[發明專利]包含可溶性顆粒或可溶脹顆粒中的至少一種的聚合物基質復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201880074194.6
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN111372677A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 小克林頓·P·沃勒;德里克·J·德納;薩蒂德爾·K·納亞爾
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王潛;郭國清

1.一種聚合物基質復合材料，所述聚合物基質復合材料包含：

多孔聚合物網絡；以及

分布在所述聚合物網絡結構內的多個極性溶劑可溶性顆粒或極性溶劑可溶脹顆粒，

其中如果存在所述可溶性顆粒，則所述聚合物網絡結構相對于所述可溶性顆粒是不溶的，其中基于可溶性顆粒和可溶脹顆粒中的至少一種和所述聚合物的總重量計，所述極性溶劑可溶性顆粒或可溶脹顆粒中的至少一種在1至99的范圍內存在；并且其中所述聚合物基質復合材料具有實現以下中的至少一者的顆粒：(a)在接觸極性流體時從聚合物基質復合材料層釋放至少一些組分，或(b)在接觸極性流體時吸收所述極性流體中的一些。

2.根據權利要求1所述的聚合物基質復合材料，其中所述聚合物基質復合材料具有至少5％的孔隙率，并且其中所述聚合物基質復合材料具有至少0.1g/cm³的密度。

3.根據任一項前述權利要求所述的聚合物基質復合材料，其中所述可溶性顆粒或可溶脹顆粒中的至少一種包含以下中的至少一種中的至少一種：氨基酸、蛋白質、鹽、碳水化合物、水溶性聚合物、藥物、芳香劑、染料、維生素、肥料、殺蟲劑、洗滌劑、潤滑劑、吸收劑、水凝膠、凝結劑、絮凝劑、腐蝕抑制劑、營養物質、酸或堿。

4.根據任一項前述權利要求所述的聚合物基質復合材料，其中所述多孔聚合物網絡結構包含以下中的至少一種：聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚醚、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚砜、聚醚砜、聚苯醚、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚烯烴、苯乙烯或苯乙烯基無規和嵌段共聚物、氯化聚合物、氟化聚合物或乙烯和氯三氟乙烯的共聚物。

5.根據任一項前述權利要求所述的聚合物基質復合材料，其中所述多孔聚合物網絡結構包含相分離的多個互連形態。

6.根據任一項前述權利要求所述的聚合物基質復合材料，其中所述多孔聚合物網絡結構包含數均分子量在5×10⁴g/mol至1×10⁷g/mol范圍內的聚合物，并且其中所述聚合物基質復合材料呈厚度在50微米至7000微米范圍內的層的形式。

7.一種制備根據任一項前述權利要求所述的聚合物基質復合材料的方法，所述方法包括：

將熱塑性聚合物、溶劑和多個可溶性顆粒或可溶脹顆粒中的至少一種組合以提供漿液；

使所述漿液成形為制品；

在環境中加熱所述制品以在所述制品中保留基于所述制品中所述溶劑的重量計至少90重量％的所述溶劑，并且溶解基于所述熱塑性聚合物的總重量計至少50重量％的所述熱塑性聚合物；以及

誘導所述熱塑性聚合物與所述溶劑相分離，以提供所述聚合物基質復合材料。

8.根據權利要求7所述的方法，所述方法還包括在誘導所述熱塑性聚合物與所述溶劑相分離之后，從成形制品中去除所述溶劑的至少一部分。

9.根據權利要求8所述的方法，其中未從所述成形制品中去除溶劑。

10.根據權利要求7至9中任一項所述的方法，其中所述漿液中的所述聚合物具有熔點，其中所述溶劑具有沸點，并且其中組合在低于所述漿液中的所述聚合物的所述熔點下，并且在低于所述溶劑的所述沸點下進行。

11.根據權利要求7至10中任一項所述的方法，其中所述漿液中的所述聚合物具有熔點，并且其中誘導相分離在低于所述漿液中的所述聚合物的所述熔點下進行。

12.根據權利要求7至11中任一項所述的方法，所述方法還包括拉伸或壓縮所述聚合物基質復合材料中的至少一者。

13.根據權利要求7至11中任一項所述的方法，所述方法還包括在施加壓縮力的同時向所述聚合物基質復合材料施加振動能量。