极生坯中间体通过气相色谱-质谱联用技术测试时具有以下图谱特征：在保留时间依次为4.95±0.3min、5.32±0.3min、5.47±0.3min和5.92±0.3min处有特征峰。
2.根据权利要求1所述的树脂炭素阳极生坯，其特征在于，所述树脂炭素阳极生坯中间体通过气相色谱-质谱联用技术测试时具有以下图谱特征：在保留时间依次为4.95±0.3min、5.32±0.3min、5.47±0.3min、5.92±0.3min、6.10±0.3min、6.40±0.3min和6.50±0.3min处有特征峰。
3.根据权利要求1所述的树脂炭素阳极生坯，其特征在于，所述树脂炭素阳极生坯中间体具有如图1所示的气相色谱-质谱图谱。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的树脂炭素阳极生坯，其特征在于，所述树脂炭素阳极生坯由包括改性酚醛树脂、骨料的混合物料经混捏处理、成型处理所得到；
优选地，在混捏处理前，所述改性酚醛树脂升温至30-50℃。
5.一种制备权利要求1-4中任一项所述的树脂炭素阳极生坯的方法，其中，
混合物料：所述混合物料包括改性酚醛树脂、骨料；
混捏处理：混捏时间为10-100min；
成型处理：采用在电动螺旋压力机或振动压力机上成型；
优选地，在混捏处理前，所述改性酚醛树脂升温至30-50℃；
进一步优选地，在混捏处理步骤中，所述改性酚醛树脂在10min-30min内连续添加，直至添加完毕，混捏温度为40-60℃；
进一步优选的，连续添加时所述改性酚醛树脂流速为1kg/s-3kg/s。
6.一种树脂炭素阳极生坯中间体，其特征在于，权利要求1-4中任一项所述的生坯经过硬化处理所得，其中，所述生坯中间体挥发分为0.4-2％；
优选地，所述生坯中间体体密为1.6-1.8g/m3；
进一步优选地，硬化处理温度为120-270℃，硬化处理时间为1-10h。
7.一种制备权利要求6所述的树脂炭素阳极生坯中间体的方法，其中，
混合物料：所述混合物料包括改性酚醛树脂、骨料；
混捏处理：混捏时间为10-100min；
成型处理：采用在电动螺旋压力机或振动压力机上成型；
硬化处理：硬化处理温度为120-270℃，硬化处理时间为1-10h；
优选地，在混捏处理前，所述改性酚醛树脂升温至30-50℃；
进一步优选地，在混捏处理步骤中，所述改性酚醛树脂在10min-30min内连续添加，直至添加完毕，混捏温度为40-60℃；
进一步优选的，连续添加时所述改性酚醛树脂流速为1kg/s-3kg/s。
8.一种炭素阳极，由包括改性酚醛树脂、骨料的混合物料经混捏处理、成型处理、硬化处理、焙烧处理所得到；或由权利要求1-4中任一项所述的树脂炭素阳极生坯经硬化处理、焙烧处理所得到；或由权利要求6所述的树脂炭素阳极生坯中间体经焙烧处理所得到。
9.一种制备权利要求8所述的炭素阳极的方法，包括如下步骤：
混合物料：所述混合物料包括改性酚醛树脂、骨料；
混捏处理：混捏时间为10-100min；
成型处理：采用在摩擦压力机或振动压力机上成型；
硬化处理：硬化处理温度为120-270℃，硬化处理时间为1-10h；
焙烧处理：由室温-270℃升温至550-1100℃。
10.一种权利要求8所述的炭素阳极、根据权利要求9所述方法制备的炭素阳极在电解铝上的应用。
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