一种酚醛树脂基微球的制备方法 【技术领域】
本发明属于一种用于电容器电极材料的酚醛树脂基微球的制备方法。
背景技术
电化学超级电容器兼有普通电容器功率密度大、二次电池能量密度高的优点，可快速充放电而且寿命长，因此它是介于二次电池和电容器之间的一种新型能源器件。制备出高性能的超级电容器，关键在于如何提高电极材料的性能，尤其是保证有较高比表面积的前提下，有较丰富的中孔，同时又有较高的导电性，而炭微球具有球形和分布均匀的特点，且炭微球的孔径主要是以中，大孔为主，有利于电解液充分和电极材料接触，增大电容器的电容量。所以，炭微球可望成为电容器优选的电极材料。
用线性酚醛树脂制备热固性微球如罗马尼亚Rom.Ro82.521的方法为：
(1)将线型酚醛树脂和六亚甲基四胺以(75-95)∶(5-25)的比例溶入甲醇；
(2)将氯苯或煤油以1∶(0.05-0.5)的比例与氯磺化的苯乙烯混合，搅拌均匀；
(3)将1中混合物加到2中，保持在60℃下恒温60min，以形成分散体；
(4)升温到80℃去除甲醇，恒温180min得到硬化球；
(5)在110-135℃下保持210min得到交联固化的酚醛树脂微球。
用这种方法制备的酚醛树脂微球粒径难以控制，粒度分布不均匀。
中国专利98115717.3制备酚醛树脂基球形活性炭所采用的工艺路线为：
(1)将线型酚醛树脂与固化剂混合后，溶解于溶剂并搅拌均匀，减压下去除溶剂得到块状混合物，再将块状混合物粉碎至1.25-2.5mm，得到原料树脂；
(2)将原料树脂分散到含有分散剂的分散液中，乳化成球；
(3)所成的球在惰性气体保护下，以(1-20)℃/min的速率升温到600-1000℃进行炭化处理；
(4)炭化处理过地微球在700-900℃下，利用水蒸汽或二氧化碳进行活化处理，得到树脂基活性炭微球。
用这种方法得到的小球是毫米级的，而且耗时耗力。
上述两专利有一个共同缺点，就是都要除去溶剂，将固体磨碎后再溶解，操作步骤多，无疑增加了操作的成本。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种制备步骤少，成本低，球径分布均匀的酚醛树脂基微球的制备方法。
本发明的制备方法包括如下步骤：
(1)将软化点在93～120℃的线形酚醛树脂与固化剂六次甲基四胺以重量比为1∶0.01-0.10混合后，然后溶解在甲醇和/或乙醇中形成酚醛树脂醇溶液，且酚醛树脂醇溶液浓度范围在10wt％-90wt％之间；
(2)将表面活性剂与水以重量比为1-10∶100的比例配成含有表面活性剂的水溶液；
(3)将酚醛树脂醇溶液加入到含有表面活性剂的水溶液中，两者体积比为酚醛树脂醇溶液∶含有表面活性剂的水溶液＝1∶2-8，在匀速搅拌条件加热到110-130℃下恒温30-180min，得到酚醛树脂基微球
如上所述的表面活性剂包括聚乙烯醇，聚四氟乙烯，聚乙醇缩丁醛或十二烷基磺酸钠。
本发明制备的酚醛树脂基微球的球径为微米级或者毫米级的树脂球。
本发明的优点
1、本发明的制备过程是将表面活性剂的水溶液与含树脂的醇溶液混合直接成球，而无需去掉溶剂后再成球，简化了制备工艺，省去了溶剂脱除的步骤，操作方便。
2、可以得到微米级的，也可以得到毫米级且分布均匀的树脂球。
【具体实施方式】
实施例1
将软化点为(95±2)℃的线形酚醛树脂与固化剂六次甲基四胺以1∶0.01(重量比)混合后，然后溶解在甲醇中形成浓度为90wt％的酚醛树脂甲醇溶液，；将表面活性剂聚四氟乙烯与水以1∶100(重量比)配成聚四氟乙烯水溶液；将上述酚醛树脂甲醇溶液倾倒在聚四氟乙烯水溶液中，两者体积比为1∶2，在匀速搅拌条件加热到110℃下恒温30min得到毫米级树脂球；该球的球径在1-3mm。
实施例2
将软化点为(98±2)℃线形酚醛树脂与固化剂六次甲基四胺以1∶0.03(重量比)混合后，然后溶解在乙醇中形成浓度为70wt％酚醛树脂乙醇溶液，；将表面活性剂聚乙醇缩丁醛与水以3∶100(重量比)配成聚乙醇缩丁醛水溶液；将上述酚醛树脂乙醇溶液倾倒在聚乙醇缩丁醛水溶液中，两者体积比为1∶4，在匀速搅拌条件加热到115℃下恒温60min得到微米级树脂球；该球的球径在200-220μm。
实施例3
将软化点为(100±2)℃线形酚醛树脂与固化剂六次甲基四胺以1∶0.05(重量比)混合后，然后溶解在甲醇中形成浓度为50wt％的酚醛树脂醇溶液，；将表面活性剂十二烷基磺酸钠与水以5∶100(重量比)配成十二烷基磺酸钠水溶液；将上述酚醛树脂乙醇溶液倾倒在十二烷基磺酸钠水溶液中，两者体积比为1∶4，在匀速搅拌条件加热到120℃下恒温120min得到微米级树脂球；该球的球径在150-170μm。
实施例4
将软化点为(105±2)℃线形酚醛树脂与固化剂六次甲基四胺以1∶0.08(重量比)混合后，然后溶解在乙醇中形成浓度为30wt％的酚醛树脂乙醇溶液，；将表面活性剂聚乙烯醇与水以8∶100(重量比)配成聚乙烯醇水溶液；将上述酚醛树脂乙醇溶液倾倒在聚乙烯醇水溶液中，两者体积比为1∶6，在匀速搅拌条件加热到125℃下恒温160min得到微米级树脂球；该球的球径在110-130μm。
实施例5
将软化点为(115±2)℃线形酚醛树脂与固化剂六次甲基四胺以1∶0.1(重量比)混合后，然后溶解在甲醇和乙醇的混合液中形成浓度为10wt％的酚醛树脂醇溶液；将表面活性剂聚乙烯醇与水以10∶100(重量比)配成聚乙烯醇水溶液；将上述酚醛树脂乙醇溶液倾倒在聚乙烯醇水溶液中，两者体积比为1∶8，在匀速搅拌条件加热到130℃下恒温180min得到微米级树脂球；该球的球径在70-90μm。