一种石墨浸渍用改性呋喃树脂组合物的制作方法

本发明涉及有机化学，具体涉及一种石墨浸渍用改性呋喃树脂组合物。

背景技术：

1、石墨冷凝器是一种利用石墨材料制成的冷凝设备，主要用于工业过程中的冷凝、冷却和热交换。石墨冷凝器因其独特的物理和化学特性，在某些特定应用领域中具有不可替代的优势。

2、不透性石墨是石墨冷凝器中使用的一种特殊材料，具有独特的物理和化学特性，使其在工业应用中具有显著优势。不透性石墨具有以下特性：1.耐腐蚀性：不透性石墨对多种化学物质具有极高的耐腐蚀性，包括酸、碱和有机溶剂。这使得它在处理腐蚀性介质时特别有用；2.热导率高：石墨材料具有很高的热导率，这使得石墨冷凝器在传热效率上具有显著优势；3.机械强度：尽管石墨材料本身较为脆硬，不透性石墨通过特殊的处理和制造工艺提高了其机械强度，使其能够承受一定的工作压力；4.不透性：不透性石墨的名称来源于其不渗透的特性，这在防止介质泄漏和确保设备密封性方面非常重要。

3、不透性石墨主要有两种制造工艺，一种为浸渍类不透性石墨，通过将石墨材料浸渍在合成树脂、水玻璃树脂或沥青等材料中，增强其不透性和机械强度；另一种为压型不透性石墨，通过高温高压将石墨材料压制成型，形成具有高机械强度和不透性的石墨块。浸渍类不透性石墨中常采用的树脂为酚醛树脂，呋喃树脂等，虽然目前酚醛树脂和呋喃树脂在石墨浸渍方面已经广泛应用，但是，如何将酚醛树脂或者呋喃树脂易于有效浸渍到石墨材料的孔隙中，还有待提高。

技术实现思路

1、要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种石墨浸渍用改性呋喃树脂组合物，采用木质素以及木质素包覆氧化铝复合纳米球改性呋喃树脂，使得纳米粒子能够渗透到石墨的孔隙中，降低石墨的孔隙率以及机械性能。

2、技术方案：一种石墨浸渍用改性呋喃树脂组合物，包括以下重量份成分：

3、生物质改性呋喃树脂70-80份

4、乙醇50-60份

5、纳米硅粉0.5-1.2份

6、纳米铝粉0.5-1.2份

7、纳米氧化锆1.5-3.2份。

8、优选的，所述生物改性呋喃树脂的制备方法包括以下步骤：

9、s11.将木质素和木质素包覆氧化铝复合纳米球加入至1/2的甲醛溶液中，调节ph至10，加热反应，得到混合物溶液；

10、s12.在混合溶液中加入尿素和1/2的甲醛混合溶液继续加热反应，然后加入2/3-3/4的糠醇，调节ph为4，加热回流反应后，降温，真空脱水，最后加入剩余的糠醇，得到生物质改性呋喃树脂。

11、优选的，所述木质素包覆氧化铝复合纳米球的制备方法包括以下步骤：

12、s21.将胺化改性木质素和脂肪醇羟乙基磺酸钠混合，在酸性条件下反应，得到木质素/脂肪醇羟乙基磺酸钠复合物；

13、s22.将木质素/脂肪醇羟乙基磺酸钠复合物加入至乙醇中，然后加入纳米羟基氧化铝，超声分散反应，得到木质素包覆氧化铝纳米球。

14、优选的，所述木质素，木质素包覆氧化铝复合纳米球，甲醛，尿素和糠醇的质量比为2-5:5-10:10-18:4-7:85-115。

15、优选的，所述步骤s11中反应温度为100-110℃，时间为50-80min。

16、优选的，所述步骤s12中加热反应的温度为85-95℃，反应时间为1-3h；加热回流反应温度为95-110℃，反应时间30-75min。

17、优选的，所述步骤s21中胺化改性木质素和脂肪醇羟乙基磺酸钠的质量比为5:3-5。

18、优选的，所述步骤s22中纳米羟基氧化铝的制备方法包括以下步骤：

19、将异丙醇铝加入至水中，搅拌，加热回流反应后加入硝酸，异丙醇铝，硝酸和水的摩尔比为0.8-1.5：0.04-0.07：80-120，保温继续反应，得到alooh溶胶；

20、将alooh溶胶中加入浓度为10％的pva溶液，alooh溶胶和pva溶液的体积比为10:1-2，得到混合溶胶；

21、将混合溶胶采用静电喷雾法制备纳米羟基氧化铝，将沉积板上的粉末刮下干燥得到纳米羟基氧化铝，静电纺丝的参数为：推进速度为0.1ml/h，距离为10-12vm，纺丝电压为10-12kv。优选的，所述步骤s22中木质素/脂肪醇羟乙基磺酸钠复合物和纳米羟基氧化铝的质量比是3:6-10。

22、上述的石墨浸渍用改性呋喃树脂组合物在制备不透性石墨中的应用。

23、有益效果：本发明石墨浸渍用改性呋喃树脂组合物具有以下优点：

24、1.本发明中采用木质素和木质素包覆氧化铝复合纳米球复合改性呋喃树脂，氧化铝微球随着树脂可以渗入石墨的孔隙中，同时在呋喃树脂中加入纳米硅粉，纳米铝粉，纳米氧化锆，在烧结的时候可以辅助提高石墨的力学性能；

25、2.将氧化铝接枝到呋喃树脂上，随着呋喃树脂的流动，可以进入石墨的孔隙中去，在焙烧的过程中，呋喃树脂会炭化，且跟石墨孔壁结合达到封闭孔隙的目的，同时孔隙中还渗透有氧化铝，硅粉，铝粉等，其会在高温下得到致密结构的陶瓷材料嵌入在孔隙中，同时达到减小石墨孔隙以及提高机械性能的效果。

1.一种石墨浸渍用改性呋喃树脂组合物，其特征在于，包括以下重量份成分：

2.根据权利要求1所述的石墨浸渍用改性呋喃树脂组合物，其特征在于，所述生物改性呋喃树脂的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的石墨浸渍用改性呋喃树脂组合物，其特征在于，所述木质素包覆氧化铝复合纳米球的制备方法包括以下步骤：

4.根据权利要求2所述的石墨浸渍用改性呋喃树脂组合物，其特征在于：所述木质素，木质素包覆氧化铝复合纳米球，甲醛，尿素和糠醇的质量比为2-5:5-10:10-18:4-7:85-115。

5.根据权利要求2所述的石墨浸渍用改性呋喃树脂组合物，其特征在于：所述步骤s11中反应温度为100-110℃，时间为50-80min。

6.根据权利要求2所述的石墨浸渍用改性呋喃树脂组合物，其特征在于：所述步骤s12中加热反应的温度为85-95℃，反应时间为1-3h；加热回流反应温度为95-110℃，反应时间30-75min。

7.根据权利要求3所述的石墨浸渍用改性呋喃树脂组合物，其特征在于：所述步骤s21中胺化改性木质素和脂肪醇羟乙基磺酸钠的质量比为5:3-5。

8.根据权利要求3所述的石墨浸渍用改性呋喃树脂组合物，其特征在于：所述步骤s22中纳米羟基氧化铝的制备方法包括以下步骤：

9.根据权利要求3所述的石墨浸渍用改性呋喃树脂组合物，其特征在于：所述步骤s22中木质素/脂肪醇羟乙基磺酸钠复合物和纳米羟基氧化铝的质量比是3:6-10。

10.根据权利要求1所述的石墨浸渍用改性呋喃树脂组合物在制备不透性石墨中的应用。