專利名稱：：納米多孔聚合物泡沫材料作為過(guò)濾材料的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及特定的納米多孔(nanoporous)聚合物泡沫材料作為過(guò)濾材料的用途。
背景技術(shù)：
：聚合物型環(huán)氧樹(shù)脂早已為人們所知。通常通過(guò)聚環(huán)氧化物和固化劑的反應(yīng)來(lái)制備聚合物型環(huán)氧樹(shù)脂，其中聚環(huán)氧化物平均每分子含有至少兩個(gè)端基環(huán)氧基團(tuán)或側(cè)鏈環(huán)氧基團(tuán)，固化劑更具體為包括二元胺或多元胺的胺固化劑。這樣的聚合物型環(huán)氧樹(shù)脂可以用于不同的領(lǐng)域，主要用作漆和涂覆物質(zhì)(施用于基材上的涂層)。在EP-A-l，518，875中描述了一種用于水基環(huán)氧樹(shù)脂體系的特殊固化劑，這種固化劑由含有下列化合物的混合物反應(yīng)生成中間體并且由該中間體進(jìn)一步與多元胺反應(yīng)而制成，其中該混合物含有下述化合物(a)至少一種選自環(huán)氧化聚環(huán)氧乙烷、環(huán)氧化聚環(huán)氧丙烷和聚環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷的環(huán)氧化聚環(huán)氧烷烴；(b)至少一種選自雙酚A環(huán)氧化物和雙酚F環(huán)氧化物的環(huán)氧化芳香族羥基化合物；以及(c)至少一種選自雙酚A和雙酚F的芳香族羥基化合物。在該專利中還公開(kāi)了這些固化劑用于制造透明漆以及涂覆物質(zhì)(施用于基材上的涂層，例如作為地板的涂層)的用途。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種適合作為過(guò)濾材料的材料。這類過(guò)濾材料應(yīng)該因機(jī)械強(qiáng)度高以及對(duì)有機(jī)溶劑的耐化學(xué)性好而出色。本發(fā)明的另一個(gè)目的是所提供的過(guò)濾材料應(yīng)當(dāng)適用于分離納米顆粒形式的聚合物分散體。本發(fā)明提供納米多孔聚合物泡沫材料作為過(guò)濾材料的用途，其中納米多孔聚合物泡沫材料是由一種或多種環(huán)氧樹(shù)脂(E)和兩性環(huán)氧樹(shù)脂固化劑(H)在水中以相轉(zhuǎn)化聚合(PIP)方式發(fā)生反應(yīng)而制成的。納米多孔聚合物泡沫材料是具有內(nèi)部空腔的聚合物。這類聚合物具有海綿狀結(jié)構(gòu)，且既含有大孔也含有微孔，其中以微孔為主，微孔的平均截面范圍為10500nm、特別為10lOOnrn。本發(fā)明要使用的納米多孔聚合物泡沫材料除了非常適合作為過(guò)濾材料之外，還因?yàn)槠湓跈C(jī)械強(qiáng)度高和耐化學(xué)性良好的同時(shí)具有低導(dǎo)熱系數(shù)而出色。這使得這種過(guò)濾材料在要求承受機(jī)械負(fù)荷或者暴露于化學(xué)試劑的情況中也受到關(guān)注。上述情況有，例如需要在高壓下進(jìn)行的過(guò)濾操作；或者用于化學(xué)工業(yè)的分離操作；或者用于分析的目的，例如作為色譜中的固定相。尤其是在后者中，特別關(guān)注的是耐溶劑性好的固化環(huán)氧聚合物基體。此外，本發(fā)明的聚合物泡沫材料特別適合用于分離納米顆粒形式的聚合物分散體。蹄雄(E)環(huán)氧化合物(E)是指平均每分子含有至少兩個(gè)端基環(huán)氧基團(tuán)或側(cè)鏈環(huán)氧基團(tuán)的聚環(huán)氧化物。在本文中，這些環(huán)氧化合物可以是飽和的或不飽和的，可以為脂肪族的、3脂環(huán)族的、芳香族的或雜環(huán)的，也可以含有羥基。這些環(huán)氧化合物還可以進(jìn)一步含有在混合條件和反應(yīng)條件下不引起干擾性副反應(yīng)的取代基，例如烷基或芳基取代基、醚部分(Ethergruppier皿gen)等。這些環(huán)氧化合物優(yōu)選為基于多元醇類(優(yōu)選為二元醇類)、酚類、酚類的氫化產(chǎn)物和/或酚醛清漆(即在酸性催化劑存在下一元或多元酚與醛類、特別是甲醛發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物)的多縮水甘油醚。這些環(huán)氧化合物的環(huán)氧當(dāng)量?jī)?yōu)選為853200，更優(yōu)選為170830。物質(zhì)的環(huán)氧當(dāng)量定義為該物質(zhì)含有l(wèi)mol環(huán)氧環(huán)時(shí)的重量(g)。