一種環(huán)保透氣多孔材料及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于發(fā)泡材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種環(huán)保透氣多孔材料，包括以下成分：固化劑3-8份，功能性材料1-7份，固體造孔劑2-5份，可分解固體膠水0-2份；本發(fā)明還提供了一種環(huán)保透氣多孔材料的制備方法。本發(fā)明的有益效果在于材料中孔的大小控制比較簡(jiǎn)單，通過(guò)控制固體造孔劑的尺寸和形狀即可得到理想的大小孔及毛細(xì)介孔，材料大小孔的連通性好，更易于材料性能的發(fā)揮。
【專利說(shuō)明】一種環(huán)保透氣多孔材料及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)泡材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種環(huán)保透氣多孔材料及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)泡材料是一種應(yīng)用廣泛的多孔結(jié)構(gòu)材料，廣泛應(yīng)用于與我們息息相關(guān)的各個(gè)行業(yè)，多年來(lái)國(guó)內(nèi)發(fā)泡材料以20%的速度發(fā)展，產(chǎn)量和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)張。近年來(lái)由于環(huán)境污染，發(fā)泡材料在空氣過(guò)濾和水過(guò)濾等流體過(guò)濾領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。另外在聲波過(guò)濾領(lǐng)域，近年來(lái)發(fā)泡材料應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。
[0003]市場(chǎng)上現(xiàn)有的發(fā)泡材料多為均衡發(fā)泡，如海綿、發(fā)泡水泥等，這些發(fā)泡材料一般通過(guò)比較單純的物理方法或化學(xué)方法獲得，要求發(fā)泡孔徑大小均勻，分布均衡，應(yīng)用領(lǐng)域要求也相對(duì)比較簡(jiǎn)單。上述方法針對(duì)材料內(nèi)部孔徑尺寸的控制主要靠溫度，材料配比，壓力及引力等條件綜合精確控制，制程相對(duì)復(fù)雜。普通的流體過(guò)濾性材料如活性炭等也一般采用濾網(wǎng)式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)原因，材料的比表面積較小，材料的吸附過(guò)濾性能也不能充分發(fā)揮。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種比表面積大、對(duì)材料內(nèi)部孔徑尺寸的控制簡(jiǎn)單的環(huán)保透氣多孔材料，包括以下成分:
[0005]固化劑3-8份，功能性材料1-7份，固體造孔劑2-5份，可分解固體膠水0_2份。
[0006]優(yōu)選的，環(huán)保透氣多孔材料包括以下成分:
[0007]固化劑4-8份，功能性材料2-7份，固體造孔劑3-5份，可分解固體膠水0_2份。
[0008]優(yōu)選的，所述固體造孔劑為常溫下是固態(tài)，升溫后能夠完全分解并產(chǎn)生氣體的材料，進(jìn)一步的如ABS、PP、PE、PET、PA、木質(zhì)素、羧甲基纖維素鈉(CMC)或碳粉中的一種或多種；固體造孔劑的尺寸和形狀由目標(biāo)產(chǎn)物需要的內(nèi)部孔徑尺寸決定。
[0009]優(yōu)選的，所述固化劑為黏土、石灰或其混合物。
[0010]優(yōu)選的，所述功能性材料包括氧化鋁、氧化鈦、氧化鎳、不銹鋼、永磁或分子篩中的一種或多種；
[0011]優(yōu)選的，所述可分解固體膠水為聚酯膠水。
