一種壓濾性輕質(zhì)透水材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于多孔材料領(lǐng)域,公開了一種壓濾性輕質(zhì)透水材料及其制備方法和應(yīng)用。所述制備方法包括如下步驟:在溫度為5~20℃下將15~20質(zhì)量份的甲基丙烯酸長鏈烷基酯類化合物反應(yīng)單體、45~65質(zhì)量份的有機(jī)聚合物固體微粉、20~40質(zhì)量份的水這三種反應(yīng)物料,以及表面活性劑和氧化‐還原引發(fā)劑這兩種助劑,在30秒~10分鐘內(nèi)混合均勻,在5~50℃下反應(yīng)固化。所制備的材料具有質(zhì)輕強(qiáng)度高、可多次重復(fù)使用,表面平整光潔、易清潔,在壓力下有顯著的透氣透水性等優(yōu)點(diǎn),該材料可用于制備特殊用途的塑料模具并應(yīng)用于陶瓷高壓注漿、環(huán)保、化工、生物醫(yī)學(xué)、水處理、建筑領(lǐng)域。
【專利說明】一種壓濾性輕質(zhì)透水材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于多孔材料領(lǐng)域,具體涉及一種壓濾性輕質(zhì)透水材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多孔材料由于具有特殊的周期性結(jié)構(gòu)、高比表面積、高吸附性、可組裝性、高孔隙率等特性,已經(jīng)在催化、生物、電化學(xué)、氣體吸附、色譜分離、傳感器等領(lǐng)域顯示了廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]在陶瓷行業(yè)中,高壓注漿具有周期短、效率高、坯體質(zhì)量好、不必修坯、強(qiáng)度高、無須干燥、表面光潔度高、可連續(xù)注漿、機(jī)械化自動化水平高、生產(chǎn)線占地面積小、操作環(huán)境好、環(huán)境廢棄物少等,不僅能大幅度提聞廣品質(zhì)量、檔次和提聞生廣效率,還能大幅度降低勞動力成本、勞動強(qiáng)度和節(jié)約勞動場所,減少環(huán)境污染,高壓注漿已在美國、德國、日本、意大利等發(fā)達(dá)國家獲得了廣泛的應(yīng)用,它們獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,用它幾乎可以成型所有衛(wèi)生潔具產(chǎn)品。
[0004]石膏模具是陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中長期以來使用的傳統(tǒng)模具、可制備各種形狀的模具,具有良好的吸水性能和干燥性能,廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)陶瓷生產(chǎn)的常壓注漿、旋壓、滾壓、塑壓等成型工藝中。但石膏模具有其不可克服的缺陷,如比重大、耐磨性低、耐腐蝕性差、分解溫度低、易變形或坍塌破壞,沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等力學(xué)性能低,反復(fù)使用率很低,在100次以下,極容易造成大量的固體廢渣。此外石膏模的成坯率低、周期長、干燥時(shí)間長,不適合連續(xù)化、自動化生產(chǎn)。 石膏模具表面凹凸不平、使坯體表面粗糙,影響成品美觀,并且石膏模具內(nèi)部孔隙孔徑大,吸水快,在壓力下極易把胚體中的細(xì)微顆粒壓入石膏模內(nèi)部的孔隙中,造成堵塞,必然嚴(yán)重影響胚體的性能。因此,石膏模具不能應(yīng)用到壓力注漿中,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了現(xiàn)代壓力注漿的要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處,本發(fā)明的首要目的在于提供一種壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備方法。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種由上述制備方法制備而成的壓濾性輕質(zhì)透水材料。