多元酚優(yōu)選選自下列化合物樹(shù)脂酚、氫醌、2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷(雙酚A)、二羥基二苯基甲烷的異構(gòu)體混合物(雙酚F)、四溴雙酚A、4，4'-二羥基二苯基環(huán)己烷、4，4'-二羥基-3，3-二甲基二苯基丙烷、4，4'-二羥基聯(lián)苯、4，4'-二羥基二苯甲酮(4，4'-dihydroxybenzophenol)、l，l-雙(4-羥基苯基)乙烷、l，l-雙(4-羥基苯基)異丁烷、雙(4-羥基苯基)甲烷、雙(4-羥基苯基)醚、雙(4-羥基苯基)砜等，以及上述這些化合物的氯化產(chǎn)物和溴化產(chǎn)物；其中特別優(yōu)選雙酚A。多元醇的多縮水甘油醚也適合作為化合物(E)。其中，多元醇的實(shí)例包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、l，2-丙二醇、聚氧化丙二醇類(n=120)、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5_戊二醇、1，6-己二醇、1，2，6-己三醇、甘油、異山梨糖醇苷、以及2，2-雙(4-羥基環(huán)己基)丙烷。多元羧酸的多縮水甘油醚也可以用作化合物(E)，這種多縮水甘油醚由環(huán)氧氯丙烷或類似的環(huán)氧化合物與脂肪族、脂環(huán)族或芳香族多元羧酸的反應(yīng)制成，其中多元羧酸可以為例如乙二酸、丁二酸、己二酸、戊二酸、鄰苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、六氫鄰苯二甲酸、2，6_萘二甲酸和二聚亞麻酸。這種多縮水甘油醚的實(shí)例有己二酸二縮水甘油酯、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯和六氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯。也可以使用二種或更多種環(huán)氧化合物(E)的混合物。在制備納米多孔聚合物泡沫材料的方法中，S卩如上述的本發(fā)明的固化劑(H)和環(huán)氧化合物(E)在水介質(zhì)中以相轉(zhuǎn)化聚合(PIP)方式發(fā)生反應(yīng)時(shí)，根據(jù)需要可以任選使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它添加劑和/或過(guò)程助劑。對(duì)此，例如可以使用顏料、粘合劑、砂礫(Kies)、脫氣試劑、消泡劑、分散助劑、防沉降劑、促進(jìn)劑、游離胺、流動(dòng)調(diào)節(jié)添加劑、導(dǎo)電性改進(jìn)劑。環(huán)氧蕭)B固化劑(H)兩性環(huán)氧樹(shù)脂固化劑(H)是指具有親水性和疏水性結(jié)構(gòu)單元的環(huán)氧樹(shù)脂固化劑。優(yōu)選使用在25t:的水中進(jìn)行自乳化的兩性環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，此外該固化劑能夠在25t:的水中乳化環(huán)氧樹(shù)脂(E)。優(yōu)選使用的固化劑(H)由包含下述物質(zhì)的混合物反應(yīng)得到中間體、并由該中間體與多元胺(P)反應(yīng)制得，該混合物包含下述化合物(A)至少一種選自環(huán)氧化聚環(huán)氧乙烷、環(huán)氧化聚環(huán)氧丙烷和聚環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷的環(huán)氧化聚環(huán)氧烷烴，(B)至少一種選自雙酚A環(huán)氧化物和雙酚F環(huán)氧化物的環(huán)氧化芳香族羥基化合物，和(C)至少一種選自雙酚A和雙酚F的芳香族羥基化合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，僅由組分(A)、(B)以及(C)反應(yīng)得到中間體，并且該中間體進(jìn)一步和多元胺(P)反應(yīng)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，為了制備與多元胺(P)發(fā)生反應(yīng)生成固化劑的中間體，不僅使用了化合物(A)、(B)和(C)，還使用了另外的化合物(D)?；衔?D)包括選自三元醇的三縮水甘油醚和二元醇的二縮水甘油醚的化合物。適合作為化合物(D)基礎(chǔ)的二元醇和三元醇單元包括，例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、l，2-丙二醇、l，3-丙二醇、l，4-丁二醇、1，5_戊二醇、1，6-己二醇、環(huán)己二醇、環(huán)己二甲醇、新戊二醇、1，2，6-己三醇、甘油以及三羥甲基丙烷?