一种开孔型多孔聚合物材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种开孔型多孔聚合物材料及制备开孔型多孔聚合物材料的一种方法。这种开孔型多孔聚合物材料是由可增塑的聚合物基体、一种与聚合物基体部分相容的聚合物和增塑剂所组成的共混物。共混物中的增塑剂被聚合物基体的不良溶剂所部分或全部抽提，从而在共混物中形成细微的开孔结构，使得这种聚合物共混物具有过滤性、透气性、通水性、吸音性等性能。这种聚合物材料应用的一个例子是制备一种透气性人造革。

A porous porous polymer material and its preparation method

The invention discloses a hole type porous polymer material and a method for preparing porous porous polymer material. The porous polymer material is composed of a plasticized polymer matrix, a polymer and plasticizer partially compatible with polymer matrix. The plasticizers in the blends are partially or completely extracted from the poor solvent of the polymer matrix, resulting in a fine opening structure in the blend, which makes the polymer blends have the properties of filtration, air permeability, water permeability and sound absorption. An example of the application of this polymer material is to prepare a kind of breathable artificial leather.

【技术实现步骤摘要】
一种开孔型多孔聚合物材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料制备领域，具体涉及一种开孔型多孔聚合物材料及其制备方法。
技术介绍
聚合物材料的发泡方法有多种多样，但无论采用什么方法发泡，其基本过程通常是：在液态或熔态塑料中引入气体，产生微孔；使微孔增长到一定体积；通过物理或化学方法固定微孔结构。按照引入气体的方式，常见的发泡方法有机械法、物理法和化学法。机械法是借助强烈搅拌，把大量空气或其他气体引入液态聚合物材料中，然后再经过物理或化学变化使之胶凝，固化成为泡沫材料。物理法是将惰性气体、低沸点液体压入到聚合物材料中，然后释放压力或升高温度，通过惰性气体膨胀或低沸点液体气化而产生发泡效果。化学法是在聚合物材料中加入受热时分解放出气体的化学发泡剂，或者利用聚合过程中的物料发生化学反应副产的气体而制得发泡材料。发泡材料、泡沫材料或多孔材料分为开孔型泡沫材料、闭孔型泡沫材料以及混合孔型泡沫材料。在开孔型泡沫材料中，高分子物质和气体两相是连续的。在闭孔型泡沫材料中，只有高分子物质是连续的，而气体是分离的，气体以气胞的形态分散在高分子物质中。在混合孔型泡沫材料中，一部分气体是连续的，一部分气体是分离的。由于孔洞的毛细作用，开孔型泡沫材料具有优异的吸收和穿透性能。此外，开孔型泡沫材料质量轻、机械强度高、可大量生产成任意形状的制品。开孔型泡沫材料由于具有泡孔结构开放、能形成复杂的通道并允许流体通过的特点，广泛应用作过滤、通水、透气、吸音等方面的功能性材料。机械发泡法、物理发泡法和化学发泡法都可用来制备开孔型泡沫聚合物材料。机械发泡法和物理发泡法制备开孔型发泡材料，需在加工工程中加入促使闭孔泡孔破裂的开孔剂或某些特殊添加剂。例如，申请号为201310598064.1的专利文献“硅橡胶微孔材料及其制备方法”公开了将液体硅橡胶与成孔剂混合并成型，然后通过水洗析出成孔剂，从而获得开孔硅橡胶微孔材料的方法。