炭素材料作为重要的功能和结构材料，在航天、航空、化工、生物医用材料等领域有广泛的应用。在制备炭素材料过程中，必须加入适当的粘结剂，才能实现混捏、成型、焙烧和石墨化等工艺过程，生产出满足不同需要的炭素材料制品。沥青树脂与碳的亲和性好、结合力强，炭化收率高。随着我国中低温煤焦油产量与加工能力的增加，将有大量价格低廉的中低温煤焦油沥青产出，开展中低温煤焦油沥青的深加工，提高产品的附加值，是非常有意义的。本文以来源丰富价格低廉的中低温煤焦油沥青为原料，多聚甲醛为交联剂，对甲苯磺酸为催化剂，直接合成沥青树脂。考察了交联剂量、催化剂量、反应温度、反应时间工艺参数对产品性能的影响，采用正交优化法探讨了合成沥青树脂的最佳条件，同时对沥青树脂进行了热转化研究。利用红外光谱仪、热重分析仪、光学显微镜、扫描电子显微镜及X射线衍射仪对原料和产品进行表征，为沥青树脂的制备和应用提供了一些有价值的信息。实验结果表明，在合成过程中沥青树脂的软化点、结焦值、β树脂等性能指标均随反应温度升高和催化剂量增多呈明显增加趋势。由正交实验得到的沥青树脂软化点在112.8~153.4℃范围内，结焦值在27.42~37.63%范围内，β树脂在25.27~43.03%范围内。中低温煤焦油沥青和沥青树脂的粘结强度随原料与镁砂混合质量配比的增加而明显增大，当原料与镁砂的质量配比为2.5:15时，原料的粘结强度达到最大值。中低温煤焦油沥青的粘结强度随烧结温度的升高明显增大，增大幅度为16左右，沥青树脂的粘结强度随烧结温度的升高而逐渐减小，减小幅度为7左右，且沥青树脂的粘结强度高于中低温煤焦油沥青的粘结强度。与中低温煤焦油沥青的TG和DTG曲线图相比，沥青树脂的失重起始温度和失重速率最大时温度均升高了40℃左右，最大失重速率下降了0.05mg/min左右，总失重率降低了9%左右。由红外光谱和NMR谱图分析可知，中低温煤焦油沥青和沥青树脂的芳香碳结构变化不大，原料发生了苯环取代反应，芳环侧链氢取代主要存在于β位和γ位，反应后产物中有醇类以及不饱和C=C结构物质生成。中低温煤焦油沥青焦炭显微结构图片中消光现象杂乱，其表面凹凸不平且无取向性，沥青树脂焦炭显微结构图片呈全消光现象，其表面十分平整。由XRD分析可知，沥青树脂焦炭较中低温煤焦油沥青焦炭更易石墨化，且沥青树脂的合成条件对其热转化产品的石墨化度及混乱度有一定影响。