[發明專利]一種高強度開孔型微孔塑料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201410060942.9
• 申請日: 2014-02-21
• 公開（公告）號: CN103849096A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 黃月文;王斌
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司南雄材料生產基地;中科院廣州化學有限公司
• 主分類號: C08L33/12
• 分類號: C08L33/12;C08L33/10;C08L33/08;C08L69/00;C08L67/02;C08L25/14;C08L59/00;C08L25/12;C08L51/08;C08F220/14;C08F220/18;C08F212/08;C08F220/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 張燕玲

技術領域

本發明屬于微孔塑料領域，具體涉及一種高強度開孔型微孔塑料及其制備方法與應用。

背景技術

微孔塑料是一種以塑料為基本部分、內部含有大量氣泡空隙的多孔塑料制品。微孔塑料分為開孔型微孔塑料和閉孔型微孔塑料。過去，人們對微孔塑料的研究絕大多數是圍繞著閉孔型微孔塑料進行的，與不發泡塑料相比，閉孔微孔塑料的沖擊強度、韌性、疲勞壽命和強度質量比等力學物理性能有很大程度的提高，可作為結構材料使用，在建筑、航空和汽車等行業具有廣闊的應用前景。

開孔型微孔塑料是指具有無數個孔徑為0.01～50μm的微孔，且孔與孔之間相互連通的塑料制品。開孔微孔塑料的特點是材料中的泡孔結構是開放的,能形成復雜的通道,讓小分子氣體或流體通過材料流動。開孔微孔塑料可作分離富集材料、催化劑載體、藥物緩釋材料、過濾板材或元件、密封件、透水管、保溫隔熱件等，具有優異的吸收和穿透性能，還具有質輕、機械強度高、耐沖擊性好的特性，可以用成型模具批量生產并且能夠隨意獲得想要的形狀，加工也很容易，可進行切削、車削等機械加工及彎曲、擇接熱加工，可多次重復使用，耐疲勞，可廣泛應用于環保、化工、生物醫學、水處理、建筑、交通運輸、包裝、家電、醫療器械、電池等領域。

目前，制備開孔型微孔塑料制品的工業化方法主要有相分離法、物理發泡連續擠出法、化學發泡法、熱成型法、溶出法、拉伸法、射線照射法、燒結法。相分離法是利用相分離和溶劑凍析過程中單向冷卻或嚴格的溶液脫氣，產生均勻泡沫來制備開孔型微孔塑料制品。物理發泡連續擠出法是用氣體或超臨界流體作為發泡劑，強制溶于聚合物熔體中，并利用熱力學不穩定性，使發泡劑揮發形成微孔。化學發泡成型法是在塑料成型過程中，利用化學發泡法在塑料熔體中產生氣體，形成微孔，同時定型為微孔制品的方法，包括了化學發泡模壓、注射、擠出、壓延、澆鑄等具體成型方法。熱成型法是一種把泡孔成核和增長與成型分段進行的方法，可實現控制熱塑性微孔材料的幾何形狀和微孔結構。溶出法是將一定量的致孔劑與高分子物混合成型，然后在一定條件下使制品中的致孔劑逐漸被溶劑溶出，制品的內部和表面即可形成連通的氣相微孔，所制備的材料孔徑在0.1nm-10μm。拉伸法是對半結晶聚合物進行控制拉伸，結晶區域之間的無定型相由于變形而產生空隙，幾何尺寸在20nm-50nm之間，通過控制拉伸的程度可以控制微孔的尺寸。射線照射法是首先利用核反應堆產生的帶電粒子照射薄膜基材，帶電粒子則可穿透薄膜留下痕跡，照射后的薄膜在化學試劑中腐蝕，微孔被進一步擴大得到所要求孔徑的開孔型超微膜，這種方法得到的超微膜孔徑范圍在0.1-8.0μm。燒結法是將粉末狀樹脂首先預壓為一定形狀的型坯，然后在加熱的情況下，粒子接觸表面的熔解而成型為開孔型多孔體；也有利用高分子粒子表面上官能團的化學反應和粒子之間的熔解兩種作用來制作開孔型微孔材料。

以上制備開孔型微孔塑料制品的方法存在以下缺陷：（1）塑料力學強度低。溶出法、拉伸法、射線照射法制備的開孔型微孔塑料主要是軟質薄型產品，制備硬質或厚壁制品或模具時，這些制備方法遠達不到要求。相分離法、物理發泡連續擠出法、化學發泡法、熱成型法是通過氣體作用而形成孔結構，氣體的膨脹性控制限制了材料的力學強度。（2）工藝復雜，流程長。（3）微孔直徑和開孔率難以控制。

發明內容

為解決現有技術的缺點和不足之處，本發明的首要目的在于提供一種高強度開孔型微孔塑料的制備方法。

本發明的另一目的在于提供上述制備方法得到的高強度開孔型微孔塑料。

本發明的再一目的在于提供上述制備方法得到的高強度開孔型微孔塑料的應用。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種高強度開孔型微孔塑料的制備方法，包括如下步驟：將以下組分于1～15℃下3分鐘內混合均勻得到混合液，然后將混合液3分鐘內加入模具中固化，得到所述高強度開孔型微孔塑料；

其中，以上各組份共計100wt%。

優選的，所述固化過程是指在5～50℃固化；或者是先在5～15℃預固化0.5～3h，再于30～50℃固化。

優選的，所述乙烯基單體為甲基丙烯酸甲酯；或者為甲基丙烯酸甲酯，與苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸二縮乙二醇酯、甲基丙烯酸聚乙二醇酯、丙烯酸二縮乙二醇酯、丙烯酸聚乙二醇酯、甲基丙烯酸聚丙二醇酯和丙烯酸聚丙二醇酯中的至少一種的混合。