；衔?A)本發(fā)明的環(huán)氧化聚環(huán)氧乙烷是通過(guò)將聚環(huán)氧乙烷的兩個(gè)端羥基變成環(huán)氧基團(tuán)而得到的化合物，例如可以通過(guò)使聚環(huán)氧乙烷與環(huán)氧氯丙烷發(fā)生反應(yīng)來(lái)制備。在此使用的聚環(huán)氧乙烷的平均分子量的范圍為803000，可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式由環(huán)氧乙烷與C2-C18亞烷基二醇的聚合反應(yīng)制得。本發(fā)明的環(huán)氧化聚環(huán)氧丙烷是通過(guò)將聚環(huán)氧丙烷的兩個(gè)端羥基變成環(huán)氧基團(tuán)而得到的化合物，例如可以通過(guò)使聚環(huán)氧丙烷與環(huán)氧氯丙烷發(fā)生反應(yīng)來(lái)制備。在此使用的聚環(huán)氧丙烷的平均分子量的范圍為1103000，可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式由環(huán)氧丙烷與C2-C18亞烷基二醇的聚合反應(yīng)制得。本發(fā)明的聚環(huán)氧乙烷_(kāi)環(huán)氧丙烷是通過(guò)將聚環(huán)氧乙烷_(kāi)環(huán)氧丙烷的兩個(gè)端羥基變成環(huán)氧基團(tuán)而得到的化合物，例如可以通過(guò)使聚環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷與環(huán)氧氯丙烷發(fā)生反應(yīng)來(lái)制備。在此使用的聚環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷的平均分子量的范圍為803000。聚環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷是由環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷發(fā)生共聚反應(yīng)而得到的化合物，上述兩種反應(yīng)物的聚合反應(yīng)可以是同時(shí)進(jìn)行的也可以按分步進(jìn)行的，可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式由環(huán)氧丙烷和/或環(huán)氧乙烷與C2-C18亞烷基二醇的聚合反應(yīng)制得?；衔?A)可以純物質(zhì)形式使用或以不同化合物(A)的混合物形式使用?；衔?B)本發(fā)明的雙酚A環(huán)氧化物通常理解為由雙酚A和環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)和/或通過(guò)環(huán)氧氯丙烷與雙酚A繼續(xù)反應(yīng)發(fā)生聚合而制備的化合物。因此這些化合物也稱為雙酚A二縮水甘油醚，或通常稱為環(huán)氧樹(shù)脂。商業(yè)產(chǎn)品有Shell公司的Epikote828、1001、1002、1003、1004等。本發(fā)明中使用的雙酚A環(huán)氧化物的平均分子量?jī)?yōu)選為3803000。本發(fā)明的雙酚F環(huán)氧化合物通常理解為由雙酚F和環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)和/或通過(guò)環(huán)氧氯丙烷與雙酚F繼續(xù)反應(yīng)發(fā)生聚合而制備的化合物。因此這些化合物也稱為雙酚F二縮水甘油醚，或者通常稱為雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂。本發(fā)明中使用的雙酚F環(huán)氧化合物的平均分子量的范圍優(yōu)選為3503000?；衔?B)可以純物質(zhì)的形式使用也可以以不同化合物(B)的混合物形式使用?；衔?C)雙酚A是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的化合物，具有如下化學(xué)式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>雙酚F也是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的化合物。化合物(C)可以純物質(zhì)的形式使用也可以以不同化合物(C)的混合物形式使用?；衔?P)本發(fā)明中使用的多元胺(P)為每個(gè)分子中至少有兩個(gè)氮原子和至少兩個(gè)活性氨基氫原子的伯胺和/或仲胺?？