[发明专利]环保型多孔高分子材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种多孔高分子材料领域。

背景技术

多孔性高分子材料在多个领域均得到应用并发挥着重要作用，例如已广泛用于过滤和流体屏障应用中。当前的过滤装置通常包括壳体以及布置在贯穿壳体的流体通道上的高分子过滤介质。当流体进入壳体时，其通过该过滤介质，以将流体流中的组合物去除。此处所说的流体指的是气体、液体或其组合。过滤装置的功效取决于一些因素，包括过滤介质保持其与壳体之间充分密封以阻止流体绕开过滤介质的能力。

绕开过滤介质的流体会造成严重的问题，尤其是当过滤介质也作为所选流体(如水溶液)的屏障时。绕开过滤介质的流体可能会污染下游装置和工艺，导致设备使用不便、腐蚀和昂贵的维修。例如，吸液管(pipette)通常包括过滤或屏障介质，该过滤或屏障介质允许气体等流体通过，但会阻止能够污染吸液管(pipette)的液体通过。绕开过滤或屏障介质的流体所污染的吸液管(pipette)通常需要进行销毁或去污，以防止后续对其他溶液造成污染。

当前的多孔性高分子过滤和屏障介质的一个缺点在于，其性质坚硬，难于与壳体充分密封。当壳体和/或过滤介质具有生产或组装工艺造成的缺陷时，尤其如此。因此，在生产包含有布置于壳体中的过滤介质的过滤器时，应保持精确的公差。除了过滤介质掉出壳体或位于壳体中不正确位置外，对精确公差的要求通常导致大量产品的报废。

考虑到前述问题，需要提供既能与壳体形成充分密封以防止流体绕开，又不会受到当前过滤设备所要求的精确公差限制的过滤和屏障介质。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种既能与壳体形成充分密封以防止流体绕开，又不会受到当前过滤设备所要求的精确公差限制，并且具有优良机械性能和化学特性的环保型多孔高分子材料及其制备方法，其制备方法操作简单，投入成本低，非常适合大规模化生产。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种环保型多孔高分子材料，它由粉末状的热塑性弹性体高分子材料和粉末状的有机硅树脂烧结而成，且孔隙度为45％～75％、平均孔径为0.1～10μm；以重量份计，所述热塑性弹性体高分子材料含有下述组分：30～40份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、10～20份聚乙烯醇、5～9份竹炭纤维、4～8份动物角质化蛋白质粉、3～5份纤维状二氧化钛、2～3份抗氧剂、5～10份增塑剂和3～9份硅烷偶联剂。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明产品是先利用硅烷偶联剂将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、聚乙烯醇与改性填料通过交联、共聚等反应有机结合制成热塑性弹性体高分子材料，再与有机硅树脂烧结而成孔隙度为45％～75％、平均孔径为0.1～10μm的多孔高分子材料，具有优良的机械性能(抗冲击性能、拉伸性能、耐疲劳性、回弹性和可塑性)和化学特性(稳定性、耐腐蚀性)，绿色安全环保，既能与壳体形成充分密封以防止流体绕开，又不会受到当前过滤设备所要求的精确公差限制。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

作为本发明的一种优选实施方式，所述热塑性弹性体高分子材料和所述有机硅树脂的粒径均为1～100μm。

采用上述优选方案的有益效果是：

既可以大大降低粉碎生产的难度，节约成本，又可以使烧结工艺更加容易得到孔隙度为45％～75％、平均孔径为0.1～10μm的多孔高分子材料。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述竹炭纤维和所述纤维状二氧化钛的直径均为0.1～1μm，长度均为1～30μm。

采用上述优选方案的有益效果是：

采用接近纳米级的竹炭纤维和纤维状二氧化钛作为填料，既可以有效发挥纳米级材料的部分特殊性能，更加有效得改善苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和聚乙烯醇混合共聚物的机械性能以及耐腐蚀性，从而达到实际生产和应用的要求，又可以大大降低生产纳米级材料的难度，节约成本。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述动物角质化蛋白质粉的粒径为0.1～1μm。

采用上述优选方案的有益效果是：

采用接近纳米级的动物角质化蛋白质粉作为填料，既可以有效发挥纳米级材料的部分特殊性能，更加有效得改善苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和聚乙烯醇混合共聚物的机械性能，从而达到实际生产和应用的要求，又可以大大降低生产纳米级材料的难度，节约成本。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述动物角质化蛋白质粉采用动物的角、蹄、羽毛或毛发加工而成。

采用上述优选方案的有益效果是：