專利名稱：一種中間相炭微球的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種新型炭材料的制備方法，具體地說涉及一種制備中間相瀝青炭微球的方法。
以前中間相炭微球的制備方法主要有聚合法和乳化法。乳化法是將熔融中間相瀝青分散于熱穩(wěn)定介質中在300-400℃下融化，依靠表面張力成球，冷卻后分離即得中間相炭微球，此方法對熱穩(wěn)定介質的要求很高，而且在實際利用中，產品在炭化前往往需要在空氣或其它氧化氣體介質中進行不熔化處理。聚合法是將瀝青類稠環(huán)芳烴化合物在350-500℃下聚合，生成含有中間相微球的瀝青，將微球從母液中分離出來得到硬質不溶不融中間相炭微球，在炭化或石墨化處理之前，雖然不需要不熔化處理過程，但有中間相微球粒徑分布分散，產品從母液中分離困難的缺點。
本發(fā)明的目的是提供一種球徑分布均勻，易從母液中分離的中間相瀝青炭微球的制備方法。
本發(fā)明的一種中間相炭微球的制備方法如下(1)以煤焦油為原料，用熱過濾的方法除去其中的一次吡啶不溶物得到凈煤焦油；(2)將凈煤焦油與原煤焦油按質量比0∶1～1∶0混合后，加入反應釜中，在100-300℃溫度和氮氣流保護下，常壓攪拌0.5-5小時，排放除去難以聚合的小分子；(3)在400-500℃和密閉狀態(tài)下聚合0-15h；(4)自然冷卻后，將聚合物在100-250℃過濾除去母液，濾渣用吡啶在110℃下萃取至無色以除去殘留母液，不熔物干燥后得中間相炭微球。
如上所述的煤焦油可用石油工業(yè)重油代替。
本發(fā)明的中間相炭微球的球徑和球徑分布可以通過聚合原料中一次吡啶不溶物的含量、聚合溫度和聚合時間來控制。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.原料來源廣泛，價格便宜。
2.工藝簡單，省時，省力。
3.球徑可控制，球徑分布均勻。
4.聚合物粘度低，產品易從母液中分離。
本發(fā)明的最佳實施例如下實施例1將含有3.7％吡啶不熔物的煤焦油在100℃過濾去除一次吡啶不溶物。將凈化焦油與原焦油以0∶1的比例混合后加入反應釜中在250℃下氮氣流保護下，常壓攪拌1小時以排放難以聚合的小分子，以3℃/min升溫到450℃聚合3小時后冷卻。將聚合后的煤焦油在150℃過濾，濾渣用吡啶抽提至無色，真空干燥后得到直徑為25±5μ的中間相炭微球，收率為15.7％。
實施例2將含有3.7％吡啶不溶物的煤焦油在100℃下過濾去除一次吡啶不溶物，將凈化焦油與原焦油以0∶1的比例混合后加入反應釜中在200℃下常壓攪拌加熱2小時，排放難以聚合的小分子。以3℃/min升溫到450℃聚合2小時后冷卻。將聚合后的煤焦油在150℃下過濾，濾渣用吡啶抽提至無色，真空干燥后得到直徑為15±5μ的中間相炭微球，收率為9.2％。
實施例3將含有3.7％吡啶不溶物的煤焦油在100℃下過濾去除一次吡啶不溶物，將凈化焦油與原焦油以0∶1的比例混合后加入反應釜中在250℃下常壓攪拌加熱1小時，排放難以聚合的小分子。以3℃/min升溫到435℃聚合2小時后冷卻。將聚合后的煤焦油在100℃下過濾，濾渣用吡啶抽提至無色，真空干燥后得到直徑為8±2μ的中間相炭微球，收率為5.7％。
實施例4將含有3.7％吡啶不溶物的煤焦油在100℃下過濾去除一次吡啶不溶物，將凈化焦油與原焦油以0∶1的比例混合后加入反應釜中在250℃下常壓攪拌加熱1小時，排放難以聚合的小分子。以3℃/min升溫到465℃聚合2小時后冷卻。將聚合后的煤焦油在200℃下過濾，濾渣用吡啶抽提至無色，真空干燥后得到直徑為20±5μ的中間相炭微球，收率為18.7％。
實施例5將含有3.7％吡啶不溶物的煤焦油在100℃下過濾去除一次吡啶不溶物，將凈化焦油與原焦油以0∶1的比例混合后加入反應釜中在100℃下常壓攪拌加熱5小時，排放難以聚合的小分子。以3℃/min升溫到400℃聚合15小時后冷卻。將聚合后的煤焦油在100℃下過濾，濾渣用吡啶抽提至無色，真空干燥后得到直徑為20±5μ的中間相炭微球，收率為11.7％。
實施例6將含有3.7％吡啶不溶物的煤焦油在100℃下過濾去除一次吡啶不溶物，將凈化焦油與原焦油以0∶1的比例混合后加入反應釜中在100℃下常壓攪拌加熱2小時，排放難以聚合的小分子。以3℃/min升溫到400℃聚合10小時后冷卻。將聚合后的煤焦油在100℃下過濾，濾渣用吡啶抽提至無色，真空干燥后得到直徑為15±5μ的中間相炭微球，收率為7.7％。