梢允褂弥咀?、芳香族、脂肪_芳香族、脂環(huán)族、以及雜環(huán)的二元胺和多元胺。合適的多元胺(P)的實(shí)例有多亞乙基多胺(乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五胺等)、l，2-丙二胺、l，3-丙二胺、l，4-丁二胺、l，5-戊二胺、l，3-戊二胺、1，6-己二胺、3，3，5-三甲基-1，6-己二胺、3，5，5-三甲基-1，6-己二胺、2_甲基-1，5-戊二胺、雙(3-氨基丙基)胺、N，N'-雙(3-氨基丙基)-l，2-乙二胺、N-(3-氨基丙基)-l，2-乙二胺、1，2-二氨基環(huán)己烷、1，3-二氨基環(huán)己烷、1，4-二氨基環(huán)己烷、氨基乙基哌嗪、聚(環(huán)氧烷烴)二胺和三胺(例如，JeffamineD_230、JeffamineD_400、JeffamineD-2000、JeffamineD_4000、JeffamineT_403、JeffamineEDR_148、JeffamineEDR_192、JeffamineC-346、JeffamineED_600、JeffamineED_900、JeffamineED-2001)、間苯撐二甲基二胺、苯二胺、4，4'-二氨基二苯基甲烷、甲苯二胺、異佛爾酮二胺、3，3'-二甲基-4，4'-二氨基二環(huán)己基甲烷、4，4'-二氨基二環(huán)己基甲烷、2，4'-二氨基二環(huán)己基甲烷、l，3-雙(氨基甲基)環(huán)己烷、經(jīng)亞甲橋交聯(lián)的聚(環(huán)己基_芳香基)胺混合物(也稱為MBPCAA)，以及聚氨基酰胺類。其中優(yōu)選的是多亞乙基多胺，特別優(yōu)選二亞乙基三胺。化合物(p)可以純物質(zhì)的形式使用也可以以不同化合物(P)的混合物形式使用。中間體的制備在一個(gè)實(shí)施方式中，在制備中間體時(shí)，利用的化合物(A)和(B)的摩爾比為o.i:i5:i。在一個(gè)實(shí)施方式中，在制備中間體時(shí)，利用的化合物(A)與(B)(這些化合物中每個(gè)分子均含有兩個(gè)環(huán)氧基團(tuán))的總和與化合物(C)(該化合物中每個(gè)分子均含有兩個(gè)羥基)的摩爾比范圍為1.1:iio:i。這相當(dāng)于調(diào)節(jié)化合物(A)與(B)中的環(huán)氧基團(tuán)的總和與化合物(c)中的反應(yīng)性氫原子的當(dāng)量比例在1.1:iio:i的范圍內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，即在制備固化劑的過(guò)程中使用至少一種化合物(D)的情況下，在制備中間體時(shí)，調(diào)節(jié)化合物(A)、(B)和(D)(這些化合物中每個(gè)分子均含有兩個(gè)環(huán)氧基團(tuán))的總和與化合物(C)(該化合物中每個(gè)分子均含有兩個(gè)羥基)的摩爾比在i.i:i.oio.o:i.o的范圍內(nèi)。這相當(dāng)于調(diào)節(jié)化合物(a)、(b)與(d)中的環(huán)氧基團(tuán)的總和與化合物(c)中的反應(yīng)性氫原子的當(dāng)量比例在1.1:i.oio.o:i.o的范圍內(nèi)。為了更清楚地理解這一點(diǎn)，對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行如下的闡述術(shù)語(yǔ)"當(dāng)量比例"是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。而當(dāng)量概念的理論基礎(chǔ)是對(duì)于參與反應(yīng)的各物質(zhì)，考慮的是參與目標(biāo)反應(yīng)的反應(yīng)性基團(tuán)。當(dāng)量比例這一術(shù)語(yǔ)表示的是所用化合物(X)和(Y)中的全部反應(yīng)性基團(tuán)之間的數(shù)值比。在本發(fā)明中應(yīng)當(dāng)注意的是反應(yīng)性基團(tuán)應(yīng)理解為盡可能小的反應(yīng)性基團(tuán)，因此，反應(yīng)性基團(tuán)的概念與官能團(tuán)的含義不完全相同。例如，在H-酸性化合物中，OH基團(tuán)或者NH基團(tuán)構(gòu)成反應(yīng)性基團(tuán)，而NH2基團(tuán)不是反應(yīng)性基團(tuán)，這是由于在同一氮原子上有兩個(gè)反應(yīng)性氫原子。因此就完全能夠理解在一個(gè)官能團(tuán)NH2中，兩個(gè)氫原子都是反應(yīng)性基團(tuán)，從而官能團(tuán)NH2就含有兩個(gè)反應(yīng)性基團(tuán)，即氫原子。