一种低温快速固化渗透性多孔树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种低温快速固化渗透性多孔树脂及其制备方法。树脂包括A和B组分，预先分别混匀A、B组分，然后迅速将A、B组分混合均匀，室温快速固化即得。本发明专利技术制备的多孔树脂能够低温快速固化，工艺简单，易于工业化，且性能优异，抗压强度≥27MPa、通透性好，气孔率≥30%。因此，在制陶、建筑建材及环保节能等领域具有广阔的应用前景。

Low temperature fast curing permeable porous resin and preparation method and application thereof

The invention discloses a low temperature fast curing permeable porous resin and a preparation method thereof. The resin consists of components A and B, which are pre-mixed with components A and B respectively, then rapidly mixed with components A and B uniformly, and cured at room temperature. The porous resin prepared by the invention can be quickly cured at low temperature, has simple process, is easy to industrialize, and has excellent performance, compressive strength (> 27 MPa), good permeability and porosity (> 30%). Therefore, it has broad application prospects in ceramics, building materials, environmental protection and energy saving.

【技术实现步骤摘要】
一种低温快速固化渗透性多孔树脂及其制备方法和应用
本专利技术涉及功能高分子材料
，特别涉及一种低温快速固化渗透性多孔树脂，还涉及其制备方法和应用。
技术介绍
具有三维网状特征的微、纳米多孔树脂材料是指具有均匀孔径结构（约0.001~200μm）、且树脂的孔结构能够形成复杂相通的通道，在一定外力的作用下能够使小分子气体、流体等渗透通过树脂，而孔的大小与分布可通过调节树脂基体、填料以及助剂等的物理化学组成进行调节。因此，微、纳米多孔树脂材料可广泛应用于模具、载体、透水元件及保温隔热等领域，具有广阔的发展潜力和应用前景。以陶瓷制品为例，传统的注浆成型工艺主要采用石膏模具，其工艺过程通常是将料浆注入模具中，靠石膏模具的毛细吸力，形成具有一定形状与强度的坯体。鉴于石膏模具的质优价廉，目前此工艺仍被广泛使用。尽管如此，石膏模具在强度、气孔率、气孔均匀性及耐磨性等方面还存在严重不足。强度和耐磨性差导致了石膏模具本身循环利用率低，同时气孔率和气孔均匀性差严重制约了陶瓷制品的外观及质量等。因此，在陶瓷制品领域、尤其是中高档陶瓷制品领域，开发新型承压力强且循环利用率高的模具材料势在必行。多孔树脂的模具材料的研究开发始于上世纪七十年代，目前在欧美及日本等国家，基于多孔树脂的模具已经广泛应用陶瓷制品的生产中。而我国在这方面起步较晚，目前仅有类似的专利报道，如CN101033272A公开了一种线型聚烯烃多孔材料的制备方法：聚合单体采用烯烃类单体,如丙烯酸酯类、苯乙烯、丙烯腈、乙酸乙烯及官能性单体,在以聚乙二醇为主,或配伍适当溶剂(或沉淀剂)组成的混合溶剂中溶解,于偶氮类和过氧类有机引发剂、合适温度及气氛下进行自由基聚合,但不同于溶液聚合、也不同于沉淀聚合,存在聚合反应推动相分离的特点,最后经固化成块,除去聚乙二醇等,得到线型聚烯烃多孔材料。制得的聚合物多孔材料整体连续,孔结构为开放连通的孔道,平均孔径在微米至纳米级,孔结构尺寸可以通过聚乙二醇(PEG)和混合介质来调控。对孔道进行化学修饰,可广泛应用于仪器分析、水处理、生物医药等行业的分离、过滤、吸附、螯合及智能膜材料等。再如CN201410060942.9公开了一种高强度开孔型微孔塑料及其制备方法，它主要是利用乙烯基单体和有机聚合物等在乳化剂和催化剂的作用下制备了一种具有一定强度的开孔塑料。但上述制备工艺与流程、塑料的力学性能、微纳米孔径的均匀性以及渗透性等方面都还需要进一步的改进和提升。
技术实现思路
