防水透气膜制造技术

本发明专利技术涉及：包含组合物(Z1)的成型体，其中所述组合物包含至少一种断裂伸长率>30％的聚合物和至少一种多孔金属有机骨架材料；涉及制备这类成型体的方法；并涉及包含至少一种断裂伸长率>30％的聚合物和至少一种多孔金属有机骨架材料的组合物(Z1)用于制备薄膜、膜或层压制品的用途，根据DIN 53122，所述薄膜、膜或层压制品的水蒸气渗透率在38℃/90％相对湿度下基于10μm的膜厚为大于1000g/(m2*d)。

Waterproof breathable membrane

The invention relates to a molding comprising a composition (Z1), wherein the composition comprises at least one polymer with a breaking elongation of more than 30% and at least one porous metal-organic framework material; to a method for preparing such a molding body; and to a polymer comprising at least one polymer with a breaking elongation of more than 30% and at least one porous metal. Compositions of organic skeleton materials (Z1) are used for the preparation of thin films, membranes or laminates. According to DIN 53122, the water vapor permeability of the films, membranes or laminates is greater than 1000g / (m2 * d) based on a 10 micron film thickness at 38 C/90% relative humidity.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】防水透气膜本专利技术涉及包含组合物(Z1)的成型体，其中所述组合物包含至少一种断裂伸长率>30％的聚合物和至少一种多孔金属有机骨架材料；涉及制备这种成型体的方法；涉及包含至少一种断裂伸长率>30％的聚合物和至少一种多孔金属有机骨架材料的组合物(Z1)用于制备薄膜(film)、膜(membrane)或层压制品的用途，根据DIN53122，所述薄膜、膜或层压制品的水蒸气渗透性在38℃/90％相对湿度下基于10μm的膜厚为大于1000g/(m2*d)。现有技术公开了聚合物膜的性质可通过合适的添加剂例如无机材料来改变。现有技术还公开了也可使用金属有机骨架材料以改变聚合物组合物的性质。金属有机骨架材料原则上由现有技术已知，例如由DE10111230A或EP790253A已知，并且尤其被推荐用于气体清洁或气体存储。例如，WO2007/144324记载了从含甲烷的气体混合物中耗尽或除去甲烷的方法，该方法主要基于吸附-解吸过程。金属有机骨架材料也被认为是用于各种不同有机反应类型的固态催化剂。例如，WO2003/101975公开了作为用于有机化合物的环氧化的催化剂的用途。此外，例如，WO2009/056184A1公开了一种包含金属有机骨架材料的吸着过滤材料，尤其是吸附过滤材料，其适用于制备保护材料和用于制备过滤器和过滤材料。WO2011/081779A2涉及通过将具有高表面积的金属有机骨架材料分散在聚合物基质中而制备的混合基质膜。同样公开了这些混合基质膜用于气体分离应用例如从天然气中除去CO2的用途。US7,637,983B1也公开了这种混合膜。各种应用需要一方面具有高水蒸气渗透性另一方面防水的材料。用于此类应用的已知材料是Gore-材料。Gore-由拉伸(膨胀)的聚四氟乙烯(PTFE)组成的微孔膜构成，它是防水的，但可透过水蒸气，因此透气。缺点是，Gore由于其结构而相对较硬，并且其处理被认为是有问题的，如同所有包含卤代烃的材料的情况。因此，本专利技术的一个目的是提供材料或成型体，其不仅具有良好的水蒸气渗透性，而且还足够程度地防水。本专利技术的另一个目的是提供这类材料，其可额外廉价获得并且避免使用可以被归类为关注材料的材料。更具体地，本专利技术的一个目的是提供可用作涂层或膜的成型体。在本专利技术的情况下，该目的通过包含组合物(Z1)的成型体来实现，所述组合物包含至少以下组分：(i)至少一种断裂伸长率>30％的聚合物，和(ii)至少一种多孔金属有机骨架材料。本专利技术进一步涉及组合物(Z1)，所述组合物包含至少以下组分：(i)至少一种断裂伸长率>30％的聚合物，和(ii)至少一种多孔金属有机骨架材料。另一方面，本专利技术还涉及制备成型体的方法，包括以下步骤(a)提供组合物(Z1)，所述组合物包含至少以下组分：(i)至少一种断裂伸长率>30％的聚合物，和(ii)至少一种多孔金属有机骨架材料；(b)通过挤出、注射成型、铸造、吹塑或烧结的方法或层压方法由组合物(Z1)制备成型体。出乎意料地，已经发现，将金属有机骨架材料添加至通常疏水性的且水蒸气不可渗透性的聚合物中提供了虽然保持了水密性但也具有显著升高的水蒸气渗透性的材料。根据本专利技术，组合物(Z1)包含至少一种断裂伸长率>30％的聚合物和至少一种多孔金属有机骨架材料。除非另有说明，在本专利技术的情况下，断裂伸长率根据ISO527-1确定。