在一個(gè)實(shí)施方式中，在有催化劑存在的條件下制備中間體，具體來(lái)說(shuō)該催化劑為三苯基膦或者乙基三苯基碘化轔。在本文中，以化合物(A)、(B)和(C)的總量為準(zhǔn)，催化劑的用量為約O.01重量％1.0重量％。中間體的環(huán)氧值(％Ep0)優(yōu)選為低于10%EpO，更優(yōu)選為低于5XEpO。環(huán)氧值的定義以及具體的分析方法在本文的實(shí)施例部分中進(jìn)行具體描述。隱劑(H)白勺燃為了制備固化劑，如上所述使中間體與多元胺(P)發(fā)生反應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，使用的中間體和多元胺(P)的當(dāng)量比例，即(P)的氨基氮原子上的反應(yīng)性氫原子與中間體化合物上的環(huán)氧基團(tuán)的當(dāng)量比例在4:iioo:i的范圍內(nèi)。中間體與多元胺進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，優(yōu)選加入過(guò)量的多元胺，以保證中間體的每個(gè)環(huán)氧基團(tuán)基本上與l個(gè)分子的多元胺(優(yōu)選為二亞乙基三胺)進(jìn)行反應(yīng)?？梢酝ㄟ^(guò)蒸餾的方法除去過(guò)量的胺以保持體系中的游離胺數(shù)量減少到最小。相轉(zhuǎn)化聚合(PIP)相轉(zhuǎn)化聚合(PIP)為首先制備環(huán)氧樹(shù)脂(E)在水中的水乳狀液，其中兩性環(huán)氧樹(shù)脂固化劑(H)起乳化劑的作用。該體系(也即下述的反應(yīng)體系)最初為水包油型乳狀液(0/W型乳狀液)。顯然，這種0/W型乳狀液中的油組分為環(huán)氧樹(shù)脂。在下述樹(shù)脂與固化劑的反應(yīng)(以加成聚合反應(yīng)的形式固化)過(guò)程中存在相轉(zhuǎn)化，即，反應(yīng)體系由0/W型乳狀液轉(zhuǎn)化成為W/0型乳狀液，其中在W/0型乳狀液中水作為內(nèi)相被固化的聚合物包裹。產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是在固化的過(guò)程中，由于通過(guò)加成聚合反應(yīng)，固化劑的性質(zhì)在疏水性增加的方向上發(fā)生轉(zhuǎn)變，因此固化劑的原有乳化劑性質(zhì)發(fā)生變化。固化完成之后得到了多孔的聚合物基體，其空腔中存在水相。可以根據(jù)需要通過(guò)干燥將水相除去，得到了充滿空氣的空腔。相轉(zhuǎn)化聚合發(fā)生所需的條件為沒(méi)有水分從反應(yīng)體系中流失。從技術(shù)的角度可以通過(guò)多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先，可以將上述反應(yīng)體系引入到一個(gè)封閉的模具中。也可以將上述反應(yīng)體系引入到一個(gè)開(kāi)放式的體系中，然后確保例如(a)反應(yīng)體系與氣相(通常是周圍的空氣)的界面有充足的大氣濕度，從而防止在反應(yīng)體系的最上層發(fā)生脫水或水分的流失，或者(b)例如用薄膜來(lái)覆蓋反應(yīng)體系與氣相的界面。到目前為止描述的PIP實(shí)施方式是一種無(wú)損失的實(shí)施方式，還有其它的PIP實(shí)施方式，在這些方式中，將反應(yīng)體系引入一個(gè)開(kāi)放的體系，并不采用特殊的方法阻止水分從界面流失到氣相中。在這種情況下，因界面的水分流失，在界面中形成了致密的、耐化學(xué)性的結(jié)構(gòu)(可以稱為清漆)，對(duì)處在下面的反應(yīng)體系而言，該結(jié)構(gòu)形成了一個(gè)防水層，使得PIP可以在這個(gè)結(jié)構(gòu)中不受阻礙的進(jìn)行。在反應(yīng)體系完全固化之后，該致密的、耐化學(xué)性的層(通常厚度為0.10.3mm)必須通過(guò)機(jī)械去除方法來(lái)除去。固化后的體系為納米多孔結(jié)構(gòu)，即使通過(guò)視覺(jué)觀察也可以看出得到的材料不是透明的而是白色的。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在使用的環(huán)氧樹(shù)脂(E)和固化劑(H)的當(dāng)量比例范圍為2:ii:2的條件下進(jìn)行PiP。在本發(fā)明中，(E)和(H)特別優(yōu)選的當(dāng)量比例為i:i。這種PIP的待征為引導(dǎo)相和固化相，其中在引導(dǎo)相中存在0/W型乳狀液，并且固化相與W/0型乳狀液的形成一起出現(xiàn)。