[0012]本發(fā)明的另一目的在于提供一種環(huán)保透氣多孔材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟:
[0013]⑴拌料
[0014]A.將各原料按比例稱量好，將固化劑和功能性材料加入攪拌器，攪拌均勻；
[0015]B.加入其他原料，攪拌15?60分鐘使成均勻粉料；
[0016]C.在混合均勻的原料上加入相當(dāng)于固體原料質(zhì)量15%?50%的溶劑至流體狀；
[0017]⑵成型
[0018]用模具將混合好的原料冷壓或注射成所需形狀使成半成品；
[0019]⑶烘干
[0020]將成型后的半成品在50_100°C下烘干I?3小時(shí)；
[0021](4)燒結(jié)
[0022]將烘干后的半成品燒結(jié)為成品:
[0023]A.200?400°C下加熱0.5?3小時(shí)，使材料中固體造孔劑成分升華分解；
[0024]B.調(diào)整溫度至400?800°C，加熱I?4小時(shí)，使其余可分解物加熱分解；
[0025]C.調(diào)整溫度至800 V?1500 V，保持5分鐘以上，使產(chǎn)品固化。
[0026]優(yōu)選的，所述溶劑為乙醇或水。
[0027]本發(fā)明與傳統(tǒng)發(fā)泡技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0028]A.材料中孔的大小控制比較簡(jiǎn)單，通過(guò)控制固體造孔劑的尺寸和形狀即可得到理想的大小孔尺寸和形狀；傳統(tǒng)方法控制孔的大小一般通過(guò)材料配比，精確的溫度和時(shí)間進(jìn)行控制，產(chǎn)品實(shí)際造孔效果受外界影響較大，所需控制參數(shù)精確度要求較高，制作更加復(fù)雜。
[0029]B.本發(fā)明材料中孔的數(shù)量可以進(jìn)行簡(jiǎn)單控制，通過(guò)原料各成分的重量比例即可進(jìn)行精確控制，易于操作。
[0030]C.材料大小孔的連通性好，更易于材料性能的發(fā)揮。
[0031]D.生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單，溫度控制要求較低，易于控制產(chǎn)品的參數(shù)，精確度與質(zhì)量。

【具體實(shí)施方式】
[0032]實(shí)施例1
[0033]稱取石灰(200?500目)I份，黏土(200?500目)5份，活性氧化鋁(200?500目)2份，分子篩(500目?1300目)I份，ABS大顆粒(0.2?0.3mm) 1.5份PET小顆粒(0.1?0.2mm) 1.5份和PEG膠水I份，將固化劑和功能性材料加入攪拌器，攪拌30分鐘，使攪拌均勻；加入其他原料，攪拌30分鐘使成均勻粉料，在混合均勻的原料上用加入固體原料總質(zhì)量15%的乙醇。
[0034]用模具將混合好的原料冷壓成所需形狀使成半成品；將成型后的半成品用托盤(pán)放入烘箱或烘道將產(chǎn)品完全烘干，溫度80°C，時(shí)間2小時(shí)；
[0035]將烘干后的半成品燒結(jié)為成品:
[0036]A.使材料中固體造孔劑成分升華分解;溫度為330°C，加熱1.5小時(shí)；
[0037]B.調(diào)整溫度，使剩余物加熱完全分解；溫度為600°C，加熱3小時(shí)；
[0038]C.調(diào)整溫度至1000°C，保持5分鐘以上，使產(chǎn)品固化。
[0039]此配比的成品材料中孔的體積約占40%，按I立方厘米計(jì)算，大孔(按平均直徑0.25mm計(jì)算)數(shù)量約25?35個(gè)，小孔(按平均直徑0.15mm計(jì)算)數(shù)量約150?200個(gè)，材料總的比表面積約80?120m2/g。
[0040]實(shí)施例2
[0041]稱取石灰(200?500目)I份，黏土(200?500目)6份，活性氧化鈦(200?500目)I份，分子篩(500目?1300目)2份，ABS大顆粒(0.2?0.3mm) 1.5份，ABS小顆粒(0.1?0.2mm) 1.5份和PEG膠水I份，將固化劑和功能性材料加入攪拌器，攪拌30分鐘，使攪拌均勻；加入其他原料，攪拌30分鐘使成均勻粉料，在混合均勻的原料上用加入固體質(zhì)量20%的水；
[0042]用模具將混合好的原料冷壓成所需形狀使成半成品；將成型后的半成品用托盤(pán)放入烘箱或烘道將產(chǎn)品完全烘干，溫度80°C，時(shí)間2小時(shí)；
[0043]將烘干后的半成品燒結(jié)為成品:
[0044]A.使材料中固體造孔劑成分升華分解;溫度為350°C，加熱1.5小時(shí)；
[0045]B.調(diào)整溫度，使剩余物加熱完全分解；溫度為500°C，加熱2.5小時(shí)；
[0046]C.調(diào)整溫度至1050°C，保持5分鐘以上，使產(chǎn)品固化。
[0047]此配比的成品材料中孔的體積約占40%，按I立方厘米計(jì)算，大孔(按平均直徑0.25mm計(jì)算)數(shù)量約25?35個(gè)，小孔(按平均直徑0.15mm計(jì)算)數(shù)量約150?200個(gè)，材料總的比表面積約130?170m2/g。
[0048]實(shí)施例3
[0049]稱取石灰(200?500目)I份，黏土 5份(200?500目)，氧化鎳(200?500目)2份，分子篩2份(500目?1300目)，ABS大顆粒(0.2?0.3mm) 2份，PE小顆粒(0.1?0.2mm) 2份和PEG膠水I份，將固化劑和功能性材料加入攪拌器，攪拌30分鐘，使攪拌均勻；加入其他原料，攪拌30分鐘使成均勻粉料，在混合均勻的原料上加入固體原料總質(zhì)量20%的乙醇.；
[0050]用模具將混合好的原料冷壓成所需形狀使成半成品；將成型后的半成品用托盤(pán)放入烘箱或烘道將產(chǎn)品完全烘干，溫度80°C，時(shí)間2小時(shí)；
[0051]將烘干后的半成品燒結(jié)為成品:
[0052]A.使材料中固體造孔劑成分升華分解;溫度為400°C，加熱2小時(shí)；
[0053]B.調(diào)整溫度，使剩余物加熱完全分解；溫度為750°C，加熱1.5小時(shí)；
[0054]C.調(diào)整溫度至1000°C，保持5分鐘以上，使產(chǎn)品固化。
[0055]此配比的成品材料中孔的體積約占50%，按I立方厘米計(jì)算，大孔(按平均直徑0.25mm計(jì)算)數(shù)量約30?40個(gè)，小孔(按平均直徑0.15mm計(jì)算)數(shù)量約200?250個(gè)，材料總的比表面積約130?170m2/g。
[0056]實(shí)施例4
[0057]稱取石灰(200?500目)I份，黏土 7份(200?500目)，活性氧化鋁2份(200?500目)，PET大顆粒(0.2?0.3mm) 2份，PP小顆粒(0.1?0.2mm) 2份和PEG膠水I份，將固化劑和功能性材料加入攪拌器，攪拌30分鐘，使攪拌均勻；加入其他原料，攪拌30分鐘使成均勻粉料，在混合均勻的原料上加入固體原料總質(zhì)量20%的水；
[0058]用模具將混合好的原料冷壓成所需形狀使成半成品；將成型后的半成品用托盤(pán)放入烘箱或烘道將產(chǎn)品完全烘干，溫度100°c，時(shí)間I小時(shí)；
[0059]將烘干后的半成品燒結(jié)為成品:
[0060]A.使材料中固體造孔劑成分升華分解;溫度為400°C，加熱2.5小時(shí)；
[0061]B.調(diào)整溫度，使剩余物加熱完全分解；溫度為800°C，加熱2小時(shí)；
[0062]C.調(diào)整溫度至1150°C，保持5分鐘以上，使產(chǎn)品固化。
[0063]此配比的成品材料中孔的體積約占50%，按I立方厘米計(jì)算，大孔(按平均直徑
0.25mm計(jì)算)數(shù)量約30?40個(gè)，小孔(按平均直徑0.15mm計(jì)算)數(shù)量約200?250個(gè)；材料總的比表面積約70?110m2/g。
[0064]實(shí)施例5
[0065]稱取石灰(200?500目)I份，活性氧化鋁2份(200?500目)，黏土 5份(200?500目)，分子篩2份(500目?1300目)，PET大顆粒(0.2?0.3mm) 2份，PEG小顆粒(0.1?
0.2mm) I份，木質(zhì)素(0.1?0.2mm) 0.5份和羧甲基纖維素鈉(0.1?0.2mm) 0.5份，將固化劑和功能性材料入攪拌器，攪拌30分鐘，使攪拌均勻；加入其他原料，攪拌30分鐘使成均勻粉料，在混合均勻的原料上加入固體原料總質(zhì)量25%的水；
[0066]用模具將混合好的原料注射成所需形狀使成半成品；將成型后的半成品用托盤(pán)放入烘箱或烘道將產(chǎn)品完全烘干，溫度100°c，時(shí)間2小時(shí)；
[0067]將烘干后的半成品燒結(jié)為成品:
[0068]A.使材料中固體造孔劑成分升華分解;溫度為360°C，加熱2小時(shí)；
[0069]B.調(diào)整溫度，使剩余物加熱完全分解；溫度為600°C，加熱2.5小時(shí)；
[0070]C.調(diào)整溫度至1000°C，保持5分鐘以上，使產(chǎn)品固化。
[0071]此配比的成品材料中孔的體積約占50%，按I立方厘米計(jì)算，大孔(按平均直徑
0.25mm計(jì)算)數(shù)量約30?40個(gè)，小孔(按平均直徑0.15mm計(jì)算)數(shù)量約200?250個(gè)，材料總的比表面積約180?220m2/g。
[0072]以上顯示僅描述了本發(fā)明的主要特征和發(fā)明點(diǎn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制。在不脫離發(fā)明點(diǎn)和保護(hù)范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化，這些變化和改進(jìn)都將落入本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)保透氣多孔材料，包括以下成分: 固化劑3-8份，功能性材料1-7份，固體造孔劑2-5份，可分解固體膠水0-2份。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保透氣多孔材料，其特征在于，包括以下成分: 固化劑4-8份，功能性材料2-7份，固體造孔劑3-5份，可分解固體膠水0-2份。
3.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保透氣多孔材料，其特征在于，所述固體造孔劑為常溫下是固態(tài)，升溫后能夠完全分解并產(chǎn)生氣體的材料。
4.如權(quán)利要求3所述的環(huán)保透氣多孔材料，其特征在于，所述固體造孔劑為ABS、PP、PE、PET、PA、木質(zhì)素、羧甲基纖維素鈉或碳粉中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保透氣多孔材料，其特征在于，所述功能性材料包括氧化鋁、氧化鈦、氧化鎳、不銹鋼、永磁或分子篩中的一種或多種。
6.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保透氣多孔材料，其特征在于，所述固化劑為黏土、石灰或其混合物。
7.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保透氣多孔材料，其特征在于，所述可分解固體膠水為聚酯膠水。
8.一種制備如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的環(huán)保透氣多孔材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)拌料 A.將各原料按比例稱量好，將固化劑和功能性材料加入攪拌器，攪拌均勻； B.加入其他原料，攪拌成均勻粉料； C.在混合均勻的原料上加入相當(dāng)于固體原料質(zhì)量15%?50%的溶劑； (2)成型 用模具將混合好的原料冷壓或注射成所需形狀使成半成品； (3)烘干 將成型后的半成品在50-100°C下烘干I?3小時(shí)； (4)燒結(jié) 將烘干后的半成品燒結(jié)為成品: A.200?400°C下加熱0.5?3小時(shí)； B.調(diào)整溫度至400?800°C，加熱I?4小時(shí)； C.調(diào)整溫度至800V?1500 V，保持5分鐘以上，使產(chǎn)品固化。
9.如權(quán)利要求8所述的環(huán)保透氣多孔材料的制備方法，其特征在于，所述溶劑為乙醇或水。
【文檔編號(hào)】C04B38/06GK104311120SQ201410476144
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】潘麗君, 謝布谷 申請(qǐng)人:常州市友晟電子有限公司