功能化的基于异氰酸酯的多孔材料制造技术

功能化的基于异氰酸酯的有机气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶，其包含：‑交联多孔网络结构体，其由聚氨酯和/或聚异氰脲酸酯和/或聚脲制成，所述交联多孔网络结构体在功能化之前在其孔表面上包含反应性基团(B)，和‑功能化分子，其具有在20℃下<10g/L的在水中的溶解度，其化学连接至交联多孔网络结构体的孔表面，其中所述分子具有至少一个能够(通过与基团(B)反应)结合至所述孔表面的反应性基团(A)和至少一个为孔表面提供所需的功能化的功能性基团(C)。

Functionalized porous materials based on isocyanate

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功能化的基于异氰酸酯的多孔材料专利
本专利技术涉及基于异氰酸酯的有机多孔材料的合成，更具体而言是基于异氰酸酯的有机气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶的合成，其孔表面经功能化产生具有特定性质(诸如疏水性)的基于异氰酸酯的有机气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶。本专利技术还涉及疏水性的基于异氰酸酯的有机气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶，优选包含连接至孔表面的疏水性基团的基于亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)的气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶。根据本专利技术的功能化的气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶适合用于许多应用中，例如用作绝缘产品(绝热和/或隔音)或者用于绝缘产品(绝热和/或隔音)中。
技术介绍
气凝胶(使用超临界CO2干燥制成)、干凝胶(使用环境压力干燥制成)和冷冻凝胶(使用冷冻干燥制成)是具有通常在微米或甚至纳米范围内的孔径的多孔材料(开孔结构)。比表面积可以非常大(&gt;1m2/g，在某些情况下高达1000m2/g)，因此其孔表面的化学/物理性质对最终的气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶性质具有巨大的影响。通常通过首先使单体在溶剂中反应以形成凝胶(胶凝/凝胶化步骤，具有填充有溶剂的孔的交联多孔网络)，然后通过除去溶剂来合成气本文档来自技高网...

【技术保护点】
功能化的基于异氰酸酯的有机气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶，其包含：‑ 交联多孔网络结构体，其由聚氨酯和/或聚异氰脲酸酯和/或聚脲制成，所述交联多孔网络结构体在功能化之前在其孔表面上包含能够结合(形成共价键)至存在于功能化分子中的反应性基团(A)的反应性基团(B)，和‑ 功能化分子，其具有在20℃下<10g/L的在水中的溶解度，其化学连接(共价键)至所述交联多孔网络结构体的孔表面，其中所述分子具有至少一个能够结合至所述孔表面(通过与存在于孔表面上的反应性基团(B)反应形成的共价键)的反应性基团(A)和至少一个为孔表面提供所需的功能化的功能性基团(C)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.27 EP 15165161.91.功能化的基于异氰酸酯的有机气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶，其包含：-交联多孔网络结构体，其由聚氨酯和/或聚异氰脲酸酯和/或聚脲制成，所述交联多孔网络结构体在功能化之前在其孔表面上包含能够结合(形成共价键)至存在于功能化分子中的反应性基团(A)的反应性基团(B)，和-功能化分子，其具有在20℃下&lt;10g/L的在水中的溶解度，其化学连接(共价键)至所述交联多孔网络结构体的孔表面，其中所述分子具有至少一个能够结合至所述孔表面(通过与存在于孔表面上的反应性基团(B)反应形成的共价键)的反应性基团(A)和至少一个为孔表面提供所需的功能化的功能性基团(C)。2.根据权利要求1所述的功能化的气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶，其中所述功能化分子具有在20℃下&lt;1g/L、优选&lt;0.1g/L的在水中的溶解度。3.根据权利要求1或权利要求2所述的功能化的气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶，其中所述功能化分子选自硅氧烷、具有含至少8个碳原子的脂族碳链的化合物、氟化和/或全氟化化合物、聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯和/或聚异戊二烯。4.根据权利要求1-3中任一项所述的功能化的气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶，其中所述功能化分子选自聚烷基硅氧烷，优选选自聚二甲基硅氧烷(PDMS)。5.根据权利要求1-4中任一项所述的功能化的气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶，其中所述功能化分子具有含至少8个碳原子的脂族碳链，优选选自饱和和/或不饱和脂肪酸和/或醇衍生物。6.根据权利要求1-5中任一项所述的功能化的气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶，其包含：-基于所述功能化的气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶的总干重计算的50-99.9重量%、优选60-99重量%、更优选70-99重量%的聚氨酯和/或聚异氰脲酸酯和/或聚脲，和-基于所述功能化的气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶的总干重计算的至少0.1重量%的功能化分子，并且其中所述分子连接至所述气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶的孔表面。7.根据权利要求1-6中任一项所述的功能化的气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶，其中所述由聚氨酯和/或聚异氰脲酸酯和/或聚脲制成的多孔网络结构体在功能化之前在其孔表面上包含能够通过氨基甲酸酯、异氰脲酸酯和/或脲键合而与存在于所述功能化分子中的反应性基团(A)结合的反应性基团(B)，并且其中所述键合发生在基于异氰酸酯的有机气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶的交联多孔网络结构体的孔表面上。8.根据权利要求1-6中任一项所述的功能化的气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶，其中所述由聚氨酯和/或聚异氰脲酸酯和/或聚脲制成的多孔网络结构体在功能化之前在其孔表面上包含能够通过醚、酯、噁唑烷酮、烯烃、硅氧烷和/或酰胺键合而与存在于所述功能化分子中的反应性基团(A)结合的反应性基团(B)，并且其中所述键合发生在基于异氰酸酯的有机气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶的交联多孔网络结构体的孔表面上。9.根据权利要求1-8中任一项所述的功能化的气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶，其中所述功能化的基于异氰酸酯的有机气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶的交联多孔网络结构体具有以下性质：-整体孔隙率：20-99%，优选50-99%，更优选70-99%；-整体密度：低于800kg/m3，优选30-500kg/m3，更优选&lt;300kg/m3；-平均孔径：0.1nm-1mm，特别是&lt;200μm，优选&lt;1μm，特别是1-200nm，更优选5-100nm。10.根据权利要求1-9中任一项所述的功能化的气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶，其具有在大气压下、在10℃下9-50mW/m·K的λ值以及50-300kg/m3的低密度。11.制备根据权利要求1-10中任一项所述的功能化的基于异氰酸酯的有机气凝胶/干凝胶/冷冻凝胶的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供多异氰酸酯组合物，和b)任选地提供异氰酸酯反应性组合物，和c)任选地提供至少一种促进聚氨酯和/或聚脲和/或聚异氰脲酸酯形成(三聚)的催化剂化合物，和d)提供溶剂，和e)任选地提供其它添加剂，然后f)将组合物/化合物a)、d)和任选b)和/或c)和/或e)组合以形成包含具有残余的反应性基团(B)的多孔交联聚氨酯和/或聚脲和/或聚异氰脲酸酯网络的凝胶，该步骤被称为“胶凝”步骤，然后g)任选地除去未反应的物类，然后h)添加至少一种具有在20℃下&lt;10g/L的在水中的溶解度的功能化分子(任选地溶解在溶剂中，任选地在催化剂的存在下)，所述功能化分子具有至少一个能够(通过与反应性基团(B)反应)结合至孔表...

【专利技术属性】
技术研发人员：TJ乔恩彻拉伊，J范登布罗伊克，GJ格梅兹，
申请(专利权)人：亨茨曼国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US