PIP可以在大氣濕度為OX100%的條件下進(jìn)行。PIP反應(yīng)體系的含水量的范圍為95重量％20重量％(以全部反應(yīng)體系為準(zhǔn))。根據(jù)需要，也可以在反應(yīng)體系中加入增稠劑。這種反應(yīng)體系可以在一個(gè)較寬的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行固化，優(yōu)選的范圍為rc99。C，更優(yōu)選的范圍為5。C60。C。與制備聚合物泡沫材料的傳統(tǒng)方法不同的是，還可以向這種PIP反應(yīng)體系中加入填充料。通過(guò)使用經(jīng)挑選的填充料，不但可以進(jìn)一步改善本發(fā)明的納米多孔聚合物泡沫材料的機(jī)械性能，例如壓縮強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、彈性模量以及密度，還可以改善其過(guò)濾特性。在本發(fā)明中，所選擇的填充料應(yīng)該與聚合物泡沫材料作為過(guò)濾材料的用途不相沖突。另外，根據(jù)需要還可以向所述PIP反應(yīng)體系中加入其它添加劑，但是所選擇的添加劑也不能與聚合物泡沫材料作為過(guò)濾材料的用途相沖突。具體實(shí)施方式實(shí)施例縮寫說(shuō)明在下文中EEW=環(huán)氧當(dāng)量(如上所述)麗=平均分子量RPM=每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)%=除了有具體說(shuō)明之外均為重量百分比使用的原材料環(huán)氧樹(shù)月旨(E):ChemResE20(CognisGmbH)填充料空心玻璃小球Kl和K25(3M)空心玻璃小球Kl:3MDeutschlandGmbH(作為填充料)空心玻璃小球K25:3MDeutschlandGmbH(作為±真充料)固化劑(H):下述制備的固化劑HlH5固化劑Hl在20。C下，將44g聚(丙二醇)-二縮水甘油醚(EEW:326和麗652)，46.2g雙酚A-二縮水甘油醚(ChemResE20，Cognis公司EEW:194)、14.Og雙酚A和0.lg三苯基膦混合。將得到的混合物加熱至160°C，并在該溫度下攪拌3.5小時(shí)直到環(huán)氧值為3.95%為止。隨后將混合物降溫到6(TC，并在該溫度下加入121.4g二亞乙基三胺。在放熱反應(yīng)平息后，將反應(yīng)混合物再次加熱到16(TC，并且保持2小時(shí)。通過(guò)在減壓條件下蒸餾(水溫升高到20(TC，壓力為小于10mbar)將多余的二亞乙基三胺除去直到?jīng)]有游離胺被蒸餾出為止。隨后將混合物冷卻到9(TC，通過(guò)攪拌混合加入89.5g水。得到205.6g透明的、粘度(純物質(zhì)，Brookfield，10rpm，40。C)為2140mPas的琥8珀色液體，固含量為60%，胺值為134。固化劑H2在20。C下，將44g聚(丙二醇)-二縮水甘油醚(EEW:326和麗652)、46.2g雙酚A-二縮水甘油醚(ChemResE20，Cognis公司，EEW:194)、14.Og雙酚A和0.lg三苯基膦混合。將得到的混合物加熱至16(TC，并在該溫度下攪拌9小時(shí)直到環(huán)氧值為3.81%為止。隨后將混合物降溫到60°C，并在該溫度下加入121.4g二亞乙基三胺。在放熱反應(yīng)平息后，將反應(yīng)混合物再次加熱到16(TC，并且保持2小時(shí)。通過(guò)在減壓條件下蒸餾(水溫升高到20(TC，壓力為小于10mbar)將多余的二亞乙基三胺除去直到?jīng)]有游離胺被蒸餾出為止。隨后將混合物冷卻到9(TC，通過(guò)攪拌混合加入89.5g水。得到202.3g透明的、粘度(純物質(zhì)，Brookfield，10rpm，40。C)為2110mPas的琥珀色液體，固含量為60%。固化劑H3在20。C下，將44g聚(丙二醇)-二縮水甘油醚(EEW:326和麗652)、46.2g雙酚A-二縮水甘油醚(ChemResE20，Cognis公司，EEW:194)、14.Og雙酚A和0.lg三苯基膦混合。將得到的混合物加熱到16(TC，并在該溫度下攪拌5小時(shí)直到環(huán)氧值為4.12%為止。隨后將混合物降溫到60°C，并在該溫度下加入121.4g二亞乙基三胺。在放熱反應(yīng)平息后，將反應(yīng)混合物再次加熱到16(TC，并且保持2小時(shí)。通過(guò)在減壓條件下蒸餾(水溫升高到20(TC，壓力為小于10mbar)將多余的二亞乙基三胺除去直到?jīng)]有游離胺被蒸餾出為止。隨后將混合物冷卻到9(TC，通過(guò)攪拌混合加入90.5g水。得到209.2g透明的、粘度(純物質(zhì)，Brookfield，10rpm，40。