[0007]本發(fā)明的再一目的在于提供一種由上述壓濾性輕質(zhì)透水材料制備而成的壓濾性輕質(zhì)透水塑料模具。該模具具有質(zhì)輕、表面光滑、易清潔、重復(fù)利用性好等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明的又一目的在于提供上述壓濾性輕質(zhì)透水塑料模具在陶瓷高壓注漿、環(huán)保、化工、生物醫(yī)學(xué)、水處理或建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用。
[0009]本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0010]一種壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備方法,包括以下步驟:
[0011](I)在溫度為5~20°C下將15~20質(zhì)量份的甲基丙烯酸長鏈烷基酯類化合物反應(yīng)單體、45~65質(zhì)量份的有機(jī)聚合物固體微粉、20~40質(zhì)量份的水這三種反應(yīng)物料,以及表面活性劑和氧化-還原引發(fā)劑這兩種助劑,在30秒~10分鐘內(nèi)混合均勻,得到混合物料;
[0012](2) 將混合物料反應(yīng)固化,得到壓濾性輕質(zhì)透水材料。
[0013]所述甲基丙烯酸長鏈烷基酯類化合物反應(yīng)單體為烷基碳數(shù)為4~10個(gè)的甲基丙烯酸長鏈烷基酯;所述甲基丙烯酸長鏈烷基酯為甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸異辛酯和甲基丙烯酸異冰片酯中的至少一種。
[0014]所述甲基丙烯酸長鏈烷基酯類化合物反應(yīng)單體中還摻入了硬單體,所述硬單體為甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一種;甲基丙烯酸長鏈烷基酯的質(zhì)量占甲基丙烯酸長鏈烷基酯類化合物反應(yīng)單體質(zhì)量的20%以上,甲基丙烯酸甲酯的質(zhì)量不超過甲基丙烯酸長鏈烷基酯類化合物反應(yīng)單體質(zhì)量的20%。
[0015]所述有機(jī)聚合物固體微粉為聚烯烴微粉、聚酰胺微粉、聚酯微粉、熱塑性聚氨酯微粉、甲基丙烯酸酯均聚物或共聚物微粉、甲基丙烯酸酯與苯乙烯共聚物微粉中的至少一種,有機(jī)聚合物固體微粉的粒徑范圍為50~3000目,500目以上的微粉占有機(jī)聚合物固體微粉總質(zhì)量的5%~30%。有機(jī)聚合物固體微粉的作用是填充材料內(nèi)部及表面,使制備的材料強(qiáng)度更高、表面更加平整和光潔并有利于阻止外部粒子滲入材料內(nèi)部,該類聚合物固體微粉相比普通的無機(jī)填料質(zhì)量更輕,所得到的材料比重小。
[0016]所述表面活性劑是指聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚醚和吐溫中的至少一種,其加入量為三種反應(yīng)物料總質(zhì)量的0.1~1.5%。
[0017]所述反應(yīng)固化是指在5~50°C溫度條件下直接固化,或者先在5~20°C預(yù)固化0.5~3h,再于30~50°C固化。
[0018]所述氧化-還原引發(fā)劑是可在較低的溫度條件下弓丨發(fā)不飽和單體聚合的組分,其加入量為三種反應(yīng)物料總質(zhì)量的0.2~2% ;所述氧化-還原引發(fā)劑是由質(zhì)量比為20:1~1:1的氧化體系與還原體系組成;氧化體系為油溶性過氧化物;還原體系為取代酰肼、過渡金屬的有機(jī)酸鹽、烯醇化合物、芳香叔胺和磺酰亞胺類化合物中的至少一種。
[0019]所述油溶性過氧化物為過氧化氫異丙苯、叔丁基過氧化氫、過氧化苯甲酰、過氧化二-(3,5,5-三甲基己酰)、過氧化二月桂酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化苯甲酸叔戊酯、過氧化二碳酸二(2-苯氧乙基)酯和過氧化二碳酸雙(2-乙基己酯)中的至少一種;所述取代酰肼為乙酰苯肼、苯甲酰肼、苯磺酰肼和對甲苯磺酰肼中的至少一種;所述過渡金屬的有機(jī)酸鹽為異辛酸釩、乙酰丙酮釩、氧化釩與烷基磷酸酯混合物、富馬酸亞鐵、環(huán)烷酸鈷和異辛酸鈷中的至少一種;所述烯醇化合物為乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、安息香、草酰乙酸二乙酯、氧代丁二酸和羥基丙烯酸中的至少一種;所述芳香叔胺為N,N- 二甲基苯胺、N, N- 二甲基對甲苯胺、N,N-二(2-羥丙基)對甲苯胺和N,N-二(2-羥乙基)對甲苯胺中的至少一種;所述磺酰亞胺類化合物為糖精鈉、糖精和丁基糖精中的至少一種。
