專利名稱：一種制備帶有開(kāi)孔的多孔材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于制備一種帶孔的多孔材料的方法的。具體而言，本發(fā)明涉及的是從一種混合物制備帶開(kāi)孔的多孔材料的方法，該混合物包括(1)分子中至少帶一個(gè)環(huán)氧環(huán)的環(huán)氧化合物，(2)可與該環(huán)氧化合物反應(yīng)使之固化的固化劑，(3)填料及(4)可進(jìn)一步加入可溶性鹽的水。
迄今為止，已提出用以制備帶開(kāi)孔且可用作過(guò)濾介質(zhì)、空氣擴(kuò)散介質(zhì)、鑄模等的多孔材料的各種方法，例如燒結(jié)金屬粉末、燒結(jié)熱塑樹(shù)脂粉末、燒結(jié)無(wú)機(jī)物粉末，水泥或類似物的水合凝固法，對(duì)熱塑塑料和填料的混合物進(jìn)行壓?；驂褐?，使含造孔劑的樹(shù)脂溶液固化后，再通過(guò)溶解作用，除去或蒸發(fā)脫除造孔劑，利用發(fā)泡劑，通過(guò)聚合使一種W/O乳液如含水的聚酯樹(shù)脂固化，再?gòu)脑摴袒镏姓舫荨?br> 然而，這些公知的制備帶開(kāi)孔的多孔材料的方法都不可避免地遇到鑄模方面的一種或數(shù)種難題，例如用這些方法制成的產(chǎn)品在其形狀和大小尺寸方面都受到很大限制，再如這些方法需要利用較高溫度和/或壓力下熱處理壓制，還如這些制造方法十分復(fù)雜。
此外，這些已知方法的另一問(wèn)題是很難精確控制產(chǎn)品的孔徑。而在制備用作過(guò)濾介質(zhì)和空氣擴(kuò)散介質(zhì)的帶開(kāi)孔的多孔材料的過(guò)程中，對(duì)孔徑的控制是最重要的因素。
作為一種制備帶開(kāi)孔的多孔材料的方法，且該法可解決上述問(wèn)題，可制出大量帶開(kāi)孔的、形狀復(fù)雜的且具有所要求的尺寸精確的孔徑的多孔材料，已知的一種方法包括使環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、填料和水混合攪拌制成乳狀漿液，保持該漿液水含量的同時(shí)固化之，再脫除固化物中的水份，使在其中形成開(kāi)孔。例如，經(jīng)審查的日本專利公報(bào)(下面稱為“日本特許公告”No.2464/1978達(dá)到所需目的的方法是從含縮水甘油基型環(huán)氧樹(shù)脂、聚合的脂肪酸聚酰胺固化劑，填料和水的混合物制出一種O/W型乳狀漿液，將該漿液澆鑄在一不滲水的模子里，保持漿液水含量的同時(shí)固化之，再?gòu)墓袒镏忻摮?。用該常?guī)方法可制備大量多孔材料，且該多孔材料帶有開(kāi)孔，具有尺寸精確的復(fù)雜形狀，用該法還可通過(guò)調(diào)節(jié)填料的顆粒大小精確控制孔徑，控制活性稀釋劑用量和環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、填料及水之間的相對(duì)配料比，不過(guò)，用該法制備出的多孔材料的孔徑太小，其數(shù)量級(jí)不大于1.5μm，因此，該材料不適于用作過(guò)濾介質(zhì)、空氣擴(kuò)散介質(zhì)和鑄模。
