充填聚合物的片状材料制造技术

根据本发明专利技术的制造方法，通过在液态吸收剂或液态吸附剂（以下统称“液态吸着剂”）的基底中加入聚合催化剂或聚合引发剂，形成会引发聚合的基底或片状材料，随后充入此液态吸着剂基底中的单体将完全接触所述聚合催化剂或聚合引发剂，从而发生完全聚合，形成包埋着的聚合物固体，而单体在接触基底之前不会发生部分聚合；其中所述基底宜为呈片状材料形式的多孔土工布。单体在与基底接触时才发生完全聚合，在包埋并联锁的聚合物固体的保持量方面，能获得最好的结果。较好的是，在将单体充入到基底之前，仅在多孔基底中加入聚合催化剂或聚合引发剂以及或可单体用的交联剂。在另一实施方式中，所述交联剂连同所述聚合催化剂或聚合引发剂包埋在基底中。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及充填了聚合物的片状材料的制造方法，具体涉及制造充填了聚 合物的片状材料的连续方法，其中包括这样一步，即将液态可聚合单体充进入 液态单体吸收剂或液态单体吸附剂基底，所述液态单体吸收剂或液态单体吸附 剂基底中包含聚合催化剂和/或聚合引发剂，用于随后的单体聚合过程，而单体 不会过早发生聚合。
技术介绍
PCT公开申请WO 00/72958Al('958)描述了一种多孔基底，如土工布衬垫， 所述土工布衬垫中包含一种聚合物，如聚丙烯酰胺和/或部分中和的聚丙烯酸 (例如聚丙烯酸和聚丙烯酸钠)，并较为适宜地包含粘土。当单体包埋在土工布 中时，所述聚合物主要在原位合成连同粘土，形成挡水材料，所述挡水材料具 有优异的低水渗透率，且活性阻挡层材料的重量显著小于'958专利技术出现之时当 时所用的土工合成衬垫中包含的活性阻挡层材料的重量。已经发现，根据WO 00/72958所述生产制品的方法得到的产品含有较高百 分数的水，使得难以将该产品使用要防止水穿透的表面上，而且使得该产品运 输的成本更高，因而使其由于土工布中活性阻挡层材料少而具有的重量小、成 本低的优点打了折扣。此外，根据WO 00/72958 Al，在连续生产过程中需将聚 合水溶液、聚合催化剂和交联剂预混合并同时充入到多孔基底中。已经发现， 只能制备少数批量的可聚合单体，或者可聚合单体在充入到多孔基底之前就开 始聚合，结果导致挡水性低，固体保持量下降。
技术实现思路
根据本专利技术介绍的生产方法，已经发现，在液体吸收剂或液体吸附剂(以下统称为"液体吸着剂")基底中，即宜为片状材料形式的多孔土工布中，直接加 入聚合催化剂或聚合引发剂，形成会引发聚合的基底或片状材料，随后再将单 体溶液充入进所述会引发聚合的基底，与其中的催化剂或聚合引发剂完全接 触，完全地发生聚合反应，形成包埋聚合物的基体，而不会发生单体在接触基 底之前就部分聚合的情况。已经发现，就包埋并联锁的聚合物固体的保持量而 言，单体在与会引发聚合的基底接触情况下发生完全聚合所获得的结果最好。 在将单体充入基底之前，宜在多孔基底中只加入聚合催化剂或聚合引发剂，或 者还加入单体用的交联剂和/或单体与形成的聚合物用的碱性中和剂。含有无聚合催化剂或聚合引发剂的可聚合单体的聚合溶液可以大批量混 合，所述大批量的聚合溶液不会在充入液态吸着剂基底之前过早发生聚合。此 外，通过使用能保留单体而含聚合催化剂或聚合引发剂的基底，聚合溶液只需 少量的载体，如水和/或有机溶剂，即可被有效地送入基底，这样，含单体的聚 合溶液就能容易地进入含催化剂或引发剂的基底中，从而使干燥时间和溶剂消 耗量最少。因此，本专利技术所述制品和方法的一个方面，是提供一种生产含有包埋聚合 物的片状材料的方法，所述包埋聚合物基本上只是在与会引发聚合的液态吸着 剂片状材料接触时才聚合而成的，其过程是将不含聚合催化剂和聚合引发剂的 聚合单体溶液包埋到会引发聚合的液态吸着剂片状材料中，使之与聚合催化剂和/或聚合引发剂接触，然后发生原位聚合。单体仅在与已经预载了用于可聚合 单体的聚合催化剂和/或聚合引发剂的片状材料接触时才发生聚合。根据本专利技术 所揭示的方法，在片状材料与可聚合单体接触之前，第一步先在片状材料或用 来制备片状材料的组分(例如纤维)中负载聚合催化剂或聚合引发剂，可以使基 底中生成的聚合物牢固地联锁起来。此外，可制备大批量的含有单体但不含用 于可聚合单体的聚合催化剂和/或聚合引发剂的聚合溶液，其中单体不会过早发生聚合。