[0020]一種由上述的制備方法制備得到的壓濾性輕質(zhì)透水材料。
[0021]一種由上述的壓濾性輕質(zhì)透水材料制備而成的壓濾性輕質(zhì)透水塑料模具,是將混合物料在相應(yīng)的母模中反應(yīng)固化,得到壓濾性輕質(zhì)透水塑料模具。
[0022]上述的壓濾性輕質(zhì)透水塑料模具在陶瓷高壓注漿、環(huán)保、化工、生物醫(yī)學(xué)、水處理或建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用。另外該材料還可用于制備特殊用途的模具,例如壓力注漿工藝中的陶瓷成型模具等,制備該類模具只需將材料合成的固化過程在相應(yīng)的母模中完成即可。由該法制備的塑料模具表面平整光潔,干燥模具比重小于1,抗壓強(qiáng)度>28MPa,彎曲強(qiáng)度>12MPa,常壓下吸水速率較慢,在壓力下(如0.2MPa)具有顯著的透氣透水性,所制備的模具應(yīng)用在陶瓷成型高壓注漿中,不僅能透水,干燥速度快,還能高效地將泥漿胚體中的細(xì)微顆粒阻擋在模具外部,易清潔和保養(yǎng),具有顯著的壓力過濾作用,脫水后去除壓力胚體易脫模,并且胚體表面光潔,適合連續(xù)化、工業(yè)化生產(chǎn)。
[0023]本發(fā)明是以水為主要致孔劑,通過合適的乳化、分散和單體聚合反應(yīng)放熱形成具有整體連通孔結(jié)構(gòu)的透水材料。油溶性氧化-還原引發(fā)劑與甲基丙烯酸長鏈烷基酯類化合物反應(yīng)單體相容性好形成油相樹脂,水相微滴不單單以簡單孤立的球狀微滴態(tài)存在,由于表面活性劑的作用,部分水相包圍在填料顆粒周圍,填料既分散于油相樹脂中,而且部分進(jìn)人水相微滴中,形成了復(fù)雜的多相體系。當(dāng)引發(fā)劑和促進(jìn)劑分子接觸后,在室溫下經(jīng)過短暫的誘導(dǎo)期,體系即開始聚合固化和放熱,在聚合開始時(shí),體系的粘度開始增長,單體發(fā)生聚合而在微觀液滴周圍收縮,以微滴狀孤立存在于樹脂相的水滴逐漸靠近,以致接觸或聚結(jié)而粗化在該體系中,最終在單體聚合收縮和放熱效應(yīng)促使下樹脂中的水滴與水滴之間、以及與填料周圍的水相之間互相連通,一小部分水因熱膨脹而從表面析出,冷卻后又回到材料內(nèi)部孔隙,從而使材料表面和內(nèi)部相互形成連通孔結(jié)構(gòu),這種材料具有吸水性和透氣透水性,可作為過濾材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本發(fā)明制備的材料具有開孔結(jié)構(gòu),飽和吸水率高達(dá)18%以上。
[0024]本發(fā)明的壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備是以穩(wěn)定有序的微觀乳滴為模板,乳液模板法能通過改變相應(yīng)模板的種類、形狀和大小,精確控制孔及通道直徑的大小和分布。透水材料孔隙的大小、形狀和分布取決于模板。乙烯基單體在自由基氧化-還原引發(fā)體系中于室溫下就能逐漸引發(fā)反應(yīng)而交聯(lián)固化,形成很高強(qiáng)度的聚合物多孔塑料。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是通過液相成孔法制備互通孔隙結(jié)構(gòu),在聚合物成型過程中液相成孔體系對材料沒有破壞作用,模具具有很高的強(qiáng) 度和韌性,抗壓強(qiáng)度28MPa以上,彎曲強(qiáng)度12MPa以上。
[0025]本發(fā)明以甲基丙烯酸長鏈烷基酯為主要單體,在低溫下配制、在5~50°C下逐步成型,減少了單體的揮發(fā),具有固化溫和、收縮率〈0.1%的特點(diǎn),可用于大型模具的澆注成型。
[0026]本發(fā)明使用的側(cè)鏈長鏈烷基的位阻作用和表面張力作用,有效地降低了孔隙孔徑,延緩了水分子在材料或者模具表面的吸附速度和孔隙透過速率,降低了泥漿粒子在表面的吸附和滲入模具內(nèi)部,所制備的材料及模具具有顯著的易清潔性能。
[0027]通過本發(fā)明的制備方法及所得到的產(chǎn)物具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0028](I)本發(fā)明所制備的材料及模具質(zhì)輕、強(qiáng)度高、韌性好,可多次重復(fù)使用;