日本特許公告26657/1987公開(kāi)的一種制備帶開(kāi)孔的多孔材料的方法可解決上述問(wèn)題。該法包括先制備固化劑，再劇烈攪拌含多酚型環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、填料和水的混合物使形成乳狀漿液，將該漿液澆鑄在不滲水的模子里，保持其水含量的同時(shí)固化之，再脫除固化物中的水份。其中固化劑是通過(guò)使一種酰胺化合物與一種聚合的脂肪酸聚酰胺混合而成，或通過(guò)使單脂肪酸、聚合的脂肪酸和亞乙基胺混合并反應(yīng)形成一混合反應(yīng)產(chǎn)物而制成，上述酰胺化合物是通過(guò)一單脂肪酸與一亞乙基胺H2N-(CH2-CH2-NH)n-H(其中n是3-5的整數(shù))反應(yīng)制成的，上述聚合的脂肪酸酰胺是由一聚合的脂肪酸與上述亞乙基胺反應(yīng)制成的。用該法可制出大量帶開(kāi)孔的多孔材料，其平均孔徑0.5-10μm，較好0.5-5μm，最好是1.5-5μm，且尺寸精確。此外，未審查的日本專利公開(kāi)(下面稱作“日本公開(kāi)特許”)No.75044/1988同樣提出一種制備帶開(kāi)孔且孔徑0.2-10μm的多孔材料。該法包括從含縮水甘油酯基型環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰胺固化劑、改性聚酰胺固化劑和/或胺固化劑、填料和水的混合物制備乳狀漿液，再將其澆鑄到不滲水的模子里，保持其水含量的同時(shí)固化之，再脫除該固化物中的水份。
然而，雖然這些方法可控制制出的多孔材料的孔徑，但卻不能制出其中開(kāi)孔具有其孔徑與空氣和水的滲透性總是保持不變關(guān)系的多孔材料。特別是，有時(shí)候即使孔徑足夠大，水和空氣的滲透性仍不夠好。如果將這種帶開(kāi)孔的多孔材料用作過(guò)濾介質(zhì)，空氣擴(kuò)散介質(zhì)及工業(yè)上的鑄模，該材料孔徑與空氣和水的滲透性之間關(guān)系的一致性是至關(guān)重要的。此外，工業(yè)生產(chǎn)中，控制多孔材料的水和空氣的滲透性也很重要，但目前用常規(guī)技術(shù)還不可能控制上述方面。
此外，如果要求多孔材料尺寸具有較高的精確度，必須消除多孔材料固化期間散在的收縮性。但常規(guī)技術(shù)也根本解決不了這個(gè)問(wèn)題。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種制備帶開(kāi)孔的多孔材料的方法，該法不存在用常規(guī)方法出現(xiàn)的上述問(wèn)題。
本發(fā)明的發(fā)明人已詳細(xì)研究出從含環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、填料和水的體系得到的乳狀漿液的固化方法，且已發(fā)現(xiàn)，由于該乳狀漿液粘聚力的變化，從該漿液制成的多孔材料的收縮量是分散的，而該乳狀漿液中所含可溶鹽的種類和含量的分布是造成粘聚力變化的原因。此外，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，水和空氣在多孔材料上的滲透性的不穩(wěn)定性主要取決于由獨(dú)立的聚合物樹(shù)脂顆粒占據(jù)的那些孔中空間的比例，或者，主要取決于由樹(shù)脂顆粒占據(jù)的孔的負(fù)載量，而且，孔中獨(dú)立的聚合物樹(shù)脂顆粒的存在量，與乳狀漿液粘聚力的大小密切相關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明提供的制備帶開(kāi)孔的多孔材料的方法，將可溶性鹽強(qiáng)制性加入一乳狀漿液中，以控制固化期間漿液的收縮，并將水和空氣在制成的多孔材料上的滲透率分別控制在要求的數(shù)值，同時(shí)減少收縮的分散度，以及水的滲透率和空氣的滲透率。上述乳狀漿液含有其分子中至少帶一個(gè)環(huán)氧環(huán)的環(huán)氧化合物，一種能與該環(huán)氧化合物反應(yīng)并固化之的固化劑，一種填料及水。
