一种石墨烯改性呋喃树脂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种石墨烯改性呋喃树脂，由石墨烯、甲醛和糠醇进行酸性反应制备得到。本发明专利技术提供了一种石墨烯改性呋喃树脂的制备方法，包括：将石墨烯、尿素、甲醛和糠醇进行酸性反应，得到石墨烯改性呋喃树脂，所述酸性反应的pH值为3.5～5。由于石墨烯为平面多环芳香烃原子晶体，有利于增强呋喃树脂的分子键能，从而使本发明专利技术提供的石墨烯改性呋喃树脂具有较好的粘结强度；由于石墨烯内部碳原子之间的连接很柔韧，使本发明专利技术提供的石墨烯改性呋喃树脂具有较好的韧性。实验结果表明，本发明专利技术提供的石墨烯改性呋喃树脂的24小时抗拉强度≥2.0MPa，24小时抗弯强度≥10.0MPa。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及呋喃树脂
，尤其涉及一种石墨烯改性呋喃树脂及其制备方法。
技术介绍
呋喃树脂是以糠醛为基本原料制成的一类聚合物的总称，在呋喃树脂的大分子中都含有呋喃环。由于呋喃树脂具有突出的耐蚀性、耐热性、耐化学腐蚀性以及其原料来源广泛、生产工艺简单等优点，使呋喃树脂被应用于很多领域，如呋喃树脂可用来制备防腐蚀的胶泥，用作化工设备衬里或其它耐腐材料；呋喃树脂玻璃纤维增强复合材料的耐热性比一般的酚醛树脂玻璃纤维增强的复合材料高，通常可在150℃左右长期使用；呋喃树脂被应用于冶金铸造行业，用于造型，采用呋喃树脂砂工艺造型，具有操作简单、造型效率高、铸件表面光洁、尺寸精度高等优点。 申请号为201210377741.2的中国专利公开了一种铸造用呋喃树脂的制备方法，具体过程为向反应釜中加入糠醇774Kg，启动搅拌，用质量浓度为15％的氢氧化钠溶液调整pH为8.5，加入木质素56Kg，升温至70℃反应2小时，降温，用质量浓度为20％的草酸溶液调整pH为6.5，真空状态下进行脱水，脱水至树脂含水的质量浓度为1.0％以下停止，得木质素改性糠醇组分794Kg，待用。向反应釜中加入甲醛溶液(质量浓度为37％)316Kg，启动搅拌，加入尿素72Kg，尿素溶解后，用碱性溶液调节pH值为7.8，升温至85℃反应1小时；加入木质素改性糠醇组分294Kg，再反应1小时；调整物料体系pH值为3.7，反应温度为95℃，反应1.5小时；加入尿素18Kg，调整物料体系pH值为7.5，75℃反应1小时后，将物料体系降温停止反应；在真空条件下加入脱水剂140Kg，加入剩余木质素改性糠醇组分500Kg，搅拌均匀，放料得到1060Kg的呋喃树脂。 现有技术提供的这种呋喃树脂的虽然具有一定的强度，但是其粘结强度和韧性较差，使呋喃树脂的应用范围受到了较大的限制。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种石墨烯改性呋喃树脂，本专利技术提供的石墨烯改性呋喃树脂具有较好的粘结强度和韧性。 本专利技术提供了一种石墨烯改性呋喃树脂，由石墨烯、甲醛和糠醇进行酸性反应制备得到。 优选的，所述石墨烯、甲醛和糠醇的质量比为(10～30):(220～260):(350～700)。 优选的，所述石墨烯改性呋喃树脂由石墨烯、甲醛、糠醇和邻苯二甲酸二丁酯进行酸性反应制备得到。 本专利技术提供了一种石墨烯改性呋喃树脂的制备方法，包括： 将石墨烯、尿素、甲醛和糠醇进行酸性反应，得到石墨烯改性呋喃树脂，所述酸性反应的pH值为3.5～5。 优选的，所述石墨烯的制备原料为生物质碳源。 优选的，所述石墨烯的制备方法包括以下步骤： 1)、在催化剂的作用下，将生物质碳源进行催化处理，得到第一中间产物，所述催化剂包括锰的氯化盐、铁类化合物、钴类化合物和镍类化合物中的一种或几种； 2)、在保护性气体的存在下，将所述第一中间产物从第一温度升温至第二温度后保温，得到第二中间产物，所述第一温度为20℃～40℃，所述第二温度为300℃～400℃； 3)、在保护性气体的存在下，将所述第二中间产物从第二温度升温至第三温度后保温，得到第三中间产物；所述第三温度为800℃～900℃； 4)、在保护性气体的存在下，将所述第三中间产物从第三温度升温至第四温度后保温，得到第四中间产物，所述第四温度为1100℃～1300℃； 5)、在保护性气体的存在下，将所述第四中间产物从第四温度降温至第五温度后保温，得到石墨烯，所述第五温度为900℃～1000℃。 优选的，所述石墨烯为石墨烯溶液。 