一种泡沫微孔材料的制备方法

1.本发明涉及微孔材料技术领域，具体涉及一种泡沫微孔材料的制备方法。


背景技术：

2.泡沫微孔材料具有良好的机械强度、优良的化学稳定性及其耐酸碱、易于修饰改性的优点，是一类非常好的多功能产品。近年来，泡沫微孔材料在生物医药、环境、催化剂、功能材料等众多领域都得到了广泛的应用，如药物缓控释载体、生物分离微球介质、临床检测用微球试剂等。这些高附加价值的应用要求微球粒径均一、可控，且制备重复性好，否则会严重影响应用效果。目前仅有的几种泡沫微孔材料制备技术也很难实现微球的结构控制。因此，急需开发性能优异的粒径和结构都可控的，批次重复性好的泡沫微孔材料产品及其制备技术，并且现有的泡沫微孔材料的稳定性较差，干燥后泡孔易塌陷，孔隙度较低，影响其加工及应用性能。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种泡沫微孔材料的制备方法，能够控制泡沫微孔材料的孔径和稳定性。本发明采用的技术方案是：
4.一种泡沫微孔材料的制备方法，其中：包括以下步骤：
5.s1.将2
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6份的表面活性剂、1
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3份泡沫稳定剂加入到5
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10份去离子水中配制成均相的水溶液作为水相；将20
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30份化学单体、4
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8份引发剂及40
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60份n
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甲基吡咯烷酮配制成均相的油溶液作为油相；将水相与油相迅速混合后通过均质乳化、搅拌或超声方法制备得到w/o型预乳液；
6.s2.在0.5
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2mpa压力下将所述预乳液迅速通过微孔膜的孔径得到粒径均一的w/o型乳液；
7.s3.将制备的w/o型乳液固化，并进行过滤、洗涤和干燥处理，最终得到泡沫微孔材料。
8.优选的是，所述的泡沫微孔材料的制备方法，其中：所述步骤s1表面活性剂为月桂酰基谷氨酸、鲸蜡硬脂基葡糖苷和椰油酰二乙醇酰胺的一种或多种。
9.优选的是，所述的泡沫微孔材料的制备方法，其中：所述步骤s1泡沫稳定剂包括20～25wt％脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐、35～40wt％聚醚改性硅油和35～45wt％聚氧乙烯
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聚氧丙烯共聚物。
10.优选的是，所述的泡沫微孔材料的制备方法，其中：所述步骤s1化学单体为苯乙烯、乙基苯乙烯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异辛酯或丙烯酸异丁酯的一种或多种。
11.优选的是，所述的泡沫微孔材料的制备方法，其中：所述步骤s1引发剂包括15～20wt％过氧化苯甲酸叔丁酯、30～35wt％过氧化二碳酸二环己酯、25～30wt％叔丁基过氧化氢和15～30wt％异丙苯过氧化氢。
12.优选的是，所述的泡沫微孔材料的制备方法，其中：所述步骤s2微孔膜的孔径为60
‑
80μm。
13.优选的是，所述的泡沫微孔材料的制备方法，其中：所述步骤s3固化温度为120
‑
160℃，固化反应时间为8
‑
16h。
14.优选的是，所述的泡沫微孔材料的制备方法，其中：所述步骤s3干燥温度为60
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80℃，干燥时间为15
‑
20h。
15.优选的是，所述的泡沫微孔材料的制备方法，其中：所述步骤s1还包括将1
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20份单壁碳纳米管和3
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6份氧化石墨烯加入到水相中。
16.本发明的优点：
17.(1)本发明的泡沫微孔材料的制备方法，泡沫微孔材料平均粒径可控，泡孔结构规整。
18.(2)本发明的泡沫微孔材料的制备方法，通过将脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐、聚醚改性硅油和聚氧乙烯