從下面的說(shuō)明并參照附圖，可對(duì)本發(fā)明的其它目的、特征及優(yōu)點(diǎn)一目了然。附圖中

圖1是從乳液分出的水量(水分離度)與該乳液中存在的可溶鹽種類之間的關(guān)系圖。
圖2是添加的可溶鹽的量與固化物體的收縮因子或該物體對(duì)水和空氣的滲透率之間關(guān)系的一般傾向的簡(jiǎn)要示意圖。
圖3是日本特許公報(bào)15364/1990(US4884959)中圖3所示的用于制備大尺寸洗臉盆的模具圖。該模具包括卡在一起的a、b、c三片，是根據(jù)下面實(shí)例將介紹的制備多孔材料的方法制成的。
圖4是具有圖3所示形狀的一多孔物體9與其上的通道10之間關(guān)系的透視圖。
本發(fā)明是關(guān)于制備一種帶開(kāi)孔的多孔材料的方法的，該法包括通過(guò)攪拌包括下述成份的混合物配制乳狀漿液(1)一種其分子中至少帶一個(gè)環(huán)氧環(huán)的環(huán)氧化合物，(2)一種可與該環(huán)氧化物反應(yīng)并固化之的固化劑，(3)一種填料及(4)水，將制成的乳狀漿液澆鑄在一不滲水的模子里，保持漿液水含量的同時(shí)固化之，其中可將可溶性鹽加到混合物中。
優(yōu)選的可溶性鹽是能夠釋放一價(jià)和二價(jià)陽(yáng)離子以及一價(jià)和二價(jià)陰離子的無(wú)機(jī)鹽，其中的具體實(shí)例包括氯化鉀、氯化鈉、氯化鋅、氯化鈣、氯化鋇、氯化鉻、氯化鈦、氯化鐵、氯化鎳、氯化鎂、硫酸鋁、硫酸鋅、硫酸鋁銨、硫酸鋁鉀、硫酸鉀、硫酸鉻、硫酸鈷、硫酸鐵、硫酸銅、硫酸鈉、硫酸鎳、硫酸鎂、硫酸錳、氫氧化鈉、氫氧化鉀和氫氧化鈣。
常溫下呈液態(tài)且粘度較低的環(huán)氧化合物適用于制備乳狀漿液。優(yōu)選的環(huán)氧化合物包括一雙酚型環(huán)氧樹(shù)脂如雙酚A、雙酚F和雙酚AD。
適用于制備乳狀漿液的粘度較低的固化劑的實(shí)例包括聚酰胺、聚胺、改性聚胺或它們的混合物。其中特別優(yōu)選的是聚酰胺型固化劑，其中包括一種混合物或一種反應(yīng)混合物，上述混合物為一種酰胺化合物與一種聚合的脂肪酸聚酰胺的混合物，其中的酰胺化合物由一單脂肪酸與一亞乙基胺H2N-(CH2-CH2-NH)n-H(其中n是3-5的整數(shù))反應(yīng)得到，其中的聚合的脂肪酸聚酰胺由一聚合的脂肪酸與上述亞乙基胺反應(yīng)得到，上述的反應(yīng)混合物是由單脂肪酸、聚合的脂肪酸及亞乙基胺混合反應(yīng)得到的。
對(duì)可用于本發(fā)明的填料無(wú)具體限制，但優(yōu)選那些可粘附到環(huán)氧樹(shù)脂上且其顆粒大小可控制的填料。其中的具體實(shí)例包括氧化硅粉末、石英砂粉末。另外，如果需用重量輕的固化產(chǎn)品，同樣可采用有機(jī)物質(zhì)粉末和微球。
此外，可將活性稀釋劑和/或固化促進(jìn)劑用作制備乳狀漿液的成份。活性稀釋劑的實(shí)例包括烯丙基縮水甘油脂基醚、丁基縮水甘油脂基醚、氧化苯乙烯、苯基縮水甘油脂基醚、甲苯基縮水甘油脂基醚、亞乙基二醇二環(huán)氧甘油醚、新戊二醇二環(huán)氧甘油醚、1，6-己二醇縮水甘油脂基醚和三甲基丙烷三環(huán)氧甘油醚，固化促進(jìn)劑的實(shí)例是芐基二甲胺和2，4，6-三(二甲基氨基甲基)苯酚。