C)為1440mPas的琥珀色液體，固含量為60%。固化劑H4在20。C下，將34.4g聚(丙二醇)-二縮水甘油醚(EEW:326和麗652)，46.2g雙酚A-二縮水甘油醚(ChemResE20，Cognis公司EEW:194)、14.0g雙酚A、8.9g丁二醇-二縮水甘油醚(EEW:132)和O.lg三苯基膦混合。將得到的混合物加熱到16(TC，并在該溫度下攪拌2小時(shí)直到環(huán)氧值為4.39%為止。隨后將混合物降溫到6(TC，并在該溫度下加入121.4g二亞乙基三胺。在放熱反應(yīng)平息后，將反應(yīng)混合物再次加熱到160°C，并且保持2小時(shí)。通過(guò)在減壓條件下蒸餾(水溫升高到20(TC，壓力為小于10mbar)將多余的二亞乙基三胺除去直到?jīng)]有游離胺被蒸餾出為止。隨后將混合物冷卻到9(TC，通過(guò)攪拌混合加入91.7g水。得到211.9g透明的、粘度(純物質(zhì)，Brookfield,10rpm，40。C)為2500mPas的琥珀色液體，固含量為60%。固化劑H5在20。C下，將34.4g聚(丙二醇)-二縮水甘油醚(EEW:326和麗652)、46.2g雙酚A-二縮水甘油醚(ChemResE20，Cognis公司，EEW:194)、14.0g雙酚A、10.7g己二醇_二縮水甘油醚(EEW:159.1)和0.lg三苯基膦混合。將得到的混合物加熱到160°C，并9在該溫度下攪拌2小時(shí)直到環(huán)氧值為4.37%為止。隨后將混合物降溫到60°C，并在該溫度下加入121.4g二亞乙基三胺。在放熱反應(yīng)平息后，將反應(yīng)混合物再次加熱到16(TC，并且保持2小時(shí)。通過(guò)在減壓條件下蒸餾(水溫升高到20(TC，壓力為小于10mbar)將多余的二亞乙基三胺除去直到?jīng)]有游離胺被蒸餾出為止。隨后將混合物冷卻到9(TC，通過(guò)攪拌混合加入93.Og水。得到215.lg透明的、粘度(純物質(zhì)，Brookfield，10rpm，40。C)為2080mPas的琥珀色液體，固含量為60%。應(yīng)用實(shí)施例17(制備過(guò)濾材料)將環(huán)氧樹(shù)脂(E)和固化劑(H)加入到一個(gè)帶攪拌的容器(直徑95mm，高度1201mm)中，并且使用設(shè)置為1檔(約465轉(zhuǎn)/分鐘)的PendraulikLM34攪拌器進(jìn)行預(yù)乳化。(E)和(H)的使用量如表l所示。均勻的白色著色過(guò)程表示相應(yīng)的均化過(guò)程。隨后加入一定比例的水(加入的水量如表l所示)。調(diào)節(jié)攪拌速度使得體系中剛好不會(huì)形成塊狀物。預(yù)乳化到完成的總時(shí)間約7分鐘。所有的實(shí)驗(yàn)均在環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑的當(dāng)量比例為1:l的條件下進(jìn)行。在實(shí)施例6和7中，利用刮刀小心地加入空心玻璃小球作為填充料，以防止弄壞小球。實(shí)施例17的具體條件如表1所示，表1還包括了對(duì)得到的納米多孔聚合物泡沫材料進(jìn)行測(cè)量的數(shù)據(jù)，這些測(cè)量數(shù)據(jù)包括導(dǎo)熱性、抗彎強(qiáng)度以及壓縮強(qiáng)度。樣品的制備為了制備用于測(cè)量抗彎強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度的測(cè)試樣品，相應(yīng)地使用了涂覆有脫模劑T3(Ebalta公司)的有機(jī)硅模具。用于測(cè)量導(dǎo)熱性的試驗(yàn)片是由涂覆有脫模劑LoxiolG40(Cognis公司)的特氟隆模具制備的。澆鑄料在脫模前都被覆蓋著，但不是被氣密性封閉。測(cè)試樣品在脫模18小時(shí)后，需要在23t:下干燥約7天并在55t:下干燥約48小時(shí)。測(cè)暈導(dǎo)熱性根據(jù)ISO8301測(cè)量導(dǎo)熱性，相應(yīng)于熱通量的測(cè)量方法。試驗(yàn)片的尺寸為150mmX150mm，層厚度從20mm到25mm不等。采用Netzsch型號(hào)為HFM436/3/1E的裝置進(jìn)行測(cè)量，使用的壓力為65N。測(cè)量溫度為l(TC，且溫度差為20K。這種為熱絕緣材料的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法。試驗(yàn)片在室溫下干燥7天然后進(jìn)一步在55t:下干燥到恒重。在測(cè)試前，將樣品在室溫下儲(chǔ)存至少72小時(shí)，沒(méi)有特別在標(biāo)準(zhǔn)氣氛下進(jìn)行儲(chǔ)存。