‑
聚氧丙烯共聚物协同作为泡沫稳定剂，使得泡沫微孔材料的气孔细密均匀，防止泡沫塌陷，以过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二碳酸二环己酯、叔丁基过氧化氢和异丙苯过氧化氢协同作为引发剂，高效引发聚合，产生高线型和高分子质量聚合物。
具体实施方式
19.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
20.实施例1
21.一种泡沫微孔材料的制备方法，其中：包括以下步骤：
22.s1.将2份的表面活性剂、1份泡沫稳定剂、1份单壁碳纳米管和3份氧化石墨烯加入到5份去离子水中配制成均相的水溶液作为水相；将20份化学单体、4份引发剂及n
‑
甲基吡咯烷酮40份配制成均相的油溶液作为油相；将水相与油相迅速混合后通过均质乳化、搅拌或超声方法制备得到w/o型预乳液；表面活性剂为月桂酰基谷氨酸、鲸蜡硬脂基葡糖苷，质量比为1:1；泡沫稳定剂包括20wt％脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐、35wt％聚醚改性硅油和45wt％聚氧乙烯
‑
聚氧丙烯共聚物；化学单体为苯乙烯；引发剂包括15wt％过氧化苯甲酸叔丁酯，30wt％过氧化二碳酸二环己酯，30wt％叔丁基过氧化氢和25wt％异丙苯过氧化氢；
23.s2.在0.5mpa压力下将所述预乳液迅速通过60
‑
80μm微孔膜的孔径得到粒径均一的w/o型乳液；
24.s3.将制备的w/o型乳液固化，固化温度为120℃，固化反应时间为8h，并进行过滤、洗涤和干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为20h，最终得到泡沫微孔材料。
25.实施例2
26.一种泡沫微孔材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
27.s1.将5份的表面活性剂、2份泡沫稳定剂、5份单壁碳纳米管和5份氧化石墨烯加入到水相中加入到7份去离子水中配制成均相的水溶液作为水相；将25份化学单体、5份引发剂及n
‑
甲基吡咯烷酮50份配制成均相的油溶液作为油相；将水相与油相迅速混合后通过均质乳化、搅拌或超声方法制备得到w/o型预乳液；表面活性剂为椰油酰二乙醇酰胺；泡沫稳定剂包括22wt％脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐、37wt％聚醚改性硅油和41wt％聚氧乙烯
‑
聚氧丙烯共聚物；化学单体为乙基苯乙烯；引发剂包括18wt％过氧化苯甲酸叔丁酯，32wt％
过氧化二碳酸二环己酯，28wt％叔丁基过氧化氢和22wt％异丙苯过氧化氢；
28.s2.在1mpa压力下将所述预乳液迅速通过70μm微孔膜的孔径得到粒径均一的w/o型乳液；
29.s3.将制备的w/o型乳液固化，固化温度为140℃，固化反应时间为10h，并进行过滤、洗涤和干燥处理，干燥温度为70℃，干燥时间为18h，最终得到泡沫微孔材料。
30.实施例3
31.一种泡沫微孔材料的制备方法，其中：包括以下步骤：
32.s1.将6份的表面活性剂、3份泡沫稳定剂、20份单壁碳纳米管和6份氧化石墨烯加入到10份去离子水中配制成均相的水溶液作为水相；将30份化学单体、8份引发剂及n
‑
甲基吡咯烷酮60份配制成均相的油溶液作为油相；将水相与油相迅速混合后通过均质乳化、搅拌或超声方法制备得到w/o型预乳液；表面活性剂为鲸蜡硬脂基葡糖苷和椰油酰二乙醇酰胺，质量比为1:1，泡沫稳定剂包括25wt％脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐、40wt％聚醚改性硅油和35wt％聚氧乙烯
‑
聚氧丙烯共聚物；化学单体为丙烯酸异辛酯，引发剂包括：20wt％过氧化苯甲酸叔丁酯，35wt％过氧化二碳酸二环己酯，30wt％叔丁基过氧化氢和15wt％异丙苯过氧化氢；
33.s2.在2mpa压力下将所述预乳液迅速通过80μm微孔膜的孔径得到粒径均一的w/o型乳液；
34.s3.将制备的w/o型乳液固化，固化温度为160℃，固化反应时间为8h，并进行过滤、洗涤和干燥处理，干燥温度为80℃，干燥时间为15h，最终得到泡沫微孔材料。
35.对比例1
36.一种泡沫微孔材料的制备方法，其中：包括以下步骤：
37.s1.将2份的表面活性剂、1份泡沫稳定剂、1份单壁碳纳米管和3份氧化石墨烯加入到5份去离子水中配制成均相的水溶液作为水相；将20份化学单体、4份引发剂及n
‑
甲基吡咯烷酮40份配制成均相的油溶液作为油相；将水相与油相迅速混合后通过均质乳化、搅拌或超声方法制备得到w/o型预乳液；表面活性剂为月桂酰基谷氨酸、鲸蜡硬脂基葡糖苷，质量比为1:1；泡沫稳定剂包括65％脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐、35wt％聚醚改性硅油；学单体为苯乙烯；引发剂包括：15wt％过氧化苯甲酸叔丁酯，30wt％过氧化二碳酸二环己酯，30wt％叔丁基过氧化氢和25wt％异丙苯过氧化氢；