下面將進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
當(dāng)固化樹(shù)脂-填料-水體系的乳液時(shí)，所觀察到的對(duì)收縮量影響最大的因素是一種被稱為“水分離”的現(xiàn)象，即固化期間，有一部分水從乳液中分離出來(lái)。為了研究水分離與乳液中可溶鹽種類之間的關(guān)系，將各種各樣的可溶鹽加到包括50份重環(huán)氧樹(shù)脂(雙酚型環(huán)氧樹(shù)脂與聚酰胺固化劑的混合物)和100份重純水的乳狀漿液中，制成不同的乳狀漿液。將每種乳液各倒入一個(gè)試管內(nèi)，高度250mm，以測(cè)量生成的分離水的層厚(水分離度)。將測(cè)出的結(jié)果對(duì)每一離子濃度作圖，制成圖1。
從圖1所示結(jié)果可知，可溶離子含量越高，水的分離度越大，但粘聚力隨離子種類而變，所以，離子對(duì)水分離的影響隨不同離子而異。因此，可用下述“水分離因子”(W.S.F.)定義所用的可溶鹽，該因子是構(gòu)成可溶鹽的每一離子的定量水分離特性的總和(W.S.F.)＝〔Na+〕/143.4+〔K+〕/247.3+〔Ca2+〕/274.4+〔Cl-〕/1298.7+〔SO2-4〕/1815.9(每一離子濃度用ppm表示)或者，重復(fù)上述同樣方法，只是代替上述純水的是一種濾液，該濾液由過(guò)濾含100份重的石英砂粉末和50份重水的石英砂漿液得到的。由此得到的結(jié)果匯于下面表1。
從表1所列數(shù)據(jù)可知，由所用可溶性鹽中每一離子的水分離特性衡量的水分離因子值越大，水分離度越大，因此，可以預(yù)料，固化期間的收縮將相應(yīng)增加。此外，收縮量可能根據(jù)所用石英砂的種類和批號(hào)而分布，因?yàn)槭⑸爸锌扇茺}含量隨上述這些因素而變。
如圖1所示，如用SO2-4和/或Cl-離子，可相當(dāng)容易地控制固化期間的收縮，因?yàn)樵谒蛛x度相對(duì)于這些離子的加入量方面，這些離子顯示出相對(duì)緩慢的變化。在這種情況下，將每種離子以水溶性無(wú)機(jī)鹽形式加到乳液中是很實(shí)用的。在這方面，最好選擇的鹽對(duì)乳液的其它物理性質(zhì)無(wú)有害影響且易于操作。這類鹽的實(shí)例包括硫酸鋁。
使含100份重環(huán)氧樹(shù)脂(雙酚型環(huán)氧樹(shù)脂和聚酰胺硬化劑的混合物)和400份重石英砂漿液(300份重石英砂粉末+100份重水)的乳狀漿液固化，同時(shí)在除通常存在于石英砂漿液中的可溶性鹽外，添加各種劑量的硫酸鋁，將硫酸鋁的加入量與觀察到的線性收縮或水分離因子之間的關(guān)系列于表2。
表 2硫酸鋁添加量 0 0.015% 0.025% 0.035% 0.045%水分離因子 0.94 1.14 1.27 1.40 1.54線性收縮因子 0.040% 0.044% 0.088% 0.088% 0.33%注硫酸鋁添加量用“重量百分比”表示，以石英砂重量為基準(zhǔn)，水分離因子的計(jì)算基于對(duì)石英砂漿液的濾液分析獲得的結(jié)果(下面與此相同)。
表1和2所列結(jié)果清楚表明，可通過(guò)調(diào)節(jié)乳液中可溶性鹽的種類和含量，控制乳液固化期間的收縮?？扇苄喳}含量越低，收縮量越小，尺寸精確度越高。不過(guò)，控制收縮對(duì)制成的多孔材料上水和空氣的滲透性有不利的影響，下面將詳細(xì)討論。