为了解决以上多孔树脂还有继续研究空间的问题，本专利技术的首要目的是提供一种低温快速固化渗透性多孔树脂材料。本专利技术的另一目的是提供一种低温快速固化渗透性多孔树脂的制备方法。本专利技术的再一目的是提供一种低温快速固化渗透性多孔树脂的应用，尤其在陶瓷注浆模具领域的应用。本专利技术是通过以下措施实现的：一种低温快速固化渗透性多孔树脂在陶瓷注浆模具中的应用，低温快速固化渗透性多孔树脂原料由A组分和B组分组成，其中A组分中各原料重量配比如下：不饱和烯烃类组分15-30份，聚合物填料组分20-30份，引发剂体系组分1-3份，乳化剂组分0.5-2.0份，助剂组分10-30份，B组分中含有原料重量配比如下：填料组分4-10份，溶剂组分10-30份。在低温（0-30oC）下，首先分别将A、B组分混合均匀，接着再将A、B组分迅速混合并搅拌使之均匀，最后转移到模具中室温快速固化成型，即得低温快速固化渗透性多孔树脂。所述固化工艺，固化温度控制在0-30oC之间，0.5-5.0h即可固化成型。温度过低会降低固化速率，延长固化成型时间，而温度过高则会导致不饱和烯烃的预聚、爆聚以及溶剂、助剂的快速挥发，进而影响体系的孔径和强度。因此，优选10-20oC为宜。所述的应用，优选所述不饱和烯烃组分为苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸，马来酸酐，（甲基）丙烯酸甲（乙）酯，（甲基）丙烯酸叔丁酯，（甲基）丙烯酸异丁酯，（甲基）丙烯酸羟乙（丙）酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯，（甲基）丙烯酸封端的聚乙二醇单甲醚600，（甲基）丙烯酸封端的聚乙二醇单甲醚800，（甲基）丙烯酸封端的聚乙二醇单甲醚1000，（甲基）丙烯酸封端的聚乙二醇单甲醚1200，（甲基）丙烯酸封端的聚乙二醇单甲醚2000，APEG1200，APEG2400，甲基烯丙醇基HPEG1200，HPEG2400，TPEG1200，TPEG2400中的一种以上，可根据实际应用需要进行多组分的优化复合。所述的应用，优选所述的引发剂体系组分为无机过氧化物引发剂或氧化-还原类引发剂。无机过氧化物引发剂优选过硫酸铵、过硫酸铵钾或过硫酸钠；氧化-还原类引发剂优选过过氧化苯甲酰-N,N-二甲基苯胺、氧化苯甲酰-蔗糖、叔丁基过氧化氢-焦亚硫酸钠、过硫酸铵-亚硫酸氢钠、过硫酸钾-亚硫酸氢钠、过氧化氢-酒石酸、过氧化氢-甲醛合次硫酸氢钠、过硫酸铵-硫酸亚铁、过氧化氢-硫酸亚铁、过氧化苯甲酰-焦磷酸亚铁、过硫酸钾-硝酸银、过硫酸盐-硫醇、异丙苯过氧化氢-氯化亚铁、过硫酸钾-氯化亚铁、过氧化氢-氯化亚铁。同时，可根据实际应用选择具有适宜固化速率的引发体系。所述的应用，优选所述聚合物填料组分为聚乙烯（PE），聚苯乙烯（PS），聚丙烯酸酯（PAA）聚碳酸酯（PC），聚氯乙烯（PVC），聚酯（PET），聚甲醛（POM），丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS），聚氨酯（PU）中的一种以上。所述的应用，优选所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）、吐温（T-20）和司盘（S-20）中的一种以上。所述的应用，优选所述助剂为苯乙烯、醋酸丁酯、醋酸乙烯酯、碳酸甘油酯和正戊烷中的一种以上。所述的应用，优选所述组分B中填料组分为氧化铝、氧化铁、氧化锌、硼砂和石英砂中的一种以上，溶剂为水。所述的应用，优选低温快速固化渗透性多孔树脂是通过以下步骤得到的：在0-30℃下，将A组分和B组分中的原料分别混合均匀，得到A组分和B组分，然后将A组分、B组分混合搅拌均匀，转移到模具中固化成型，固化时间为0.5-5h。所述的应用，优选低温快速固化渗透性多孔树脂原料由A组分和B组分组成为下列情况中的一种：一种情况：A组分：25份丙烯酸，20份PE树脂，1份乳化剂OP-10，0.5份过氧化苯甲酰和25份苯乙烯，B组分：1份N,N-二甲基苯胺，4.5份硼砂和23份水；一种情况：A组分：30份甲基丙烯酸，10份PE树脂，10份PVC树脂，1份乳化剂S-20，0.5份过硫酸铵和20份苯乙烯；B组分：1份亚硫酸氢钠，4.5份二氧化硅和23份水；一种情况：A组分：20份丙烯酸、10份甲基丙烯酸缩水甘油酯，10份PET树脂，10份PE树脂，1份乳化剂S-20，0.5份过氧化苯甲酰和20份苯乙烯；B组分：1份N,N-二甲基苯胺，4.5份硼砂和23份水。有益效果：（1）本专利技术制备工艺简单易行，在低温（0-30oC）条件下即可快速（约0.5-5h）固化，得到孔隙均匀、渗透性能优异的树脂制品；（2）本专利技术制备的一种低温快速固化渗透性多孔树脂，具有高渗透性（气孔率≥30%）、抗压强度大（≥27MPa），可多次重复利用；（3）本专利技术得到的低温快速固化渗透性多孔树脂在化工、生物医药、医疗器械、建筑建材以及环保节能等领域具有潜在应用前景；（4）本专利技术得到的低温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温快速固化渗透性多孔树脂在陶瓷注浆模具中的应用，其特征在于低温快速固化渗透性多孔树脂原料由A组分和B组分组成，其中A组分中各原料重量配比如下：不饱和烯烃类组分15‑30份，聚合物填料组分20‑30份，引发剂体系组分1‑3份，乳化剂组分0.5‑2.0份，助剂组分10‑30份，B组分中含有原料重量配比如下：填料组分4‑10份，溶剂组分10‑30份。

