[发明专利]一种开孔型多孔聚合物材料及其制备方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。