该方法中所用的成孔剂是氯化钠、碳酸钠、碳酸氢纳、氯化钾、尿素和硝酸钾中的一种或多种，这些可水溶的物质极性强，在极性很弱的硅橡胶中易结团、分散性差，因此，不易得到泡孔极细微的硅橡胶微孔材料。申请号为201410650782.3的专利文献“由聚氨酯硬质泡沫降解液制备的开孔聚氨酯硬质泡沫”公开了在制备聚氨酯泡沫时，采用为液体石蜡、聚丁二烯、二甲基聚硅氧烷和某些特殊的表面活性剂作为开孔剂。但添加开孔剂会降低发泡过程中泡沫体的稳定性，导致制备的聚氨酯泡沫孔径分布不均匀，并且容易产生大泡孔。申请号为201310224859.6的专利文献“一种开孔聚氨酯泡沫及其制备方法”公开了在聚氨酯泡沫的原料中均匀混入在一定温度条件下热分解释放出大量气体的添加剂，制得闭孔型的聚氨酯泡沫，然后将闭孔型的聚氨酯泡沫在50-300℃温度下处理一段时间，通过添加剂热分解释放出大量气体膨胀使泡孔壁破裂而得到开孔聚氨酯泡沫。用机械法和物理法制得微细泡孔的多孔型泡沫材料是困难的，制得微细泡孔且泡孔均匀的开孔型多孔型泡沫材料，则更为困难。从加工工艺来说，化学发泡法比较简单，在聚合物内部形成的泡孔结构往往是均匀且泡孔是相对细小的，但用化学发泡法也难以完全的开孔型的泡沫聚合物。为此，技术人员通过组合工艺制备开孔型多孔聚合物或提高泡沫聚合物的开孔率。例如，美国专利6797738“OpenPoreBiodegradableMatrices”公开了一种先通过气体发泡形成闭孔，然后通过浸出可浸出的微粒(leachableparticulates)的方法形成开孔，从而制备开孔型可生物降解的材料的方法。日本公开特许公报2000-318051公开了一种聚乙烯开孔泡沫的生产方法：加热在一个非密闭模中的含有发泡剂和交联剂的聚烯烃，使其发泡，然后用机械变形的方法使泡孔相互连通。美国专利申请20110098373“OpenCellFoamandManufactureofOpenCellProducts”公开了一种开孔泡沫及其产品的生产方法：将聚合物和发泡剂、交联剂混炼，所得的共混物在二辊轧机上保持一段时间，使共混物开始交联和开始发泡而形成闭孔；将所得的片材在辊距大于泡沫片材厚度的第二个二辊轧机上在高温高压下保持，以使得进一步发生交联和发泡；然后将交联的泡沫中的闭孔压破，形成开孔。申请号为201210272051.0的专利文献“发泡海绵的开孔方法”公开了一种将发泡后的海绵先抽真空再充入爆破性气体，并加以引爆，从而制得开孔海绵的方法。申请号为201310322749.3的专利文献“一种具有开孔结构的聚合物泡沫材料的制备方法”公开了一种具有开孔结构的聚合物泡沫材料的制备方法：采用熔融共混法将两种或两种以上聚合物进行共混得到聚合物的共混物，然后采用真空模压制成一定形状的坯体，将坯体置于高压反应釜中，通入气体并升温、加压至所述气体的超临界点以上将其转变成超临界流体，当超临界流体在所述坯体中达到饱和状态后，通过快速降压法使聚合物的共混物坯体发泡，将得到的聚合物发泡材料浸入适当的刻蚀液中，刻蚀液与聚合物发泡材料产生物理或者化学反应，使聚合物发泡材料中至少有一种聚合物被溶解或降解，在泡孔壁上形成连接泡孔的通道，一定时间取出后即得到具有开孔结构的聚合物泡沫材料。类似地，申请号为201510392373.2的专利文献“一种开孔聚合物泡沫材料及其制备方法”所公开的方法是将含有聚丙烯、成核剂、含乙烯类聚烯烃和开孔剂的混合物用挤出机进行挤出和采用超临界态的二氧化碳的方法进行发泡，得到含开孔填料的开孔聚合物泡沫材料，该含开孔填料的开孔聚合物泡沫材料包括多个第一开孔，然后，将所述含开孔填料的开孔泡沫材料浸入一刻蚀溶液中，使所述开孔填料被刻蚀以形成多个第二开孔，得到开孔率高、吸油倍率好的开孔聚合物泡沫材料。申请号为03126866.8的专利文献“一种制备可透气人造革的方法”，所介绍的用复数个加热了的针头对平展的人造革进行针刺，从而制备可透气人造革这一方法，也为制备开孔型材料提供了一种思路。总之，从现有的技术看，获得泡孔微细而又均匀的开孔型多孔聚合物材料，还是一个很有挑战性的技术课题。本专利技术为制备开孔型多孔聚合物，特别是为制得泡孔微细而又均匀的开孔型多孔聚合物，提供了一种新途径。
技术实现思路