所述生产方法可用来生产其中有原位形成的聚合物的制品，所述制品结构 牢固，其中包含与所形成的聚合物交错在一起并在结构上与聚合物相连的片状 材料增强物，例如片状织物，其中所述聚合物存在于制品的所有厚度范围，即 包埋在所述片状材料的任何部分，或者在其任何截面厚度范围内，这可以通过 恰当地放置聚合催化剂或聚合引发剂在织物中，以得到含聚合物的韧性或刚性 织物材料来实现。本专利技术所述方法可用来生产各种改进的制品，包括具有聚合 物密集区的制品；至少其中一部分聚合物被一种或多种额外的或替换的组分， 如水膨胀性粘土(例如蒙脱土)所取代，含有或不含聚合物的制品；以及(或)污染 物处理材料，如沸石或亲有机物的粘土，用来处理污染物，例如水里的有机污 染物或水底材料(例如土壤)中的有机污染物；聚合物最大程度地结合在片状材 料中；在所述制品的一个或两个主表面上施涂一层或数层不透水性或透水性密 封材料，如一层可剥离材料、 一层不透水膜、或用来更好地密封所形成的制品 的粘合剂层；在所述制品的一个或两个在表面上和/或任何边缘上施涂固体或液 体胶粘剂材料或组合物，以更完整地保留在生产过程中聚合生成的几乎所有聚 合物；在生产过程中，在所述制品顶部和/或底部主表面当中、之间或之上的某 个部位插入一种或多种刚化材料，以获得各种程度的柔性或刚性的能力，所述 刚性化材料如一层玻璃纤维、绳子、卡纸、相对较有刚性的波纹材料(例如波纹 卡纸)等；在聚合反应之前、当中或之后，从结构上致密化或使被聚合物材料所 包围的纤维致密化或固定在一起的适应性，可以用任何方法，例如针剌、缝合、 绗缝、饱和键合，例如熔化相邻纤维上的聚合物涂层使其片于致密成压縮状态， 例如用粘合剂将纤维粘在一起，又例如熔化所形成的聚合物，用化学方法使纤 维结合在一起；提供一个片状材料层，其纤维具有各种尺寸和/或形状和/或但 尼尔，或者独自存在，或者是与其他纤维形成的混合物，以便在粘合到所形成 的聚合物上时获得各自的优点。在一种实施方式中，所述片状材料层或液态吸着剂基底可以是疏松的纤维 垫，所述纤维垫已经通过(例如)浸涂或喷涂与聚合催化剂和/或聚合引发剂接触 或经其预处理，然后使预处理垫与可聚合单体接触，从而使单体发生原位聚合。 在此实施方式中，可在单体的原位聚合之前、之中或之后，将所述疏松的纤维 垫致密化，以增加垫子的密度。经此致密化后，可使垫子具有足够的结构完整 性，便子运输、逆送和安装，而不会造成其中的聚合物显著损失。通过在生产 片状材料的过程中加到纤维上，原位形成的聚合物为接触纤维所包围，形成充 填了聚合物的片状材料，其中所述聚合物至少嵌入所述制品的部分厚度，位于 构成纤维直角深度的相邻平面之间。含有单体或聚合物的垫子在聚合之前、之 中或之后，可在结构上加以致密化，例如通过缝合或针刺和/或熔化使涂敷了聚 合物的纤维连接在一起。缝合或针刺可在一个主表面或两个主表面上位于隔开 的许多位置上，以提供结构良好的织物材料，所述织物材料宜在所述制品全部 厚度或只是部分厚度范围内具有均匀分散在其中的聚合物。所述单体可在疏松 垫子制品中聚合成为纤维上涂的层，所述制品通过(例如)针刺进行致密化，然 后将聚合物加热至其熔化温度(宜在取出聚合炉后趁其是热时)，此致密化步骤 就可使涂敷了聚合物的相邻纤维接触，以便聚合物与相邻纤维混杂在一起。此 时，垫子可冷却到低于聚合物熔点的温度，以便相邻的纤维与固化的聚合物熔 凝在一起。所述生产方法为形成充填有聚合物或部分充填有聚合物的织物提供了很 大的灵活性，所述织物在各种相邻或隔开的平面上，沿着成品织物的厚度方向， 在各种所需厚度范围内，均匀或部分均匀地充填了一种或多种聚合物，所述制 造方法还为改变聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
制造含有许多结构增强纤维的片状材料的方法，其中所述纤维围绕着选自吸水聚合物、吸水粘土、有机化合物吸附剂及其组合的吸水材料，所述方法包括：　　　　将可聚合单体充入到增强纤维中，使单体置于增强纤维的表面之间、之中和／或之上，形成许多载有可聚合单体的纤维；　　　　将粒状固体材料嵌入到至少一部分载有可聚合单体的纤维之间；　　　　使单体发生聚合，将接触纤维固定在位，形成的聚合物包围或包埋住载有聚合物的纤维之间的粒状固体材料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JW小达林顿，CM马特恩，MW克拉里，NA多特里奇，RW卡里克，
申请(专利权)人：安柯国际有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]