优选的，所述石墨烯改性呋喃树脂的制备方法包括以下步骤： 1)、将甲醛和尿素进行第一反应，得到第一反应产物； 2)、将所述第一反应产物和石墨烯、糠醇进行第二反应，得到石墨烯改性呋喃树脂；所述第二反应的pH值为3.5～5。 优选的，所述步骤1)中甲醛和尿素的质量比为(220～260):(70～90)。 优选的，所述步骤1)中第一反应的pH值为8～10。 优选的，所述步骤1)中第一反应的温度为85℃～95℃； 所述第一反应的时间为90分钟～150分钟。 优选的，所述步骤1)中的甲醛和步骤2)中的石墨烯和糠醇的质量比为(220～260):(10～30):(350～700)。 优选的，所述步骤2)中第二反应的温度为100℃～105℃； 所述第二反应的时间为120分钟～150分钟。 优选的，所述步骤2)第二反应完成后，还包括： 将得到的第二反应产物和邻苯二甲酸二丁酯进行第三反应，得到石墨烯改性呋喃树脂。 本专利技术提供了一种石墨烯改性呋喃树脂，由石墨烯、甲醛和糠醇进行酸性反应制备得到。由于石墨烯为平面多环芳香烃原子晶体，有利于增强呋喃树脂的分子键能，而且石墨烯具有较高的强度，使本专利技术提供的石墨烯改性呋喃树脂具有较好的粘结强度，在造型过程中可以减少呋喃树脂的用量，进而降低铸件的成本；由于石墨烯内部碳原子之间的连接很柔韧，使本专利技术提供的石墨烯改性呋喃树脂具有较好的韧性。 本专利技术提供了一种石墨烯改性呋喃树脂的制备方法，包括：将石墨烯、尿素、甲醛和糠醇进行酸性反应，得到石墨烯改性呋喃树脂，所述酸性反应的pH值为3.5～5。本专利技术提供的方法制备得到的石墨烯改性呋喃树脂具有较好的粘结强度和韧性。 具体实施方式 下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 本专利技术提供了一种石墨烯改性呋喃树脂，由石墨烯、甲醛和糠醇进行酸性反应制备得到。 由于石墨烯为平面多环芳香烃原子晶体，有利于增强呋喃树脂的分子键能，而且石墨烯具有较高的强度，使本专利技术提供的石墨烯改性呋喃树脂具有较好的粘结强度，在造型过程中可以减少呋喃树脂的用量，进而降低铸件的成本；由于石墨烯内部碳原子之间的连接很柔韧，使本专利技术提供的石墨烯改性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯改性呋喃树脂，由石墨烯、甲醛和糠醇进行酸性反应制备得到。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯改性呋喃树脂，由石墨烯、甲醛和糠醇进行酸性反应制备
得到。
2.根据权利要求1所述的石墨烯改性呋喃树脂，其特征在于，所述石墨
烯、甲醛和糠醇的质量比为(10～30):(220～260):(350～700)。
3.根据权利要求1所述的石墨烯改性呋喃树脂，其特征在于，由石墨烯、
甲醛、糠醇和邻苯二甲酸二丁酯进行酸性反应制备得到。
4.一种石墨烯改性呋喃树脂的制备方法，包括：
将石墨烯、尿素、甲醛和糠醇进行酸性反应，得到石墨烯改性呋喃树脂，
所述酸性反应的pH值为3.5～5。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述石墨烯的制备原料为
生物质碳源。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述石墨烯的制备方法包
括以下步骤：
1)、在催化剂的作用下，将生物质碳源进行催化处理，得到第一中间产
物，所述催化剂包括锰的氯化盐、铁类化合物、钴类化合物和镍类化合物中
的一种或几种；
2)、在保护性气体的存在下，将所述第一中间产物从第一温度升温至第
二温度后保温，得到第二中间产物，所述第一温度为20℃～40℃，所述第二温
度为300℃～400℃；
3)、在保护性气体的存在下，将所述第二中间产物从第二温度升温至第
三温度后保温，得到第三中间产物；所述第三温度为800℃～900℃；
4)、在保护性气体的存在下，将所述第三中间产物从第三温度升温至第
四温度后保温，得到第四中间产物，所述第四温度为1100℃～1300℃；
5)、在保护性气体的存在下，将所述第四中间产物从第四温度降温至第

【专利技术属性】
技术研发人员：唐一林，祝建勋，刘昭荐，成伟，
申请(专利权)人：济南圣泉集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37