現(xiàn)在將說(shuō)明乳液中可溶性鹽與水和空氣的滲透性之間的關(guān)系。表3示出硫酸鋁含量與固化的多孔材料上水和空氣的滲透性之間的關(guān)系，該固化的多孔材料是從其配方與獲得表2所列結(jié)果的實(shí)驗(yàn)所用配方相同，只是所用石英砂漿液中可溶性鹽含量相當(dāng)?shù)偷娜闋顫{液制成的，該漿液中加有各種劑量的硫酸鋁。表3中，用于測(cè)量水和空氣滲透率的方法與下面實(shí)例詳述的方法相同。
表 3Al2(SO4)3水的滲透率空氣的收縮因子添加量(%) 滲透率 (%)0 13′5″/2l 1l/min 0.0400.015 7′36″/2l 5l/min 0.0440.025 4′40″/2l 11l/min 0.0440.030 3′05″/2l 17l/min 0.0440.035 2′30″/2l 20l/min 0.0670.040 2′20″/2l 22l/min 0.1330.045 2′17″/2l 24l/min 0.1550.050 1′58″/2l 32l/min 0.200上述結(jié)果清楚表明，可通過(guò)調(diào)節(jié)可溶性鹽的添加量，控制固化物體的收縮量及水和空氣的滲透性。如上所述，添加可溶性鹽對(duì)收縮因子和水及空氣的滲透性的一種作用與這種添加的另一種作用相反，所以，可溶性鹽的加入量取決于將怎樣使用制成的固化物體。
可溶性鹽的用量與收縮因子或水和空氣的滲透性之間的一般關(guān)系簡(jiǎn)示于圖2。
更具體而言，如可溶性鹽用量小，水和空氣滲透性可急劇增加，而收縮則隨可溶性鹽量的增加而緩慢增加。另一方面，如可溶性鹽用量大，水和空氣滲透性逐漸增加，而收縮則隨可溶性鹽用量增加而急劇增加。因此，如控制可溶性鹽用量，使其落在圖2所示范圍A內(nèi)，可制出收縮相當(dāng)小、水和空氣滲透性相當(dāng)大的多孔材料。
關(guān)于可溶性鹽用量與水和空氣滲透性之間的關(guān)系，看上去如采用可溶性鹽含量低，粘附較差的乳狀漿液，從該漿液沉積的樹(shù)脂顆粒不與填料顆粒結(jié)合，發(fā)生聚合反應(yīng)形成獨(dú)立的樹(shù)脂顆粒，而這樣一來(lái)，這些樹(shù)脂顆粒陷入孔內(nèi)，造成孔的堵塞。
因此，除控制可溶性鹽用量外，完成固化后，可使加壓水或壓縮空氣通過(guò)這些孔，除掉陷入的樹(shù)脂顆粒，以消除制成的多孔材料上水和空氣滲透性的分布。在固化乳狀漿液的同時(shí)保持其水含量，以此制成多孔材料。所以，如果制成的固化物體在干燥前，先經(jīng)受上述脫除陷入的樹(shù)脂顆粒的處理，則孔中的樹(shù)脂顆粒將與水一起向水蒸發(fā)表面遷移，而這樣可能造成堵塞。如將多孔材料用作如陶器用鑄模，即只利用其中的一面，可通過(guò)從另一面干燥之而排除這一問(wèn)題，但如將多孔材料用作如過(guò)濾介質(zhì)，即其兩面都要使用，則將出現(xiàn)上述堵塞問(wèn)題。此外，如要制備形狀復(fù)雜的大尺寸多孔材料，由于干燥期間多孔物體的收縮，可對(duì)制成的多孔材料的尺寸精確度造成不利影響，即所謂的“復(fù)形”現(xiàn)象。為此，如要沖洗固化的多孔物體，希望使加壓水或壓縮空氣通過(guò)仍然含水，即不干燥的多孔物體。
將壓縮水或空氣壓入多孔物體的過(guò)程，可由具有日本特許公報(bào)15364/1990(US4884959)中圖3所示結(jié)構(gòu)的裝置完成，該文是關(guān)于用作如陶器用澆鑄模的多孔材料的。