在本专利技术的情况下，组合物(Z1)可包含聚合物化学中常用的其他添加剂，例如加工助剂、增塑剂、稳定剂或染料。合适的化合物本身是本领域技术人员已知的，并且例如已知于R.和H.Müller的手册“Kunststoffadditive”[塑料添加剂(PlasticsAdditives)],HanstVerlag1990中。原则上，在本专利技术的情况下，合适的金属有机骨架材料是所有具有合适孔径和与所用聚合物的足够的相容性的那些。在本专利技术的情况下，组合物(Z1)还可包含两种或更多种金属有机骨架材料。金属有机骨架材料(也称为MOF)是由金属节点和作为节点之间的连接元素(element)的有机分子形成的微孔结晶材料。可以形成三维网络，其根据接头(linker)包含不同尺寸的孔。MOF因高的内表面积、高的结晶度和明确的孔径而引人注意。孔径可以通过有机配体的大小来固定。由于它们的有机成分，它们对聚合物具有良好的可掺入性(incorporatability)。对于属于多孔金属有机骨架化合物类别的材料，除了缩写MOF之外，还有众多的缩写名称，如IRMOF(＝类网状金属有机骨架(IsoReticularMetal-OrganicFramework))、HKUST(＝香港科技大学(HongKongUniversityofScience&Technology))、MIL(＝拉瓦锡研究所的材料(Matériauxdel'InstitutLavoisier))、ZIF(＝沸石咪唑酯骨架(ZeoliticImidazolateFrameworks))、COF(＝共价有机骨架(CovalentOrganicFrameworks))、BAF(＝BergAkademieFreibergFramework)、MFU(＝金属有机框架乌尔姆大学(Metal-OrganicFrameworkUlmUniversity))或TOF(＝钍有机骨架(ThoriumOrganicFramework))。在本专利技术的情况下合适的金属有机骨架材料包含至少一种与至少一种金属离子配位结合的至少二齿有机化合物。根据本专利技术，合适的金属有机骨架材料包含孔，尤其是微孔和/或中孔。在每种情况下根据PureAppliedChem.45，第71页/第79页(1976)中的规定的定义，微孔定义为直径为2nm或更小的那些，中孔由2至50nm的直径定义。微孔和/或中孔的存在可借助于吸着测量来验证，并且这些测量根据DIN66131和/或DIN66134确定在77开尔文下MOF对于氮气的吸收能力。优选地，对于粉末形式的MOF，由Langmuir模型(DIN66131、66134)计算的比表面积大于5m2/g，更优选大于10m2/g，更优选大于50m2/g，甚至更优选大于500m2/g，甚至更优选大于1000m2/g，尤其优选大于1500m2/g。成型MOF体可具有较低的活性表面积，但优选大于10m2/g，更优选大于50m2/g，甚至更优选大于500m2/g，尤其优选大于1000m2/g。金属组分优选选自元素周期表的Ia、IIa、IIIa、IVa至VIlla和Ib至VIb族。特别优选Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ro、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb和Bi。更优选Zn、Cu、Ni、Pd、Pt、Ru、Rh和Co。最优选地，选自Zn2+、Al3+和Mg2+的金属离子存在于MOF的多孔金属有机骨架材料中。因此，在进一步的实施方案中，本专利技术还涉及如上所述的成型体，其中多孔金属有机骨架材料包含作为金属的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.包含组合物(Z1)的成型体，其中所述组合物包含至少以下组分：(i)至少一种根据ISO 527‑1测定的断裂伸长率>30％的聚合物，和(ii)至少一种多孔金属有机骨架材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.15 EP 16151508.51.包含组合物(Z1)的成型体，其中所述组合物包含至少以下组分：(i)至少一种根据ISO527-1测定的断裂伸长率>30％的聚合物，和(ii)至少一种多孔金属有机骨架材料。2.根据权利要求1所述的成型体，其中多孔金属有机骨架材料的平均孔径为0.2-4nm。3.根据权利要求1或2所述的成型体，其中多孔金属有机骨架材料包含作为金属的锌、镁或铝。4.根据权利要求1至3中任一项所述的成型体，其中所述聚合物选自热塑性聚氨酯、聚酯、聚醚、聚醚酯、聚酮、聚醚砜、聚砜、聚醚酰亚胺、聚酰胺和聚烯烃。5.根据权利要求1至4中任一项所述的成型体，其中成型体是薄膜、膜或层压制品。6.根据权利要求1至5中任一项所述的成型体，其中，成型体是膜。7.根据权利要求1至6中任一项所述的成型体，其中成型体通过挤出工艺可获得或获得。8.根据权利要求5所述的成型体，其中所述薄膜、膜或层压制品的厚度为1至500μm。9.根据权利要求6至7中任一项所述的成型体，其中所述薄膜、膜或层压制品的厚度为1至500μm。10.根据权利要求1至9中任一项所述的成型体，其中多孔金属有机骨架材料在组合物(Z1)中的比例为0.1重量％至20重量％。...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·施尔泽尔，F·普里索克，L·阿诺德，J·阿利亚斯，M·韦伯，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE