一種環保透氣多孔材料及其制造方法
【專利摘要】本發明屬于發泡材料【技術領域】，具體涉及一種環保透氣多孔材料，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；本發明還提供了一種環保透氣多孔材料的制備方法。本發明的有益效果在于材料中孔的大小控制比較簡單，通過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介孔，材料大小孔的連通性好，更易于材料性能的發揮。
【專利說明】一種環保透氣多孔材料及其制造方法

【技術領域】
[0001]本發明屬于發泡材料【技術領域】，具體涉及一種環保透氣多孔材料及其制造方法。

【背景技術】
[0002]發泡材料是一種應用廣泛的多孔結構材料，廣泛應用于與我們息息相關的各個行業，多年來國內發泡材料以20%的速度發展，產量和應用領域不斷擴張。近年來由于環境污染，發泡材料在空氣過濾和水過濾等流體過濾領域越來越廣泛。另外在聲波過濾領域，近年來發泡材料應用也越來越廣泛。
[0003]市場上現有的發泡材料多為均衡發泡，如海綿、發泡水泥等，這些發泡材料一般通過比較單純的物理方法或化學方法獲得，要求發泡孔徑大小均勻，分布均衡，應用領域要求也相對比較簡單。上述方法針對材料內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，制程相對復雜。普通的流體過濾性材料如活性炭等也一般采用濾網式結構設計，因為結構原因，材料的比表面積較小，材料的吸附過濾性能也不能充分發揮。


【發明內容】

[0004]本發明的目的在于提供一種比表面積大、對材料內部孔徑尺寸的控制簡單的環保透氣多孔材料，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]優選的，環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]優選的，所述固體造孔劑為常溫下是固態，升溫后能夠完全分解并產生氣體的材料，進一步的如ABS、PP、PE、PET、PA、木質素、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產物需要的內部孔徑尺寸決定。
[0009]優選的，所述固化劑為黏土、石灰或其混合物。
[0010]優選的，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]優選的，所述可分解固體膠水為聚酯膠水。
[0012]本發明的另一目的在于提供一種環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于固體原料質量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；
[0021](4)燒結
[0022]將烘干后的半成品燒結為成品:
[0023]A.200?400°C下加熱0.5?3小時，使材料中固體造孔劑成分升華分解；
[0024]B.調整溫度至400?800°C，加熱I?4小時，使其余可分解物加熱分解；
[0025]C.調整溫度至800 V?1500 V，保持5分鐘以上，使產品固化。
[0026]優選的，所述溶劑為乙醇或水。
[0027]本發明與傳統發泡技術相比具有以下優點:
[0028]A.材料中孔的大小控制比較簡單，通過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；傳統方法控制孔的大小一般通過材料配比，精確的溫度和時間進行控制，產品實際造孔效果受外界影響較大，所需控制參數精確度要求較高，制作更加復雜。
[0029]B.本發明材料中孔的數量可以進行簡單控制，通過原料各成分的重量比例即可進行精確控制，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揮。
[0031]D.生產工藝比較簡單，溫度控制要求較低，易于控制產品的參數，精確度與質量。

