[发明专利]一种高强度开孔型微孔塑料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于微孔塑料领域，具体涉及一种高强度开孔型微孔塑料及其制备方法与应用。

背景技术

微孔塑料是一种以塑料为基本部分、内部含有大量气泡空隙的多孔塑料制品。微孔塑料分为开孔型微孔塑料和闭孔型微孔塑料。过去，人们对微孔塑料的研究绝大多数是围绕着闭孔型微孔塑料进行的，与不发泡塑料相比，闭孔微孔塑料的冲击强度、韧性、疲劳寿命和强度质量比等力学物理性能有很大程度的提高，可作为结构材料使用，在建筑、航空和汽车等行业具有广阔的应用前景。

开孔型微孔塑料是指具有无数个孔径为0.01～50μm的微孔，且孔与孔之间相互连通的塑料制品。开孔微孔塑料的特点是材料中的泡孔结构是开放的,能形成复杂的通道,让小分子气体或流体通过材料流动。开孔微孔塑料可作分离富集材料、催化剂载体、药物缓释材料、过滤板材或元件、密封件、透水管、保温隔热件等，具有优异的吸收和穿透性能，还具有质轻、机械强度高、耐冲击性好的特性，可以用成型模具批量生产并且能够随意获得想要的形状，加工也很容易，可进行切削、车削等机械加工及弯曲、择接热加工，可多次重复使用，耐疲劳，可广泛应用于环保、化工、生物医学、水处理、建筑、交通运输、包装、家电、医疗器械、电池等领域。

目前，制备开孔型微孔塑料制品的工业化方法主要有相分离法、物理发泡连续挤出法、化学发泡法、热成型法、溶出法、拉伸法、射线照射法、烧结法。相分离法是利用相分离和溶剂冻析过程中单向冷却或严格的溶液脱气，产生均匀泡沫来制备开孔型微孔塑料制品。物理发泡连续挤出法是用气体或超临界流体作为发泡剂，强制溶于聚合物熔体中，并利用热力学不稳定性，使发泡剂挥发形成微孔。化学发泡成型法是在塑料成型过程中，利用化学发泡法在塑料熔体中产生气体，形成微孔，同时定型为微孔制品的方法，包括了化学发泡模压、注射、挤出、压延、浇铸等具体成型方法。热成型法是一种把泡孔成核和增长与成型分段进行的方法，可实现控制热塑性微孔材料的几何形状和微孔结构。溶出法是将一定量的致孔剂与高分子物混合成型，然后在一定条件下使制品中的致孔剂逐渐被溶剂溶出，制品的内部和表面即可形成连通的气相微孔，所制备的材料孔径在0.1nm-10μm。拉伸法是对半结晶聚合物进行控制拉伸，结晶区域之间的无定型相由于变形而产生空隙，几何尺寸在20nm-50nm之间，通过控制拉伸的程度可以控制微孔的尺寸。射线照射法是首先利用核反应堆产生的带电粒子照射薄膜基材，带电粒子则可穿透薄膜留下痕迹，照射后的薄膜在化学试剂中腐蚀，微孔被进一步扩大得到所要求孔径的开孔型超微膜，这种方法得到的超微膜孔径范围在0.1-8.0μm。烧结法是将粉末状树脂首先预压为一定形状的型坯，然后在加热的情况下，粒子接触表面的熔解而成型为开孔型多孔体；也有利用高分子粒子表面上官能团的化学反应和粒子之间的熔解两种作用来制作开孔型微孔材料。

以上制备开孔型微孔塑料制品的方法存在以下缺陷：（1）塑料力学强度低。溶出法、拉伸法、射线照射法制备的开孔型微孔塑料主要是软质薄型产品，制备硬质或厚壁制品或模具时，这些制备方法远达不到要求。相分离法、物理发泡连续挤出法、化学发泡法、热成型法是通过气体作用而形成孔结构，气体的膨胀性控制限制了材料的力学强度。（2）工艺复杂，流程长。（3）微孔直径和开孔率难以控制。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种高强度开孔型微孔塑料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法得到的高强度开孔型微孔塑料。

本发明的再一目的在于提供上述制备方法得到的高强度开孔型微孔塑料的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种高强度开孔型微孔塑料的制备方法，包括如下步骤：将以下组分于1～15℃下3分钟内混合均匀得到混合液，然后将混合液3分钟内加入模具中固化，得到所述高强度开孔型微孔塑料；

其中，以上各组份共计100wt%。

优选的，所述固化过程是指在5～50℃固化；或者是先在5～15℃预固化0.5～3h，再于30～50℃固化。

优选的，所述乙烯基单体为甲基丙烯酸甲酯；或者为甲基丙烯酸甲酯，与苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸二缩乙二醇酯、甲基丙烯酸聚乙二醇酯、丙烯酸二缩乙二醇酯、丙烯酸聚乙二醇酯、甲基丙烯酸聚丙二醇酯和丙烯酸聚丙二醇酯中的至少一种的混合。