38.s2.在0.5mpa压力下将所述预乳液迅速通过60
‑
80μm微孔膜的孔径得到粒径均一的w/o型乳液；
39.s3.将制备的w/o型乳液固化，固化温度为120℃，固化反应时间为8h，并进行过滤、洗涤和干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为20h，最终得到泡沫微孔材料。
40.对比例2
41.一种泡沫微孔材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
42.s1.将5份的表面活性剂、2份泡沫稳定剂、5份单壁碳纳米管和5份氧化石墨烯加入到水相中加入到7份去离子水中配制成均相的水溶液作为水相；将25份化学单体、5份引发剂及n
‑
甲基吡咯烷酮50份配制成均相的油溶液作为油相；将水相与油相迅速混合后通过均质乳化、搅拌或超声方法制备得到w/o型预乳液；表面活性剂为椰油酰二乙醇酰胺；泡沫稳定剂包括22wt％脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐、37wt％聚醚改性硅油和41wt％聚氧乙烯
‑
聚氧丙烯共聚物；化学单体为乙基苯乙烯；引发剂包括：40％过氧化苯甲酸叔丁酯，32wt％过氧化二碳酸二环己酯，28wt％叔丁基过氧化氢；
43.s2.在1mpa压力下将所述预乳液迅速通过70μm微孔膜的孔径得到粒径均一的w/o型乳液；
44.s3.将制备的w/o型乳液固化，固化温度为140℃，固化反应时间为10h，并进行过滤、洗涤和干燥处理，干燥温度为70℃，干燥时间为18h，最终得到泡沫微孔材料。
45.对比例3
46.一种泡沫微孔材料的制备方法，其中：包括以下步骤：
47.s1.将6份的表面活性剂、3份泡沫稳定剂和6份氧化石墨烯加入到10份去离子水中配制成均相的水溶液作为水相；将30份化学单体、8份引发剂及n
‑
甲基吡咯烷酮60份配制成均相的油溶液作为油相；将水相与油相迅速混合后通过均质乳化、搅拌或超声方法制备得到w/o型预乳液；表面活性剂为鲸蜡硬脂基葡糖苷和椰油酰二乙醇酰胺，质量比为1:1，泡沫稳定剂包括25wt％脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐、40wt％聚醚改性硅油和35wt％聚氧乙烯
‑
聚氧丙烯共聚物；化学单体为丙烯酸异辛酯，引发剂包括：20wt％过氧化苯甲酸叔丁酯，35wt％过氧化二碳酸二环己酯，30wt％叔丁基过氧化氢和15wt％异丙苯过氧化氢；
48.s2.在2mpa压力下将所述预乳液迅速通过80μm微孔膜的孔径得到粒径均一的w/o型乳液；
49.s3.将制备的w/o型乳液固化，固化温度为160℃，固化反应时间为8h，并进行过滤、洗涤和干燥处理，干燥温度为80℃，干燥时间为15h，最终得到泡沫微孔材料。
50.对比例4
51.一种泡沫微孔材料的制备方法，其中：包括以下步骤：
52.s1.将6份的表面活性剂、3份泡沫稳定剂、20份单壁碳纳米管加入到10份去离子水中配制成均相的水溶液作为水相；将30份化学单体、8份引发剂及n
‑
甲基吡咯烷酮60份配制成均相的油溶液作为油相；将水相与油相迅速混合后通过均质乳化、搅拌或超声方法制备得到w/o型预乳液；表面活性剂为鲸蜡硬脂基葡糖苷和椰油酰二乙醇酰胺，质量比为1:1，泡沫稳定剂包括25wt％脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐、40wt％聚醚改性硅油和35wt％聚氧乙烯
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聚氧丙烯共聚物；化学单体为丙烯酸异辛酯，引发剂包括：20wt％过氧化苯甲酸叔丁酯，35wt％过氧化二碳酸二环己酯，30wt％叔丁基过氧化氢和15wt％异丙苯过氧化氢；
53.s2.在2mpa压力下将所述预乳液迅速通过80μm微孔膜的孔径得到粒径均一的w/o型乳液；
54.s3.将制备的w/o型乳液固化，固化温度为160℃，固化反应时间为8h，并进行过滤、洗涤和干燥处理，干燥温度为80℃，干燥时间为15h，最终得到泡沫微孔材料。
55.下面列出实施例和对比例的性能测试结果，结果如表1
56.表1
[0057][0058]
将实施例1
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3与对比例1
‑
4比较可以看出，本发明的制备方法制得的泡沫微孔材料平均粒径可控，泡孔结构规整。
[0059]
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。