從圖3的斷面可清楚了解，每一澆鑄部件中，由多孔材料9制成的過(guò)濾層，通過(guò)一用作密封材料的樹(shù)脂層14固定在位于一加固的鐵盒內(nèi)的過(guò)濾器12上。樹(shù)脂層14加到位于模件的配合或連接表面上的過(guò)濾器12上。該樹(shù)脂層可由Konishi Kabushiki Kaisha制造、商標(biāo)名“Adhesive Bond E250”的粘合劑制成。當(dāng)三個(gè)模具部件裝配時(shí)，它們的模壓表面連接形成一模型腔15。標(biāo)作參考號(hào)10的是分流通道或通路，它們?cè)诙嗫孜矬w9中形成，以使水和空氣流過(guò)。如圖4簡(jiǎn)示，分流通道或通路10一般是與一模具部件的模壓表面21平行排列并按與主體通道或通路10′連通的方式相互交叉，10′與伸出模具部件的管線11連通。標(biāo)作16的是壓力下供料漿用管線。供料漿管線16通過(guò)側(cè)面的模具部件C通入模型腔15，如圖所示，將漿料注入模型腔15。在漿料澆鑄及后續(xù)的加壓模壓操作期間，水從多孔物體9經(jīng)分流通道10排到外面。排料管17通過(guò)三通旋塞18與管16連接，當(dāng)漿料澆鑄到足夠的厚度后，使過(guò)剩漿料從這里排到外面。標(biāo)號(hào)19是一通氣管，用于吹入壓縮空氣，以減少澆鑄漿的含水量。通氣管19通過(guò)下面的模具部件b與模型腔15連通并裝有控制閥20。向分流通道10通入壓縮空氣，使在制品與模子分離時(shí)，在模壓制品與模壓表面之間形成水膜。
因此，如將壓縮水或空氣壓入管11，通過(guò)多孔物體中的分流通道10向多孔物體9供入壓縮水或空氣，分流通道10與管11連通，這樣，即可沖洗或清潔這些孔。
在乳狀漿液固化后同時(shí)還含水時(shí)，應(yīng)盡可能快地沖洗多孔物體，最好在10天內(nèi)，更好是5天內(nèi)沖洗。這是因?yàn)椋绻辉谏鲜鰰r(shí)間內(nèi)沖洗多孔物體，孔內(nèi)的樹(shù)脂顆粒將結(jié)合到孔壁上而因此造成堵塞，而且利用沖洗很難除掉結(jié)合到壁上的這些粒子。
應(yīng)根據(jù)多孔物體中每個(gè)孔的直徑控制壓縮水或空氣的壓力。更具體地講，如一個(gè)孔的直徑小，使用較高壓力，如孔直徑較大，利用較低壓力即足以進(jìn)行沖洗。不過(guò)，壓縮水或空氣的壓力優(yōu)選0.5-10Kg/cm2。
固化期間溫度的分布亦成為水或空氣滲透性分布的原因。更具體地講，如果制備較大較厚的多孔物體時(shí)，即使固化氣氛的溫度是恒定或均勻的，固化溫度也因多孔物體不同部位而異。例如，多孔物體內(nèi)部的固化溫度相當(dāng)高，而其靠近表面部分的溫度則相當(dāng)?shù)?。在較低溫度部分析出乳液的樹(shù)脂顆粒具有較低的熱速度，相應(yīng)地，它們很難與共存的填料顆粒結(jié)合并因此造成多孔物體中孔的堵塞。
減少固化溫度的分布可通過(guò)如降低固化氣氛的溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣可固化溫度在多孔物體的每一部分都是較低的，且基本上是均勻的。不過(guò)，如果降低固化溫度，樹(shù)脂顆粒與填料顆粒之間幾乎不可能有上述的那種結(jié)合。所以，應(yīng)將可溶鹽的加入量增加到一定程度，在該含量下，乳狀漿液稍有凝結(jié)，且取決于固化溫度的減少程度。
如用硫酸鋁作為待加可溶鹽，硫酸鋁的加入速度最好是固化氣氛中溫度每降低10℃就增加0.001-0.05%。