[0029](2)本發(fā)明所制備的材料及模具在壓力下透氣透水性好,表面平整光潔、易清潔保養(yǎng);滿足現(xiàn)代壓力注漿技術(shù)和其它行業(yè)壓力過濾分離富集的需要。
[0030](3)本發(fā)明的模具制備簡便,易澆注成型,可在5~50°C固化,成型快,收縮小。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述,但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0032]以下實(shí)施例中:抗壓強(qiáng)度是制成40mm*40mm*160mm的長方體試塊后切割成40mm*40mm*40mm的方塊后參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17671-1999進(jìn)行測試,彎曲強(qiáng)度是做成118mm*15mm*IOmm的長方體模塊后按照GB/T9341-2008進(jìn)行測試;
[0033]透氣透水性情況檢驗(yàn)是在固化前的模具中插入一根封閉的塑料管,初步固化后將塑料管拔掉形成中空的試塊,完全固化后用空氣壓縮機(jī)分別用0.2MPa的壓力進(jìn)行壓縮空氣透氣檢驗(yàn)和加壓水(0.2MPa)透水檢驗(yàn),觀察塑料模具試塊表面浸泡在水中試驗(yàn)時(shí)試塊周圍表面不斷冒水冒泡,并且冒水冒泡均勻且面積大表示透氣透水性好;
[0034]清潔性能是在將試塊切割成厚度為1.0cm、直徑為7.8cm的圓柱體模塊,在密閉的體系中加壓灌注4.0MPa的泥漿胚體并保持半小時(shí),并且重復(fù)10次,觀察透水情況,然后用加壓水(0.2MPa)沖洗,觀察模具表面和內(nèi)部能否清洗干凈;
[0035]飽和吸水率是指將同樣大小和形狀的塑料模具在經(jīng)過0.2MPa的壓力水充分沖洗干凈后經(jīng)過60°C恒溫干燥至恒重后,冷卻并在15°C下完全浸泡于水中I天,測得的重量增加值分別與原來塑料模具干燥恒重的重量百分比。
[0036]實(shí)施例1
[0037]一種壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備,具體步驟如下:
[0038]在室溫20°C的環(huán)境中將45g甲基丙烯酸丁酯BMA、105g甲基丙烯酸異丁酯IBMA、200g聚甲基丙烯酸甲酯PMMA (50~100目)、115g PMMA (150~300目)、125g聚甲基丙烯酸異冰片酯PIBOMA (800~1000目)、IOg聚乙烯PE (1000~1200目)、400g水、15.0g聚氧乙烯-聚氧丙烯聚醚F127(聚氧乙烯含量70wt%)、l.5g過氧化苯甲酰(BP0)、0.2g的乙酰苯肼、0.2g糖精和0.1g富馬酸亞鐵在I分鐘內(nèi)混合均勻后置于室溫20°C的環(huán)境中固化,觀察記錄固化時(shí)間,固化完 全后得到壓濾性輕質(zhì)透水材料樣品I。按照相應(yīng)的測試方法觀察樣品表面的光潔性,并測試樣品的抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、透氣透水情況、清潔性及飽和吸水率,測試結(jié)果列于表1中。
[0039]實(shí)施例2
[0040]一種壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備,具體步驟如下:
[0041]在室溫15°C的環(huán)境中將150g IBMA、200g甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸丁酯共聚物 PMMA-BMA (50 ~100 目)、315g PMMA (150 ~300 目)、125g
[0042]甲基丙烯酸異冰片酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物PIB0MA-PMMA (500~600目)、10g聚丙烯PP (2000~3000目)、200g水、Ig聚氧乙烯-聚氧丙烯聚醚L65 (聚氧乙烯含量50wt%)U.0g過氧化氫異丙苯、0.5g五氧化二釩與丁基磷酸酯混合物(釩/磷即V/P=0.20)和0.5g苯甲酰肼在3分鐘內(nèi)混合均勻后放置于室溫15°C的環(huán)境中固化,觀察記錄固化時(shí)間,固化完全后得到壓濾性輕質(zhì)透水材料樣品2。按照相應(yīng)的測試方法觀察樣品表面的光潔性,并測試樣品的抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、透氣透水情況、清潔性及飽和吸水率,測試結(jié)果列于表1中。