實施例7將含有3.7％吡啶不溶物的煤焦油在100℃下過濾去除一次吡啶不溶物，將凈化焦油與原焦油以1∶1的比例混合后加入反應釜中在200℃下常壓攪拌加熱2小時，排放難以聚合的小分子。以3℃/min升溫到450℃聚合2小時后冷卻。將聚合后的煤焦油在150℃下過濾，濾渣用吡啶抽提至無色，真空干燥后得到直徑為20±5μ的中間相炭微球，收率為7.3％。
實施例8將含有3.7％吡啶不溶物的煤焦油在100℃下過濾去除一次吡啶不溶物，將凈化焦油與原焦油以2∶1的比例混合后加入反應釜中在200℃下常壓攪拌加熱2小時，排放難以聚合的小分子。以3℃/min升溫到450℃聚合2小時后冷卻。將聚合后的煤焦油在150℃下過濾，濾渣用吡啶抽提至無色，真空干燥后得到直徑為30±8μ的中間相炭微球，收率為7.73％。
實施例9將含有3.7％吡啶不溶物的煤焦油在100℃下過濾去除一次吡啶不溶物，將凈化焦油與原焦油以5∶1的比例混合后加入反應釜中在200℃下常壓攪拌加熱2小時，排放難以聚合的小分子。以3℃/min升溫到450℃聚合2小時后冷卻，壓力為30atm。將聚合后的煤焦油在150℃下過濾，濾渣用吡啶抽提至無色，真空干燥后得到直徑為40±15μ的中間相炭微球，收率為10.12％。
實施例10將含有3.7％吡啶不溶物的煤焦油在100℃下過濾去除一次吡啶不溶物，將凈化焦油與原焦油以9∶1的比例混合后加入反應釜中在200℃下常壓攪拌加熱2小時，排放難以聚合的小分子。以3℃/min升溫到450℃聚合2小時后冷卻，壓力為30atm。將聚合后的煤焦油在150℃下過濾，濾渣用吡啶抽提至無色，真空干燥后得到直徑為80±20μ的中間相炭微球，收率為11.88％。
實施例11將含有3.7％吡啶不溶物的煤焦油在100℃下過濾去除一次吡啶不溶物，將凈化焦油與原焦油以5∶1的比例混合后加入反應釜中在200℃下常壓攪拌加熱2小時，排放難以聚合的小分子。以3℃/min升溫到450℃聚合1.5小時后冷卻。將聚合后的煤焦油在150℃下過濾，濾渣用吡啶抽提至無色，真空干燥后得到直徑為30±10μ的中間相炭微球，收率為6.62％。
實施例12將含有3.7％吡啶不溶物的煤焦油在100℃下過濾去除一次吡啶不溶物，將凈化焦油與原焦油以5∶1的比例混合后加入反應釜中在200℃下常壓攪拌加熱2小時，排放難以聚合的小分子。以3℃/min升溫到450℃聚合1小時后冷卻。將聚合后的煤焦油在150℃下過濾，濾渣用吡啶抽提至無色，真空干燥后得到直徑為20±5μ的中間相炭微球，收率為3.62％。
實施例13將含有3.7％吡啶不溶物的煤焦油在100℃下過濾去除一次吡啶不溶物，將凈化焦油與原焦油以1∶0的比例混合后加入反應釜中在300℃下常壓攪拌加熱0.5小時，排放難以聚合的小分子。以3℃/min升溫到480℃聚合10分鐘后冷卻。將聚合后的煤焦油在250℃下過濾，濾渣用吡啶抽提至無色，真空干燥后得到直徑為20±5μ的中間相炭微球，收率為5.1％。
實施例14將含有3.7％吡啶不溶物的煤焦油在100℃下過濾去除一次吡啶不溶物，將凈化焦油與原焦油以1∶0的比例混合后加入反應釜中在300℃下常壓攪拌加熱0.5小時，排放難以聚合的小分子。以4℃/min升溫到500℃，5分鐘后冷卻。將聚合后的煤焦油在250℃下過濾，濾渣用吡啶抽提至無色，真空干燥后得到直徑為20±5μ的中間相炭微球，收率為7.1％。
權利要求
1.一種中間相炭微球的制備方法，其特點在于(1)以煤焦油為原料，用熱過濾的方法除去其中的一次吡啶不溶物得到凈煤焦油；(2)將凈煤焦由與煤焦油按質量比0∶1～1∶0混合后，加入反應釜中在100-300℃溫度，氮氣流保護下，常壓攪拌0.5-5小時，排放除去難以聚合的小分子；(3)在400-500℃、壓力為0-100atm，密閉狀態(tài)下聚合0-15h；(4)自然冷卻后，將聚合物在100-250℃過濾除去母液，濾渣用吡啶在110℃下萃取至無色的除去殘留母液，不熔物干燥后得中間相炭微球。
2.根據權利要求1所述的一種中間相炭微球的制備方法，其特征在于所述的煤焦油可用石油工業(yè)重油代替。
全文摘要
一種中間相炭微球的制備方法,以煤焦油或石油工業(yè)重油為原料,用熱過濾的方法除去其中的一次吡啶不溶物得到凈煤焦油,將凈煤焦與煤焦油按重量比0∶1～1∶0混合后,在400—500℃,密閉狀態(tài)下聚合0—15h,得到中間相炭微球。本發(fā)明具有球徑可控制,球徑分布均勻,易從母液中分離等特點。
文檔編號C10C3/00GK1197833SQ9711063
公開日1998年11月4日 申請日期1997年4月27日 優(yōu)先權日1997年4月27日
發(fā)明者劉朗, 凌立成, 呂永根, 張碧江 申請人:中國科學院山西煤炭化學研究所