下面將參照非限制性實(shí)例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)例在按常規(guī)技術(shù)進(jìn)行的對(duì)比例及實(shí)例1-5中，制備配方如下的乳狀漿液，將硫酸鋁按表4所列用量加入到漿液中，再將該混合物加到不銹鋼容器內(nèi)，在常溫下劇烈攪拌10min，使成均勻乳狀漿液。
Epikote 815 13份重 雙酚型環(huán)氧樹(shù)脂(可從Yuka(商標(biāo)名稱) Shell Epoxy K. K.購(gòu)到)Tohmide245S 4.7份重 聚酰胺固化劑(可從Fuji(商標(biāo)名稱) Kasei Kogyo K. K.購(gòu)到)TAP(商標(biāo)名稱) 0.3份重 固化促進(jìn)劑(可從KayakuNoulli K. K.購(gòu)到)石英砂 56份重 其中85%(V)的粒徑不超過(guò)10μ水 26份重將上述每一乳狀漿液注入適宜的不滲水的澆鑄模子內(nèi)，用一蓋子封住模子，以防止乳液中水份蒸發(fā)，使其在表4所示固化氣氛的溫度(H.A.Temp.)下置放24hr.(在固化氣氛溫度45℃)或48hr.(在固化氣氛溫度30℃)，使該含水漿液固化，再將制成的固化物體從模子里倒出。之后，將該固化物體放在保持50℃的干燥器內(nèi)24hr.，通過(guò)蒸發(fā)脫除物體中的水份(對(duì)比例及實(shí)例1-3)。另一方面，固化后馬上用2Kg/cm2壓縮空氣沖洗其余的固化物體(實(shí)例4和5)5min，再用加壓水(2Kg/cm2)沖洗5min，將該沖洗過(guò)程重復(fù)5次，固化物體不經(jīng)干燥。
1)水滲透速率測(cè)量如下用200mm×200mm×20mm氯乙烯盒作為不滲水的模子，在其中澆鑄固化物體，向該制成的、被水飽和的固化物體通上2Kg/cm2壓力的水10min，再測(cè)出通上2l水所需的時(shí)間，即速率是用所測(cè)時(shí)間表示的。
2)空氣滲透速率測(cè)定如下用60mmφ×20mm氯乙烯盒作不滲水的模子，在其中澆鑄固化物體，再向該制成的、被水飽和的固體物體施加2Kg/cm2壓力的空氣，測(cè)出5min內(nèi)通過(guò)該物體的空氣量，即空氣滲透速率用如此測(cè)出的空氣量表示。
3)收縮因子(S.Fac)測(cè)定如下用50mm(長(zhǎng))×50mm(寬)×500mm(高)的FRP盒作不滲水的模子，在其中澆鑄固化物體。在模子的450mm的區(qū)間內(nèi)刻上收縮標(biāo)記，讀出轉(zhuǎn)移到固化物體表面的刻印標(biāo)記，計(jì)算標(biāo)記高度方向上的線性收縮因子。
從表4所列結(jié)果可見(jiàn)，與對(duì)比例結(jié)果相比，通過(guò)加入可溶鹽，可在不過(guò)量增加收縮因子情況下，顯著地改進(jìn)水和空氣的滲透性。
此外，由于實(shí)例所用的是相當(dāng)小的實(shí)驗(yàn)物體，所以表4所列沖洗處理和固化溫度對(duì)物理性的影響也相當(dāng)小?？筛鶕?jù)實(shí)例1、4和5所用的方法制備具有日本特許公報(bào)15364/1990所示結(jié)構(gòu)的大尺寸洗臉盆的鑄模，例1所用方法沒(méi)有提供尺寸精度高的鑄模，因?yàn)橹瞥傻墓袒矬w由于干燥期間出現(xiàn)的收縮而產(chǎn)生所謂的“變形”現(xiàn)象，致使制成的多孔物體稍有變形。相反，例4和5所用方法一點(diǎn)沒(méi)有出現(xiàn)這種現(xiàn)象。