专利技术目的：为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种开孔型多孔聚合物材料及其制备方法。技术方案：一种开孔型多孔聚合物材料，所述的开孔型多孔聚合物材料是由可通过增塑剂增塑的聚合物基体材料A、与基体聚合物部分相容的聚合物B、可部分或全部被抽提掉的增塑剂C以及配方中所需的其它的助剂和添加剂组成的聚合物共混物D经不良溶剂抽提掉部分或全部增塑剂以便在干燥后形成的空隙或孔洞而制备的；所述的开孔型多孔聚合物材料为开孔结构，或者为开孔和闭孔混合型的结构。所述的开孔型多孔聚合物材料中的开孔或闭孔的平均孔径在0.001-100μm之间，典型地，开孔或闭孔的平均孔径在0.1-10μm之间。平均孔径的大小取决于共混物中所用的聚合物种类、共混物中所用的增塑剂的种类、抽提所用的溶剂、抽提温度和时间等因素。如上所述，由聚合物共混物D可制得开孔型多孔聚合物材料。由聚合物共混物D和金属材料或非金属材料的复合物，经不良溶剂抽提，也可以制得开孔型多孔聚合物材料和金属材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开孔型多孔聚合物材料，其特征在于：所述的开孔型多孔聚合物材料是由可通过增塑剂增塑的聚合物基体A、与聚合物基体部分相容的聚合物B、可部分或全部被抽提掉的增塑剂C和配方中所需的其它的助剂和添加剂组成的聚合物共混物D，并将聚合物共混物D中所含的增塑剂部分或全部抽提掉而形成的空隙或孔洞而制得的；所述的开孔型多孔聚合物材料为开孔结构，或者为开孔和闭孔混合型的结构；所述的开孔型多孔聚合物材料中的开孔或闭孔的平均孔径在0.001‑100μm之间；所述的开孔型多孔聚合物材料是由聚合物共混物D制备的，或者是由聚合物共混物D和金属材料或非金属材料的复合物制备的。

【技术特征摘要】
1.一种开孔型多孔聚合物材料，其特征在于：所述的开孔型多孔聚合物材料是由可通过增塑剂增塑的聚合物基体A、与聚合物基体部分相容的聚合物B、可部分或全部被抽提掉的增塑剂C和配方中所需的其它的助剂和添加剂组成的聚合物共混物D，并将聚合物共混物D中所含的增塑剂部分或全部抽提掉而形成的空隙或孔洞而制得的；所述的开孔型多孔聚合物材料为开孔结构，或者为开孔和闭孔混合型的结构；所述的开孔型多孔聚合物材料中的开孔或闭孔的平均孔径在0.001-100μm之间；所述的开孔型多孔聚合物材料是由聚合物共混物D制备的，或者是由聚合物共混物D和金属材料或非金属材料的复合物制备的。2.根据权利要求1所述的开孔型多孔聚合物材料，其特征在于：所述的聚合物基体A是氯乙烯均聚物或共聚物、氯化聚氯乙烯、氯化聚乙烯、聚偏二氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、ABS树脂或纤维素树脂中的一种或者几种。3.根据权利要求1所述的开孔型多孔聚合物材料，其特征在于：所述的与聚合物基体部分相容的聚合物B是乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳共聚物、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯酸酯类共聚物、丁晴橡胶、氯丁橡胶中的一种或数种；聚合物基体A和与聚合物基体部分相容的聚合物B之比在100:2.5至100:100的范围内。4.根据权利要求1、2或3任一项所述的开孔型多孔聚合物材料，其特征在于：所述的聚合物基体A的溶解度参数大于所述的与聚合物基体A部分相容的聚合物B的溶解度参数。5.根据权利要求1所述的开孔型多孔聚合物材料，其特征在于：所述的增塑剂C是苯二甲酸酯类、磷酸酯类、多元醇类、二元脂肪酸酯类、苯多酸酯类、柠檬酸酯类、多元醇酯类、环氧化植物油、环氧化油酸酯类、含氯化合物类、樟脑中的一种或数种。6.根据权利要求1所述的开孔型多孔聚合物材料，其特征在于：所述的聚合物共混物D中，还含有不可抽提的聚合物增塑剂、反应性增塑剂、聚合物增韧剂或聚合物改性剂。7.根据权利要求1所述的一种开孔型多孔聚合物材料，其特征在于：所述的开孔型多孔聚合物材料是由作为聚合物基体的氯含量为40-72wt％的氯化聚乙烯A和作为与聚合物基体部分相容的氯含量为16-45wt％的氯化聚乙烯B组成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张飞，朱志强，韩辉升，
申请(专利权)人：南通矽利康橡塑材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32