【具體實施方式】
[0032]實施例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放入烘箱或烘道將產品完全烘干，溫度80°C，時間2小時；
[0035]將烘干后的半成品燒結為成品:
[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；
[0037]B.調整溫度，使剩余物加熱完全分解；溫度為600°C，加熱3小時；
[0038]C.調整溫度至1000°C，保持5分鐘以上，使產品固化。
[0039]此配比的成品材料中孔的體積約占40%，按I立方厘米計算，大孔(按平均直徑0.25mm計算)數量約25?35個，小孔(按平均直徑0.15mm計算)數量約150?200個，材料總的比表面積約80?120m2/g。
[0040]實施例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放入烘箱或烘道將產品完全烘干，溫度80°C，時間2小時；
[0043]將烘干后的半成品燒結為成品:
[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；
[0045]B.調整溫度，使剩余物加熱完全分解；溫度為500°C，加熱2.5小時；
[0046]C.調整溫度至1050°C，保持5分鐘以上，使產品固化。
[0047]此配比的成品材料中孔的體積約占40%，按I立方厘米計算，大孔(按平均直徑0.25mm計算)數量約25?35個，小孔(按平均直徑0.15mm計算)數量約150?200個，材料總的比表面積約130?170m2/g。
[0048]實施例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放入烘箱或烘道將產品完全烘干，溫度80°C，時間2小時；
[0051]將烘干后的半成品燒結為成品:
[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；
[0053]B.調整溫度，使剩余物加熱完全分解；溫度為750°C，加熱1.5小時；
[0054]C.調整溫度至1000°C，保持5分鐘以上，使產品固化。
[0055]此配比的成品材料中孔的體積約占50%，按I立方厘米計算，大孔(按平均直徑0.25mm計算)數量約30?40個，小孔(按平均直徑0.15mm計算)數量約200?250個，材料總的比表面積約130?170m2/g。
[0056]實施例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放入烘箱或烘道將產品完全烘干，溫度100°c，時間I小時；
[0059]將烘干后的半成品燒結為成品:
[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；
[0061]B.調整溫度，使剩余物加熱完全分解；溫度為800°C，加熱2小時；
[0062]C.調整溫度至1150°C，保持5分鐘以上，使產品固化。
[0063]此配比的成品材料中孔的體積約占50%，按I立方厘米計算，大孔(按平均直徑
0.25mm計算)數量約30?40個，小孔(按平均直徑0.15mm計算)數量約200?250個；材料總的比表面積約70?110m2/g。
[0064]實施例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放入烘箱或烘道將產品完全烘干，溫度100°c，時間2小時；
[0067]將烘干后的半成品燒結為成品:
[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；
[0069]B.調整溫度，使剩余物加熱完全分解；溫度為600°C，加熱2.5小時；
[0070]C.調整溫度至1000°C，保持5分鐘以上，使產品固化。
[0071]此配比的成品材料中孔的體積約占50%，按I立方厘米計算，大孔(按平均直徑
0.25mm計算)數量約30?40個，小孔(按平均直徑0.15mm計算)數量約200?250個，材料總的比表面積約180?220m2/g。
[0072]以上顯示僅描述了本發明的主要特征和發明點。本領域的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制。在不脫離發明點和保護范圍的前提下，本發明還會有各種變化，這些變化和改進都將落入本發明要求保護的范圍內。
【權利要求】
1.一種環保透氣多孔材料，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.如權利要求1所述的環保透氣多孔材料，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.如權利要求1所述的環保透氣多孔材料，其特征在于，所述固體造孔劑為常溫下是固態，升溫后能夠完全分解并產生氣體的材料。
4.如權利要求3所述的環保透氣多孔材料，其特征在于，所述固體造孔劑為ABS、PP、PE、PET、PA、木質素、羧甲基纖維素鈉或碳粉中的一種或多種。
5.如權利要求1所述的環保透氣多孔材料，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.如權利要求1所述的環保透氣多孔材料，其特征在于，所述固化劑為黏土、石灰或其混合物。
7.如權利要求1所述的環保透氣多孔材料，其特征在于，所述可分解固體膠水為聚酯膠水。
8.一種制備如權利要求1-7任一項所述的環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于固體原料質量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； (4)燒結 將烘干后的半成品燒結為成品: A.200?400°C下加熱0.5?3小時； B.調整溫度至400?800°C，加熱I?4小時； C.調整溫度至800V?1500 V，保持5分鐘以上，使產品固化。
9.如權利要求8所述的環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】C04B38/06GK104311120SQ201410476144
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月17日 優先權日:2014年9月17日
【發明者】潘麗君, 謝布谷 申請人:常州市友晟電子有限公司