凝胶形式的聚合物粒状物的制造方法技术

本发明专利技术提供借助乳液和/或悬浮法，制备凝胶形式的聚合物颗粒的方法。该方法可包括制备反应物混合物，所述反应物混合物包括载体流体和含一种或更多种酚类化合物和任选地一种或更多种交联化合物的单体组分，梅拉德反应物的混合物，或其组合。可聚合单体组分，形成凝胶形式的聚合物颗粒。该反应物混合物可位于具有一个或更多个内表面的反应器内，所述内表面在单体组分的聚合过程中与反应物混合物接触。一个或更多个内表面限制金属，金属离子，或其组合释放到反应物混合物内，产生含有小于1wt％金属原子，金属离子，或其组合的凝胶形式的聚合物颗粒，基于凝胶形式的聚合物颗粒的总重量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文描述的实施方案一般地涉及制造凝胶形式的树脂或聚合物颗粒的方法。更特 别地，该些实施方案涉及制造凝胶形式的树脂或聚合物颗粒的方法，它可进一步加工成气 凝胶，干凝胶，和/或冻凝胶颗粒。
技术介绍
碳材料，例如碳的气凝胶，干凝胶，和冻凝胶已用于各种产品中，改进性能，其中包 括，但不限于，导电率和例如在超级电容器应用中的能量储存。在实验室规模上，合成碳的 气凝胶，干凝胶，和冻凝胶的方法是本领域已知的，例如将聚合物凝胶转化成碳材料。一种 特别的组合物可包括，例如间苯二酷和甲酵W供生产可进一步加工成大的块体聚合物凝胶 或溶胶-凝胶的前体溶液（例如，单体组分或溶胶，它是颗粒在液体内的溶液或 胶态分散液）。 然而，块体聚合物凝胶生产且转化成成品，即气凝胶，干凝胶或冻凝胶是困难且昂 贵的。由于块体的大尺寸和低导热率，因此要求显著大量的能量，时间和专口的设备，W便 聚合构成块体结构的单体组分。另外，由于当热量从外部转移到其内部时，块体聚合物凝胶 加热不均匀，因此，在块体聚合物内形成不均匀的物理差别，该可负面影响由其生产的气凝 胶，干凝胶或冻凝胶的性能。此外，大的块体聚合物凝胶要求粉碎，W便减少块体结构变成 凝胶形式的聚合物颗粒，然后可将其加工成气凝胶，干凝胶或冻凝胶，该也是费力，投资大 且耗时的。 因此，需要制造凝胶形式的聚合物颗粒的改进方法。
技术实现思路
提供借助乳液和/或息浮法制造凝胶形式的聚合物颗粒的方法。在至少一个具体 的实施方案中，该方法可包括制备反应物混合物，所述反应物混合物包括载体流体和含一 种或更多种酷类化合物和任选地一种或更多种交联化合物的单体组分，梅拉德（Maillard) 反应物的混合物或其组合。该单体组分可聚合，形成凝胶形式的聚合物颗粒。该反应物混 合物可位于具有在单体组分的聚合过程中，与反应物混合物接触的一个或更多个内表面的 反应器内。一个或更多个内表面限制金属，金属离子或其组合释放到反应物混合物内，W生 产含有小于Iwt%金属原子，金属离子，或其组合的凝胶形式的聚合物颗粒，基于凝胶形式 的聚合物颗粒的总重量。 在至少一个具体的实施方案中，借助乳液或息浮法制造凝胶形式的聚合物颗粒的 方法可包括制备反应物混合物，所述反应物混合物包括载体流体和含一种或更多种酷类化 合物和任选地一种或更多种交联化合物的单体组分，梅拉德反应物的混合物或其组合。该 反应物混合物可被导引到含一个或更多个反应环管的反应器内。可在该反应器内聚合该单 体组分，形成凝胶形式的聚合物颗粒。可从该反应器中回收凝胶形式的聚合物颗粒。 在至少一个具体的实施方案中，借助乳液或息浮法制造凝胶形式的聚合物颗粒的 方法可包括制备反应物混合物，所述反应物混合物包括梅拉德反应物的混合物和载体流 体。梅拉德反应物的混合物可W聚合，形成凝胶形式的聚合物颗粒。 【附图说明】 图1是根据所述的一个或更多个实施方案制造的凝胶形式的聚合物颗粒的照片。 图2是根据所述的一个或更多个实施方案制造的凝胶形式的聚合物颗粒的另一 照片。 图3是根据所述的一个或更多个实施方案制造的凝胶形式的聚合物颗粒的另一 照片。 