RU2116279C1 - Способ получения открытопористого материала на основе стеклоуглерода - Google Patents
Способ получения открытопористого материала на основе стеклоуглерода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2116279C1 RU2116279C1 RU96113502A RU96113502A RU2116279C1 RU 2116279 C1 RU2116279 C1 RU 2116279C1 RU 96113502 A RU96113502 A RU 96113502A RU 96113502 A RU96113502 A RU 96113502A RU 2116279 C1 RU2116279 C1 RU 2116279C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pore agent
- oxalic acid
- pore
- carbon
- blowing agent
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/04—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by dissolving-out added substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
- C04B26/02—Macromolecular compounds
- C04B26/10—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B26/12—Condensation polymers of aldehydes or ketones
- C04B26/122—Phenol-formaldehyde condensation polymers
Abstract
Способ получения открытопористого материала на основе стеклоуглерода относится к получению углеродных материалов и может быть использовано в химической технологии для изготовления пористых электродов, фильтрующих материалов, барбатеров, мембран, адсорберов, теплообменной аппаратуры работающих в агрессивных жидких и газообразных средах при высоких температурах. Для изготовления стеклоуглеродистого материала используют смесь, содержащую жидкую фенолоформальдегидную смолу и порошок щавелевой кислоты в качестве порообразователя и кислотного отвердителя. Ввиду высокой растворимости щавелевой кислоты в воде, 98% порообразователя можно удалить за 20-30 мин. Полученный материал без сушки подвергают термообработке в закрытой форме, где окончательно происходит полное 100% удаление порообразователя. Изобретение обеспечивает: возможность регулирования размера и объема пор в широком диапазоне 10-100 микрон за счет регулирования фракционного состава порообразователя, многократное использование порообразователя, получение материала без следов порообразователя. 1 табл.
Description
Изобретение относится к получению углеродных материалов на основе стеклоуглерода и может быть использовано в химической технологии для изготовления пористых электродов, фильтрующих элементов, барбатеров, мембран, адсорберов, теплообменной аппаратуры, работающих в агрессивных жидких и газообразных средах при высоких температурах.
Известен способ получения высокопористого ячеистого материала на основе стеклоуглерода [1].
В известном способе пористый углеродистый материал получают путем нанесения на заготовки из ретикулярованного пенополиуретана (ППУ) фенолоформальдегидной смолы (ФФС), отверждения заготовок и их последующей карбонизацией в интервале температур 150 - 160oC. При этом размер, структура и объем пор углеродного материала полностью зависит от структуры ячеек используемого ППУ и их нельзя регулировать на стадии получения заготовок. Прочность материала на основе стеклоуглерода, получаемого таким способом, и его плотность можно варьировать только в узком диапазоне.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ получения пористого стеклоуглерода [2], путем заливки полимеризующейся смеси, содержащей фенольнофурфуральную смолу и кислотный катализатор в форму, заполненную частицами водорастворимой соли NaCl, KCl заданного гранулометрического состава. После частичной поликонденсации при 50 - 80oC и отмывки соли порообразователя заготовку сушат, затем растворяют в течение недели при 150 - 200oC.
Далее заготовку карбонизуют в инертной среде при 1200oC.
Недостатками этой технологии являются длительный процесс доотверждения заготовки, возможность образования закрытых пор, из которых порообразователь не будет удален ни при отмывке соли, ни при карбонизации, ввиду невысокой растворимости предлагаемых порообразователей (NaCl KCl), процесс отмывки длителен, особенно при формовании мелкопористого материала.
Цель изобретения - получение стеклоуглеродного открытопористого материала, из которого полностью и гарантированно удален порообразователь.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом и другими техническими решениями позволило сделать вывод, что оно неизвестно из уровня техники, а следовательно соответствует критерию "новизна".
Поставленная цель достигается тем, что для изготовления открытопористого материала на основе стеклоуглерода используют смесь, содержащую связующе, например фенолоформальдегидную смолу и порошок щавелевой кислоты, выполняющего одновременно роль порошкообразователя и кислотного отвердителя при следующем соотношении компонентов мас.%: жидкая фенолоформальдегидная смола - 20 - 50, щавелевая кислота - 80 - 50.
Смесь тщательно перемешивают, заливают в форму, отверждают при температуре 20 - 80oC. В процессе отверждения происходит полимеризация связующего с переходом его в резитнонеобратимое твердое состояние.
Порошкообразный порообразователь удаляют из термообработанной заготовки растворением его в воде, лучше горячей и проточной.
Ввиду высокой растворимости щавелевой кислоты в воде, при 100oC в 100 г воды растворяется 120 г щавелевой кислоты, 98% порообразователя удаляют за 20 - 30 мин.
В процессе растворения порообразователя в материале образуется сложная развитая и жесткая поровая структура с определенным средним размером поровых каналов, определяемым главным образом размером частиц порошкообразного порообразователя.
Полученный материал без сушки подвергают термообработке в закрытой форме с вертикальной газоотводной трубой. Термообработку ведут равномерным повышением температуры от комнатной 20oC до 700 - 1000oC со скоростью 2 - 4oC/мин. При 1000oC материал выдерживают не менее 30 мин, затем охлаждают в форме со скоростью 4 - 10oC/мин.