[0043]實(shí)施例3
[0044]—種壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備,具體步驟如下:
[0045]在室溫5°C的環(huán)境中將160g IBMA、40g甲基丙烯酸異辛酯EHMA、200g甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸乙酯共聚物PMMA-EMA(50~100目)、370g聚甲基丙烯酸異冰片酯PIBOMA(150~300目)、30g聚酯PET(1000~1200目)、200g水、Ig聚氧乙烯-聚氧丙烯聚醚L64(聚氧乙烯含量40wt%)、10g過氧化二 -(3,5,5-三甲基己酰)、5g叔丁基過氧化氫、3g的N, N- 二甲基苯胺和2g糖精鈉在10分鐘內(nèi)混合均勻后放置于室溫5°C的環(huán)境中固化,觀察記錄固化時(shí)間,固化完全后得到壓濾性輕質(zhì)透水材料樣品3。按照相應(yīng)的測試方法觀察樣品表面的光潔性,并測試樣品的抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、透氣透水情況、清潔性及飽和吸水率,測試結(jié)果列于表1中。
[0046]實(shí)施例4
[0047]一種壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備,具體步驟如下:
[0048]在室溫5°C的環(huán)境中將100g BMA、100g甲基丙烯酸異冰片酯IB0MA、300gPMMA-EMA(50 ~100 目)、115g PMMA (150 ~300 目)、45g PMMA (800 ~1000 目)、350g 水、15g 聚氧乙烯-聚氧丙烯聚醚L35 (聚氧乙烯含量50wt%)、10g過氧化苯甲酸叔丁酯、9g過氧化苯甲酰、0.5g異辛酸釩和0.5g氧代丁二酸在5分鐘內(nèi)混合均勻后放置于室溫30°C的環(huán)境中固化,觀察記錄固化時(shí)間,固化完全后得到壓濾性輕質(zhì)透水材料樣品4。按照相應(yīng)的測試方法觀察樣品表面的光潔性,并測試樣品的抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、透氣透水情況、清潔性及飽和吸水率,測試結(jié)果列于表1中。
[0049]實(shí)施例5
[0050]一種壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備,具體步驟如下:
[0051]在室溫10°C的環(huán)境中將100g BMA、40g IB0MA、60g甲基丙烯酸羥乙酯HEMA、200gPMMA-BMA (50 ~100 目)、140g PMMA (150 ~300 目)、100gPMMA (500 ~600 目)、IOg 聚酰胺(2000~3000目)、350g水、IOg聚氧乙烯-聚氧丙烯聚醚F125 (聚氧乙烯含量50wt%)、IOg過氧化二月桂酰、6g過氧化氫異丙苯、3g N, N-二甲基對甲苯胺和Ig丁基糖精在3分鐘內(nèi)混合均勻后放置于室溫20°C的環(huán)境中固化,觀察記錄固化時(shí)間,固化完全后得到壓濾性輕質(zhì)透水材料樣品5。按照相應(yīng)的測試方法觀察樣品表面的光潔性,并測試樣品的抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、透氣透水情況、清潔性及飽和吸水率,測試結(jié)果列于表1中。
[0052]實(shí)施例6
[0053]一種壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備,具體步驟如下:
[0054]在室溫15°C的環(huán)境中將40g IB0MA、50g甲基丙烯酸甲酯MMA、110gHEMA、200gPMMA(80~100目)、200g甲基丙烯酸異冰片酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物PIB0MA_MMA(200~300目)、100g聚甲基丙烯酸異冰片酯PIB0MA(800~1000目)、300g水、IOg聚醚L64、5g吐溫T-20、8g過氧化苯甲酸叔戊酯、Ig N,N-二(2-羥丙基)對甲苯胺、0.5g異辛酸鈷和0.5g乙酰丙酮在2分鐘內(nèi)混合均勻后放置于40°C的環(huán)境中固化,觀察記錄固化時(shí)間,固化后脫模,得到壓濾性輕質(zhì)透水材料樣品6。按照相應(yīng)的測試方法觀察樣品表面的光潔性,并測試樣品的抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、透氣透水情況、清潔性及飽和吸水率,測試結(jié)果列于表1中。