图4是根据所述的一个或更多个实施方案制造的凝胶形式的聚合物颗粒的又一 照片。 图5是根据所述的一个或更多个实施方案制造的凝胶形式的聚合物颗粒的再一 照片。 【具体实施方式】 可通过在息浮和/或乳液法中，聚合单体组分，生产凝胶形式的聚合物粒状物或 颗粒。在一个实例中，可混合，共混或在其他情况下结合单体组分与载体流体或介质，形成 可W是息浮液形式的反应物混合物。在另一实例中，可混合，共混或在其他情况下结合单体 组分与载体流体或介质，形成可W是乳液形式的反应物混合物。因此，可混合，共混或在其 他情况下结合单体组分与载体流体形成可W是息浮液和/或乳液形式的反应物混合物。除 了单体组分W外，该反应物混合物也可包括，但不限于，一种或更多种交联化合物和/或一 种或更多种催化剂。 术语载体流体也可W是指息浮液流体，溶剂，稀释剂，分散流体，乳液流体，和 /或息浮液和/或乳液的连续相。可进一步加工凝胶形式的聚合物颗粒，生产气凝胶，干凝 胶，和/或冻凝胶颗粒，从而避免中间产生块体凝胶结构，所述块体凝胶结构要求一种或更 多种机械处理，例如粉碎，研磨，和粉化等，W减少块体凝胶结构变成聚合物颗粒。 本文中所使用的术语息浮法，息浮聚合法，分散法和分散聚合法可 互换使用，且是指在载体或连续相流体，例如姪和/或水中，使用机械揽拌，混合反应物 混合物的非均相聚合法，其中该反应物混合物相和载体或连续相流体不可混溶。该反应物 混合物可作为液滴息浮或分散在载体流体或连续相中，其中单体组分经历聚合，形成聚合 物的颗粒，和/或固化，形成聚合物的固化颗粒。 本文中所使用的术语乳液法和乳液聚合法二者均是指正常的乳液和 反相乳液。乳液在一个或更多个方面不同于息浮液。一个区别是乳液通常包括使用产生 或形成乳液（非常小尺寸的液滴）的表面活性剂。当载体或连续相流体是亲水流体，例如 水和反应物混合物相是疏水化合物时，形成正常的乳液（例如，水包油）形式，其中单体液 滴在载体或连续相流体内在表面活性剂的辅助下乳化。单体在该些小尺寸的液滴内反应。 该些液滴典型地尺寸小，因为该颗粒防止彼此凝结，因为每一颗粒被表面活性剂包围，且表 面活性剂上的电荷静电排斥其他颗粒。然而，与采用乳液聚合制造的那些相比，息浮聚合通 常生成大得多的颗粒。当载体或连续相流体是疏水流体，例如油和反应物混合物相是亲水 化合物时，形成反相乳液（例如，油包水）。 本文中所使用的术语单体组分可包括，但不限于，一种或更多种酷类化合物和 /或一种或更多种交联化合物；和/或预聚物。若酷类化合物可聚合并与自身交联，则交联 化合物的使用可W是任选的。在另一实例中，酷类化合物和所有或一部分的交联化合物可 彼此聚合，形成凝胶形式的聚合物颗粒。在另一实例中，酷类化合物和交联化合物可彼此反 应或交联，生产凝胶形式的聚合物颗粒。在另一实例中，酷类化合物和交联化合物可彼此聚 合和/或彼此交联，生产凝胶形式的聚合物颗粒。 本文中所使用的术语预聚物是指一种或更多种酷类化合物和一种或更多种交 联化合物的已反应的单体化合物；和/或通过聚合一种或更多种酷类化合物和/或一种或 更多种交联化合物形成的聚合物，只要该聚合物保持液体形式即可。 本文中所使用的术语息浮和/或乳液法和息浮和/或乳液聚合不限于或 必然是指常规的聚合。相反，术语息浮和/或乳液法和息浮和/或乳液聚合可W， 但不必然是指固化工艺或常规的聚合与固化工艺的组合。正如本文中讨论并描述的，在一 个或更多个实施方案中，单体组分可W是或者包括预聚物和/或聚合物，除了或替代单独 的一种或更多种酷类化合物和/或一种或更多种交联化合物W外。固化工艺是指与单体混 合物的聚合相比，进一步交联或硬化聚合物。正因为如此，若存在预聚物，则除了或替代聚 合W外，息浮/乳液工艺还包括固化工艺。本文中所使用的术语固化是指借助聚合物 链的交联程度的增加，增初或硬化聚合物。交联是指在预聚物和/或聚合物内发生的结构 和/或形貌变化，例如通过共价化本文档来自技高网...