【技术特征摘要】
1.一种低温快速固化渗透性多孔树脂在陶瓷注浆模具中的应用，其特征在于低温快速固化渗透性多孔树脂原料由A组分和B组分组成，其中A组分中各原料重量配比如下：不饱和烯烃类组分15-30份，聚合物填料组分20-30份，引发剂体系组分1-3份，乳化剂组分0.5-2.0份，助剂组分10-30份，B组分中含有原料重量配比如下：填料组分4-10份，溶剂组分10-30份。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述不饱和烯烃组分为苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸，马来酸酐，（甲基）丙烯酸甲（乙）酯，（甲基）丙烯酸叔丁酯，（甲基）丙烯酸异丁酯，（甲基）丙烯酸羟乙（丙）酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯，（甲基）丙烯酸封端的聚乙二醇单甲醚600，（甲基）丙烯酸封端的聚乙二醇单甲醚800，（甲基）丙烯酸封端的聚乙二醇单甲醚1000，（甲基）丙烯酸封端的聚乙二醇单甲醚1200，（甲基）丙烯酸封端的聚乙二醇单甲醚2000，APEG1200，APEG2400，甲基烯丙醇基HPEG1200，HPEG2400，TPEG1200，TPEG2400中的一种以上。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述的引发剂体系组分为无机过氧化物引发剂或氧化-还原类引发剂。4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述聚合物填料组分为聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚酯PET、聚甲醛、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚氨酯中的一种以上...

【专利技术属性】
技术研发人员：李因文，胡明珠，于龙江，常彭飞，帅银，袁柯，李红颜，
申请(专利权)人：临沂大学，
类型：发明
国别省市：山东,37