[0055]實(shí)施例7
[0056]一種壓濾性透水塑料模具的制備,具體步驟如下:
[0057]在室溫10°C 的環(huán)境中將 60g BMA、80g 苯乙烯、40g MMAUOOgPMMA-EMA (50 ~100目)、400g甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸異冰片酯共聚物ΡΜΜΑ-ΙΒ0Α(150~300目)、100g PMMA(800~1000目)、20g熱塑性聚氨酯TPU(600~800目)、200g水、5g聚醚L65、5g吐溫T-40、4g過氧化二碳酸二(2-苯氧乙基)酯、4g過氧化氫異丙苯、Ig苯磺酰肼、Ig草酰乙酸二乙酯,30秒內(nèi)混合均勻得到混合液后,將混合液迅速倒入相應(yīng)的母模中,然后將模具放置于室溫50°C的環(huán)境中固化,觀察記錄固化時(shí)間,固化后脫模,得到壓濾性輕質(zhì)透水塑料模具樣品7。按照相應(yīng)的測試方法觀察樣品表面的光潔性,并測試樣品的抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、透氣透水情況、清潔性及飽和吸水率,測試結(jié)果列于表1中。
[0058]實(shí)施例8
[0059]一種壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備,具體步驟如下:
[0060]在室溫5°C的環(huán)境中將80g IBMA、80g丙烯酸異冰片酯IB0A、20g MMA、100gPMMA-BMA (50 ~100 目)、325g PMMA (150 ~300 目)、25g PMMA (500 ~600 目)、370g 水、15g吐溫T-60、3g過氧化二月桂酰、0.5g叔丁基過氧化氫、0.5g五氧化二釩與丁基磷酸酯混合物(釩/磷即V/P=0.15),0.5g對甲苯磺酰肼和0.5g糖精在5分鐘內(nèi)混合均勻后放置于室溫5°C的環(huán)境中預(yù)固化3小時(shí),再放入30°C的環(huán)境中進(jìn)行后固化,觀察記錄固化時(shí)間,固化完全后得到壓濾性輕質(zhì)透水材料樣品8。按照相應(yīng)的測試方法觀察樣品表面的光潔性,并測試樣品的抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、透氣透水情況、清潔性及飽和吸水率,測試結(jié)果列于表1中。
[0061]實(shí)施例9
[0062]一種壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備,具體步驟如下:
[0063]在室溫10°C 的環(huán)境中將 60g IB0MA、60g HEMA、30g MMA、175g PMMA(50 ~100 目)、300g PMMA (150~300目)、25g甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物PMMA-St (500~600目)、350g水、4g聚醚F127、lg吐溫T_20、2g過氧化苯甲酰、2g過氧化氫異丙苯、0.5g苯甲酰肼和0.5g糖精在I分鐘內(nèi)混合均勻后放置于室溫10°C的環(huán)境中預(yù)固化I小時(shí),再放入40°C的環(huán)境中進(jìn)行后固化,觀察記 錄固化時(shí)間,固化完全后得到壓濾性輕質(zhì)透水材料樣品9。按照相應(yīng)的測試方法觀察樣品表面的光潔性,并測試樣品的抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、透氣透水情況、清潔性及飽和吸水率,測試結(jié)果列于表1中。
[0064]實(shí)施例10
[0065]一種壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備,具體步驟如下:
[0066]在室溫15°C的環(huán)境中將40g IB0MA、40g EHMA、20g MMA、50g甲基丙烯酸羥丙酯HPMA、300g PMMA (50 ~100 目)、200g PMMA (150 ~300 目)、50g PMMA-1BMA (500 ~600目)、50g聚酯PBT(2000~300目)、250g水、6g聚醚F125、4g聚醚L64、3.5g過氧化苯甲酸叔戍酯、0.5g乙酰丙酮I凡、0.5g安息香和0.5g N, N-二(2-輕乙基)對甲苯胺在3分鐘內(nèi)混合均勻后放置于室溫15°C的環(huán)境中預(yù)固化0.5小時(shí),再放入50°C的環(huán)境中進(jìn)行后固化,觀察記錄固化時(shí)間,固化完全后得到壓濾性輕質(zhì)透水材料樣品10。按照相應(yīng)的測試方法觀察樣品表面的光潔性,并測試樣品的抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、透氣透水情況、清潔性及飽和吸水率,測試結(jié)果列于表1中。
[0067]實(shí)施例11
[0068]一種壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備,具體步驟如下:
[0069]在室溫20°C的環(huán)境中將60g IB0MA、60g HPMA、30gMMA、IOg 甲基丙烯酸、200g PMMA(50 ~100 目)、200g 聚酯 PET(150 ~300 目)、100g PMMAC150 ~300 目)、40g PMMAC800 ~1000目)、300g水、4g聚醚F127、6g聚醚L64、IOg過氧化二 - (3,5,5-三甲基己酰)、4g叔丁基過氧化氫、0.3g四氧化二釩與丁基磷酸酯混合物(釩/磷即V/P=0.28)和0.7g乙酰乙酸乙酯在I分鐘內(nèi)混合均勻后放置于室溫20°C的環(huán)境中預(yù)固化I小時(shí),再放入40°C的環(huán)境中進(jìn)行后固化,觀察記錄固化時(shí)間,固化完全后得到壓濾性輕質(zhì)透水材料樣品11。按照相應(yīng)的測試方法觀察樣品表面的光潔性,并測試樣品的抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、透氣透水情況、清潔性及飽和吸水率,測試結(jié)果列于表1中。
[0070]實(shí)施例12
[0071]一種壓濾性輕質(zhì)透水塑料模具的制備,具體步驟如下:
[0072]在室溫5°C的環(huán)境中將100g BMA、50g IB0MA、5g苯乙烯、5g3_甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、300g PMMA (50~100目)、100g聚苯乙烯PSt (150~300目)、100g聚甲基丙烯酸異冰片酯PIBOMA (800~1000目)、340g水、Ig聚醚F127、3g聚醚L35、Ig吐溫T_20、lg過氧化苯甲酰、3g叔丁基過氧化氫、0.4g四氧化二釩與丁基磷酸酯混合物(釩/磷即V/P=0.24),0.3g的N,N-二甲基苯胺(DMA)、0.3g糖精,3分鐘內(nèi)混合均勻得到混合液后,將混合液迅速倒入相應(yīng)的母模中,然后將模具放置于室溫15°C的環(huán)境中預(yù)固化2小時(shí),再放入50°C的環(huán)境中進(jìn)行后固化,觀察記錄固化時(shí)間,固化后脫模,得到壓濾性輕質(zhì)透水塑料模具12。按照相應(yīng)的測試方法觀察樣品表面的光潔性,并測試樣品的抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、透氣透水情況、清潔性及飽和吸水率,測試結(jié)果列于表1中。
[0073]表1壓濾性輕質(zhì)透水材料性能檢測結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備方法,其特征在于包括以下步驟: (1)在溫度為5~20°C下將15~20質(zhì)量份的甲基丙烯酸長鏈烷基酯類化合物反應(yīng)單體、45~65質(zhì)量份的有機(jī)聚合物固體微粉、20~40質(zhì)量份的水這三種反應(yīng)物料,以及表面活性劑和氧化-還原引發(fā)劑這兩種助劑,在30秒~10分鐘內(nèi)混合均勻,得到混合物料; (2)將混合物料反應(yīng)固化,得到壓濾性輕質(zhì)透水材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備方法,其特征在于:所述甲基丙烯酸長鏈烷基酯類化合物反應(yīng)單體為烷基碳數(shù)為4~10個(gè)的甲基丙烯酸長鏈烷基酯;所述甲基丙烯酸長鏈烷基酯為甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸異辛酯和甲基丙烯酸異冰片酯中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備方法,其特征在于:所述甲基丙烯酸長鏈烷基酯類化合物反應(yīng)單體中還摻入了硬單體,所述硬單體為甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸和3 -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一種;甲基丙烯酸長鏈烷基酯的質(zhì)量占甲基丙烯酸長鏈烷基酯類化合物反應(yīng)單體質(zhì)量的20%以上,甲基丙烯酸甲酯的質(zhì)量不超過甲基丙烯酸長鏈烷基酯類化合物反應(yīng)單體質(zhì)量的20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備方法,其特征在于:所述有機(jī)聚合物固體微粉為聚烯烴微粉、聚酰胺微粉、聚酯微粉、熱塑性聚氨酯微粉、甲基丙烯酸酯均聚物或共聚物微粉、甲基丙烯酸酯與苯乙烯共聚物微粉中的至少一種,有機(jī)聚合物固體微粉的粒徑范圍為50~3000目,500目以上的微粉占有機(jī)聚合物固體微粉總質(zhì)量的5%~30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備方法,其特征在于:所述表面活性劑是指聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚醚和吐溫中的至少一種,其加入量為三種反應(yīng)物料總質(zhì)量的0.1~1.5% ;所述反應(yīng)固化是指在5~50°C溫度條件下直接固化,或者先在5~20°C預(yù)固化0.5~3h,再于30~50°C固化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備方法,其特征在于:所述氧化-還原引發(fā)劑是由質(zhì)量比為20:1~1:1的氧化體系與還原體系組成,其加入量為三種反應(yīng)物料總質(zhì)量的0.2~2% ;氧化體系為油溶性過氧化物;還原體系為取代酰肼、過渡金屬的有機(jī)酸鹽、烯醇化合物、芳香叔胺和磺酰亞胺類化合物中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓濾性輕質(zhì)透水材料的制備方法,其特征在于:所述油溶性過氧化物為過氧化氫異丙苯、叔丁基過氧化氫、過氧化苯甲酰、過氧化二 - (3,5, 5 -三甲基己酰)、過氧化二月桂酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化苯甲酸叔戊酯、過氧化二碳酸二(2 -苯氧乙基)酯和過氧化二碳酸雙(2 -乙基己酯)中的至少一種;所述取代酰肼為乙酰苯肼、苯甲酰肼、苯磺酰肼和對甲苯磺酰肼中的至少一種;所述過渡金屬的有機(jī)酸鹽為異辛酸釩、乙酰丙酮釩、氧化釩與烷基磷酸酯混合物、富馬酸亞鐵、環(huán)烷酸鈷和異辛酸鈷中的至少一種;所述烯醇化合物為乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、安息香、草酰乙酸二乙酯、氧代丁二酸和羥基丙烯酸中的至少一種;所述芳香叔胺為N,N - 二甲基苯胺、N,N - 二甲基對甲苯胺、N,N -二(2 -羥丙基)對甲苯胺和N,N - 二(2 -羥乙基)對甲苯胺中的至少一種;所述磺酰亞胺類化合物為糖精鈉、糖精和丁基糖精中的至少一種。
8.一種由權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的壓濾性輕質(zhì)透水材料。
9.一種由權(quán)利要求8所述的壓濾性輕質(zhì)透水材料制備而成的壓濾性輕質(zhì)透水塑料模具,其特征在于:將混合物料在相應(yīng)的母模中反應(yīng)固化,得到壓濾性輕質(zhì)透水塑料模具。
10.權(quán)利要求9所述的壓濾性輕質(zhì)透水塑料模具在陶瓷高壓注漿、環(huán)保、化工、生物醫(yī)學(xué)、水處理或建 筑領(lǐng)域中的應(yīng)用。
【文檔編號】C08F120/18GK103897099SQ201410119626
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】黃月文, 王斌 申請人:中科院廣州化學(xué)有限公司南雄材料生產(chǎn)基地, 中科院廣州化學(xué)有限公司