【技术保护点】
借助乳液或悬浮法制备凝胶形式的聚合物颗粒的方法，该方法包括：制备反应物混合物，所述反应物混合物包括载体流体和含一种或更多种酚类化合物和任选地一种或更多种交联化合物的单体组分，梅拉德反应物的混合物，或其组合，其中：单体组分聚合形成凝胶形式的聚合物颗粒，该反应物混合物位于具有一个或更多个内表面的反应器内，所述内表面在单体组分的聚合过程中与反应物混合物接触，和一个或更多个内表面限制金属、金属离子或其组合释放到反应物混合物内，产生含有小于1wt％金属原子、金属离子或其组合的凝胶形式的聚合物颗粒，基于凝胶形式的聚合物颗粒的总重量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.09 US 61/597,1181. 借助乳液或悬浮法制备凝胶形式的聚合物颗粒的方法，该方法包括： 制备反应物混合物，所述反应物混合物包括载体流体和含一种或更多种酚类化合物和 任选地一种或更多种交联化合物的单体组分，梅拉德反应物的混合物，或其组合，其中： 单体组分聚合形成凝胶形式的聚合物颗粒， 该反应物混合物位于具有一个或更多个内表面的反应器内，所述内表面在单体组分的 聚合过程中与反应物混合物接触，和 一个或更多个内表面限制金属、金属离子或其组合释放到反应物混合物内，产生含有 小于lwt%金属原子、金属离子或其组合的凝胶形式的聚合物颗粒，基于凝胶形式的聚合物 颗粒的总重量。2. 权利要求1的方法，其中该反应物混合物进一步包括一种或更多种催化剂；和其中 一种或更多种催化剂基本上不含任何金属或金属离子。3. 权利要求1的方法，其中在单体组分的聚合过程中与反应物混合物接触的一个或更 多个内表面的至少一部分经历了钝化工艺和浸酸工艺中的至少一种。4. 权利要求1的方法，其中一个或更多个内表面包括钴，铬，钨，碳，硅，铁，锰，钥，钒， 镍，硼，磷，硫，钛，错，铜，鹤，其合金，或其任何组合。5. 权利要求1的方法，其中一个或更多个内表面包括一种或更多种不锈钢，一种或更 多种碳钢，一种或更多种工具钢，一种或更多种合金钢或其任何组合。6. 权利要求1的方法，其中与反应物混合物接触的一个或更多个内表面包括金属，其 中在单体组分的聚合过程中与反应物混合物接触的一个或更多个内表面的至少一部分经 历了钝化工艺，产生钝化的金属表面，和其中通过渗碳工艺，渗硼工艺，渗氮工艺或其任何 组合，形成钝化的金属表面。7. 权利要求1的方法，其中一个或更多个内表面包括玻璃。8. 权利要求1的方法，其中一个或更多个内表面包括一种或更多种纤维增强的材料。9. 权利要求1-8任何一项的方法，其中凝胶形式的聚合物颗粒含有小于0. lwt%金...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·路德维克，X·董，
申请(专利权)人：佐治亚太平洋化工品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US