[发明专利]多孔含氟聚合物的制备方法

说明书

公开了多孔含氟聚合物的制备方法，所述方法包括(a)提供基料，它包括10‑30重量％含氟聚合物和90‑70重量％模板材料，所述模板材料选自水溶性无机盐；(b)将所述基料混合均匀；(c)将基料加热至所述含氟聚合物的熔点，使所述含氟聚合物熔化，随后冷却至室温成型；(c)将成型后的复合材料浸泡至水中，去除模板材料，形成多孔含氟聚合物。

技术领域

本发明涉及一种多孔含氟聚合物的制备方法。用本发明方法制得的多孔含氟聚合物具有优异的耐候性能、耐腐蚀性能和阻燃性能，并具有重量轻、隔音和隔热的优点，可用作建筑物隔热、保温及隔音材料。

背景技术

随着技术进步，传统超轻材料，如发泡材料中的聚苯乙烯、聚氨酯及聚氯乙烯等，已无法满足高耐候、高耐腐蚀以及高阻燃性能的要求。特别是近几年建筑物隔热保温材料燃烧所致火灾已给社会造成了巨大的生命财产损失，对超轻材料提出了越来越严苛的要求。

虽然通过常见技术手段，如阻燃改性，可赋予隔热保温材料更好的阻燃性能，但仍无法满足人们对隔热保温材料耐火本质安全的需求。制备具有隔热保温性能的超轻塑料可通过化学发泡和物理发泡技术方法实现，但制备过程需要添加发泡剂或有机溶剂，从绿色环保可持续发展的角度考虑，传统发泡工艺仍有提升的巨大空间。

含氟聚合物具有优异的耐候、耐腐蚀和阻燃性能，在电子电器、电线电缆、化学工业、设备仪表、建筑、汽车以及航空航天等领域发挥着重要作用。含氟聚合物具有非常高的阻燃和热稳定性能，如聚偏氟乙烯(PVDF)的极限氧指数为43体积％，UL-94垂直燃烧测试通过V-0级，长期使用温度达到150℃；聚全氟乙丙烯(FEP)的极限氧指数接近95体积％，UL-94垂直燃烧测试通过V-0级，长期使用温度高达205℃。含氟聚合物已广泛应用在发达国家的高层建筑领域，如高层建筑通信线缆的绝缘和护套材料，因其具有极高的阻燃和热稳定性能，在常规条件下不燃烧，具有火灾本质安全特性。

因此，需要提供高效制备超轻含氟聚合物的方法。使用该方法可实现工业化生产，具有较强的安全性和生产连续性。制备得到的超轻含氟聚合物具有良好的阻燃隔热性能，可在建筑保温领域得到广泛应用。

宋晓聪的“聚四氟乙烯基烧结滤材的制备及性能研究”(天津科技大学硕士学位论文，2016年3月)研究了各种工艺条件对聚四氟乙烯烧结基材性能的影响。该文公开的基材制备方法包括将无水氯化钠(致孔剂)制成氯化钠饱和溶液，向溶液中加入定量的聚四氟乙烯分散树脂，最后按比例加入适量无水乙醇，搅拌，抽滤获得滤饼；随后将获得的滤饼预成型、烧结、超声波清洗以溶出氯化钠致孔剂和烘干得到聚四氟乙烯烧结滤材。该文认为，致孔剂的添加量与样品孔隙率符合正相关规律，其最大孔隙率为42.26％(氯化钠含量为30％)。采用氯化钠水溶液作为致孔剂虽然能获得所需的防水透气聚四氟乙烯材料，但是饱和水溶液的浓度限制了对聚四氟乙烯材料孔隙率的进一步提升。

模板法是一种已知的制备多孔聚合物的方法。例如，秦新新的“模板法制备多孔聚合物材料及其吸附性能的研究”(哈尔滨工业大学工学硕士论文，2014年6月)介绍了模板法制备多孔聚合物的方法，包括原材料渗透或者吸附在模板表面或者晶格间隙中，原材料聚合或者固化，和移除模板。该文具体公开了以单分散聚苯乙烯微球作为模板，采用模板法制备中空交联聚苯乙烯微球。它认为，模板法对原材料有如下特定的要求：

(i)所选择的模板表面要与所选择的原材料相容，以便于聚合骨架的形成，从而达到精确复制；

(ii)模板应该具有良好的结构，以便于通过合理选择模板来制备所需的多孔材料；和

(iii)模板的去除简单，等等。

含氟聚合物(或氟塑料)是一种有机聚合物材料，根据相似相容原理当采用模板法制备多孔含氟聚合物时通常需要使用有机化合物模板。