В процессе термообработки происходит полное 100%-ное удаление и разложение до углекислого газа и воды порообразователя со вскрытием закрытых пор, пиролиз и карбонизация фенолоформальдегидной смолы.
Регулированием фракционного состава порообразователя, соотношением связующего и порообразователя возможно варьирование размера и объема пор в котовом открытопористом стеклоуглероде в широком диапазоне.
Использование предлагаемого изобретения обеспечивает возможность регулирования размера и объема пор в широком диапазоне от десятков до сотен микрон за счет регулирования фракционного состава порообразователя; многократное использование после высушивания и помола порообразователя; получение стеклоуглеродного открытопористого материала без следов порообразователя; варьирование в диапазоне нескольких порядков электропроводности стеклоуглеродного материала, путем применения максимальной температуры термообработки.
В таблице приведены характеристики 7 примеров образцов открытопористого материала на основе стеклоуглерода.
Заготовки образцов формовались из смеси фенолоформальдегидной смолы СФЖ-303 со щавелевой кислотой при различном соотношении масс.
В примерах 2, 3, 4, 5, 6 получены качественные образцы с широкой вариацией свойств.
В примере 1 образцы на стадии растворения порообразователя сохраняют высокую прочность, однако при термообработке они разрушаются.
В примере 7 образцы на стадии растворения порообразователя превращаются в рыхлую губчатую массу, которая не сохраняет первоначальную форму.
Claims (1)
- Способ получения открытопористого материала на основе стеклоуглерода, включающий смешение жидкой фенолоформальдегидной смолы и порообразователя с последующим отверждением и карбонизацией, отличающийся тем, что в качестве порообразователя и одновременно кислотного отвердителя используют щавелевую кислоту.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96113502A RU2116279C1 (ru) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | Способ получения открытопористого материала на основе стеклоуглерода |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96113502A RU2116279C1 (ru) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | Способ получения открытопористого материала на основе стеклоуглерода |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2116279C1 true RU2116279C1 (ru) | 1998-07-27 |
RU96113502A RU96113502A (ru) | 1998-12-20 |
Family
ID=20182797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96113502A RU2116279C1 (ru) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | Способ получения открытопористого материала на основе стеклоуглерода |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2116279C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542077C1 (ru) * | 2013-11-19 | 2015-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Синтезин-В" | Способ получения открытопористого материала на основе стеклоуглерода |
RU2737100C2 (ru) * | 2019-04-17 | 2020-11-24 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ получения открытопористого микроструктурного углеродного материала |
-
1996
- 1996-07-05 RU RU96113502A patent/RU2116279C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
2. FR, заявк а, 1435819, C 01 B, 1966. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542077C1 (ru) * | 2013-11-19 | 2015-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Синтезин-В" | Способ получения открытопористого материала на основе стеклоуглерода |
RU2737100C2 (ru) * | 2019-04-17 | 2020-11-24 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ получения открытопористого микроструктурного углеродного материала |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6660224B2 (en) | Method of making open cell material | |
US7108828B2 (en) | Method of making open cell material | |
US6087024A (en) | Method for forming porous sintered bodies with controlled pore structure | |
EP0300543B1 (de) | Verfahren zum Herstellen von metallischen oder keramischen Hohlkugeln | |
EP2050527A1 (en) | Method of producing open-cell inorganic foam | |
CN109850870A (zh) | 一种高强度炭气凝胶及其制备方法和应用 | |
CN115124364B (zh) | 基于固体废弃物的轻质高强陶粒及其制备方法 | |
CN108383101A (zh) | 一种聚丙烯腈基三维大孔碳块的制备方法 | |
KR20120087810A (ko) | 다공성 금속 소결 성형체의 제조 방법 | |
JPS59162178A (ja) | 貫流可能な多孔質の炭化珪素製成形体の製造方法 | |
RU2116279C1 (ru) | Способ получения открытопористого материала на основе стеклоуглерода | |
EP1587772B1 (de) | Verfahren zur herstellung poröser sinterformkörper | |
EP0365327B1 (en) | Method of preparation of porous carbon material and material produced by the method | |
RU2542077C1 (ru) | Способ получения открытопористого материала на основе стеклоуглерода | |
CN102617182A (zh) | 一种多级孔结构稀土锆酸盐多孔陶瓷及其制备方法 | |
US8703027B2 (en) | Making carbon articles from coated particles | |
CN109553111A (zh) | 一种核壳结构的二氧化硅微球及其制备方法 | |
Young-Wook et al. | Fabrication of porous silicon oxycarbide ceramics by foaming polymer liquid and compression molding | |
JPH04349178A (ja) | 低密度炭素多孔体及びその製造方法 | |
Kamyshnaya et al. | Study of preparation of prescribed pore configuration in zirconium dioxide ceramic due to carbamide directional solidification | |
ES2309188T3 (es) | Procedimiento de fabricacion de material de celda abierta. | |
JPH0748112A (ja) | 炭素モレキュラシーブの製造方法 | |
Steldinger | 3D Printing of Activated Carbon and Exemplary Application as Adsorbent in the Electric Swing Adsorption | |
RU2291103C2 (ru) | Способ получения открытопористого стеклоуглеродного материала | |
CA2469244A1 (en) | Method of making open cell material |