[发明专利]纳米多孔聚合物泡沫材料作为过滤材料的用途

说明书

发明领域

本发明涉及特定的纳米多孔(nanoporous)聚合物泡沫材料作为过滤材料的用途。

背景技术

聚合物型环氧树脂早已为人们所知。通常通过聚环氧化物和固化剂的反应来制备聚合物型环氧树脂，其中聚环氧化物平均每分子含有至少两个端基环氧基团或侧链环氧基团，固化剂更具体为包括二元胺或多元胺的胺固化剂。这样的聚合物型环氧树脂可以用于不同的领域，主要用作漆和涂覆物质(施用于基材上的涂层)。

在EP-A-1,518,875中描述了一种用于水基环氧树脂体系的特殊固化剂，这种固化剂由含有下列化合物的混合物反应生成中间体并且由该中间体进一步与多元胺反应而制成，其中该混合物含有下述化合物：(a)至少一种选自环氧化聚环氧乙烷、环氧化聚环氧丙烷和聚环氧乙烷-环氧丙烷的环氧化聚环氧烷烃；(b)至少一种选自双酚A环氧化物和双酚F环氧化物的环氧化芳香族羟基化合物；以及(c)至少一种选自双酚A和双酚F的芳香族羟基化合物。在该专利中还公开了这些固化剂用于制造透明漆以及涂覆物质(施用于基材上的涂层，例如作为地板的涂层)的用途。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合作为过滤材料的材料。这类过滤材料应该因机械强度高以及对有机溶剂的耐化学性好而出色。本发明的另一个目的是所提供的过滤材料应当适用于分离纳米颗粒形式的聚合物分散体。

本发明提供纳米多孔聚合物泡沫材料作为过滤材料的用途，其中纳米多孔聚合物泡沫材料是由一种或多种环氧树脂(E)和两性环氧树脂固化剂(H)在水中以相转化聚合(PIP)方式发生反应而制成的。

纳米多孔聚合物泡沫材料是具有内部空腔的聚合物。这类聚合物具有海绵状结构，且既含有大孔也含有微孔，其中以微孔为主，微孔的平均截面范围为10～500nm、特别为10～100nm。

本发明要使用的纳米多孔聚合物泡沫材料除了非常适合作为过滤材料之外，还因为其在机械强度高和耐化学性良好的同时具有低导热系数而出色。这使得这种过滤材料在要求承受机械负荷或者暴露于化学试剂的情况中也受到关注。上述情况有，例如：需要在高压下进行的过滤操作；或者用于化学工业的分离操作；或者用于分析的目的，例如作为色谱中的固定相。尤其是在后者中，特别关注的是耐溶剂性好的固化环氧聚合物基体。此外，本发明的聚合物泡沫材料特别适合用于分离纳米颗粒形式的聚合物分散体。

环氧树脂(E)

环氧化合物(E)是指平均每分子含有至少两个端基环氧基团或侧链环氧基团的聚环氧化物。在本文中，这些环氧化合物可以是饱和的或不饱和的，可以为脂肪族的、脂环族的、芳香族的或杂环的，也可以含有羟基。这些环氧化合物还可以进一步含有在混合条件和反应条件下不引起干扰性副反应的取代基，例如烷基或芳基取代基、醚部分(Ethergruppierungen)等。

这些环氧化合物优选为基于多元醇类(优选为二元醇类)、酚类、酚类的氢化产物和/或酚醛清漆(即在酸性催化剂存在下一元或多元酚与醛类、特别是甲醛发生反应的产物)的多缩水甘油醚。

这些环氧化合物的环氧当量优选为85～3200，更优选为170～830。物质的环氧当量定义为该物质含有1mol环氧环时的重量(g)。

多元酚优选选自下列化合物：树脂酚、氢醌、2，2-双(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)、二羟基二苯基甲烷的异构体混合物(双酚F)、四溴双酚A、4，4’-二羟基二苯基环己烷、4，4’-二羟基-3，3-二甲基二苯基丙烷、4，4’-二羟基联苯、4，4’-二羟基二苯甲酮(4，4’-dihydroxybenzophenol)、1，1-双(4-羟基苯基)乙烷、1，1-双(4-羟基苯基)异丁烷、双(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)砜等，以及上述这些化合物的氯化产物和溴化产物；其中特别优选双酚A。

多元醇的多缩水甘油醚也适合作为化合物(E)。其中，多元醇的实例包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、1，2-丙二醇、聚氧化丙二醇类(n＝1～20)、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2，6-己三醇、甘油、异山梨糖醇苷、以及2，2-双(4-羟基环己基)丙烷。