測(cè)l量抗彎強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度分別根據(jù)基于DIN53452和53454的方法測(cè)定抗彎強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度。沒(méi)有在標(biāo)準(zhǔn)氣氛下進(jìn)行儲(chǔ)存。由于無(wú)法準(zhǔn)確估計(jì)樣品的幾何學(xué)形變，因此不考慮這種形變。使用具有Bluehill2.0軟件的Instron型號(hào)5565萬(wàn)能測(cè)試儀器作為測(cè)試儀器。用于測(cè)量抗彎強(qiáng)度的測(cè)試樣品為立方形，其尺寸為120mmX10mmX15mm，用于測(cè)量壓縮測(cè)試的樣品為圓柱形測(cè)試樣品，其尺寸為高度27mm，直徑為12mm。采用DIN規(guī)定的測(cè)試速度。干燥溫度為23。C和55°C。表l-實(shí)施例<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>注釋表中的"結(jié)合劑含量"僅作為信息提供。在這里，結(jié)合劑簡(jiǎn)單地表示固化劑Hl和環(huán)氧樹(shù)脂(ChemResE20)的反應(yīng)產(chǎn)物。相應(yīng)地，結(jié)合劑的百分比表示給定的結(jié)合劑占總體系的百分比。以實(shí)施例1為例，解釋結(jié)合劑含量的計(jì)算方法因?yàn)榄h(huán)氧樹(shù)脂與胺固化劑硬化劑(固化劑H1)的反應(yīng)為加成聚合反應(yīng)，而其中沒(méi)有一部分分子被去除，所以將樹(shù)脂和固化劑的重量份額相加即為得到的結(jié)合劑的量。假設(shè)環(huán)氧樹(shù)脂ChemResE20的使用率為100%(145.lg)。使用的固化劑H1的固含量為60%，因此僅考慮0.6X160.Og=96.Og的固化劑H1。由此得到體系中結(jié)合劑的量為960g+145.lg=241.lg?？傮w系中還額外含有297.6g的水，因此體系的總量為160g+1451g+297.6g=602.7g。結(jié)合劑占總體系的比例計(jì)算為:%結(jié)合劑=241.1X100/602.7=40.00%。本發(fā)明的研究表明，實(shí)施例17的材料均為優(yōu)異的過(guò)濾材料。權(quán)利要求納米多孔聚合物泡沫材料作為過(guò)濾材料的用途，其中所述納米多孔聚合物泡沫材料是由一種或多種環(huán)氧樹(shù)脂與兩性環(huán)氧樹(shù)脂固化劑在水中以相轉(zhuǎn)化聚合的方式發(fā)生反應(yīng)而制成的。2.權(quán)利要求l所述的用途，其中，所使用的環(huán)氧樹(shù)脂固化劑由下列步驟得到包含下列化合物的混合物反應(yīng)得到中間體，接著所述中間體與多元胺(P)發(fā)生反應(yīng)；其中所述混合物包括下列的化合物(A)至少一種選自環(huán)氧化聚環(huán)氧乙烷、環(huán)氧化聚環(huán)氧丙烷和聚環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷的環(huán)氧化聚環(huán)氧烷烴，(B)至少一種選自雙酚A環(huán)氧化物和雙酚F環(huán)氧化物的環(huán)氧化芳香族羥基化合物，禾口(C)至少一種選自雙酚A和雙酚F的芳香族羥基化合物。3.權(quán)利要求2所述的用途，其中所述多元胺(P)為二亞乙基三胺。4.權(quán)利要求2或3所述的用途，其中所述化合物(A)為環(huán)氧化聚環(huán)氧丙烷。5.權(quán)利要求24中任一項(xiàng)所述的用途，其中所述化合物(B)為雙酚A環(huán)氧化物。6.權(quán)利要求25中任一項(xiàng)所述的用途，其中所述化合物(C)為雙酚A。全文摘要由一種或多種環(huán)氧樹(shù)脂與兩性環(huán)氧樹(shù)脂固化劑在水中以相轉(zhuǎn)化聚合的方式發(fā)生反應(yīng)，由此制成了納米多孔聚合物泡沫材料。本發(fā)明提供了這種泡沫材料適合作為過(guò)濾材料的用途。文檔編號(hào)B01D39/16GK101732927SQ200910221770公開(kāi)日2010年6月16日申請(qǐng)日期2009年11月16日優(yōu)先權(quán)日2008年11月15日發(fā)明者保羅·伯恩布里克,漢斯-約瑟夫·托馬斯,馬蒂納·巴爾瑟申請(qǐng)人:考格尼斯知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理有限責(zé)任公司