此外，使加壓水通過(guò)按例1和4所用方法制成的鑄模，以觀察從多孔物體表面流出的水的情況并發(fā)現(xiàn)，這些鑄模上有一些水滲透性較差的部分如一些較厚的部分和一些彎角落，而按例5所用方法制出的鑄模就沒(méi)有這種問(wèn)題。
本發(fā)明可達(dá)到的效果可匯總?cè)缦?1)本發(fā)明中，可將可溶性鹽加到一混合物中，該混合物包括其分子中至少帶一個(gè)環(huán)氧環(huán)的環(huán)氧化合物、可與環(huán)氧化合物反應(yīng)使之固化的固化劑、填料和水，攪拌該混合物使成為乳狀漿液，將該漿液澆鑄到不滲水的模子里，制成固化的含水漿液，以此制備帶開(kāi)孔的多孔材料。所以，本發(fā)明方法可控制固化期間的收縮，并可在減少制成的帶開(kāi)孔的多孔材料上水和空氣滲透性分布的同時(shí)，將該滲透性控制到所需的水平。
(2)用雙酚型環(huán)氧樹(shù)脂作為環(huán)氧成份，以及用主要含聚酰胺的固化劑作為固化劑，使得可以很容易地制備粘度低、適于在常溫下在不滲水模具內(nèi)澆鑄的乳狀漿液。
(3)由于用水溶性無(wú)機(jī)鹽作可溶性鹽成份，這種可溶鹽可均勻分散在整個(gè)乳狀漿液中。
(4)由于通過(guò)使乳狀漿液固化而不脫除其中的水份制成帶開(kāi)孔的多孔材料，用加壓水和/或空氣通過(guò)其中的孔而進(jìn)行沖洗，可有效地解決孔的堵塞問(wèn)題。
(5)通過(guò)控制可溶性鹽的用量，使當(dāng)固化溫度較低時(shí)增加該用量，固化溫度較高時(shí)減少該用量，可根據(jù)固化氣氛溫度確保水和空氣的滲透率達(dá)到最佳值。
權(quán)利要求
1.一種制備帶開(kāi)孔的多孔材料的方法，該法包括先通過(guò)攪拌混合物配制乳狀漿液，再將該制成的乳狀漿液澆鑄到不滲水的模子里，然后在保持該漿液水含量不變的同時(shí)固化之，且其中可向混合物中加入可溶性鹽，上述混合物包括(1)分子中至少帶一個(gè)環(huán)氧環(huán)的環(huán)氧化合物，(2)可與該環(huán)氧化合物反應(yīng)使之固化的固化劑，(3)填料和(4)水。
2.權(quán)利要求1的方法，其中可溶性鹽是一種水溶性無(wú)機(jī)鹽。
3.權(quán)利要求2的方法，其中可溶性鹽是硫酸鋁。
4.權(quán)利要求1的方法，其中向通過(guò)保持漿液水含量的同時(shí)固化之而制成的帶開(kāi)孔的多孔材料施加加壓水和/或壓縮空氣，以清掃該多孔材料的孔。
5.權(quán)利要求1的方法，其中控制可溶性鹽的加入量，使得當(dāng)固化溫度低時(shí)增加加入量，固化溫度高時(shí)減少加入量。
6.權(quán)利要求1的方法，其中環(huán)氧化合物是雙酚型環(huán)氧樹(shù)脂，固化劑是主要包括聚酰胺的固化劑。
7.權(quán)利要求6的方法，其中可溶性鹽是水溶性無(wú)機(jī)鹽。
8.權(quán)利要求7的方法，其中可溶性鹽是硫酸鋁。
9.權(quán)利要求6的方法，其中向通過(guò)保持漿液水含量的同時(shí)固化之而制成的帶開(kāi)孔的多孔材料施加加壓水和/或壓縮空氣，以清掃該多孔材料的孔。
10.權(quán)利要求6的方法，其中控制可溶性鹽的加入量，使得當(dāng)固化溫度低時(shí)增加加入量，固化溫度高時(shí)減少加入量。
全文摘要
一種制備帶開(kāi)孔的多孔材料的方法，包括攪拌混合物使形成粘度較低且其中含有均勻分散的可溶性鹽的乳狀漿液，將該漿液澆鑄到不滲水的模子里，在保持漿液水含量的同時(shí)固化之，其中可將可溶性鹽加到混合物中，上述混合物包括(1)分子中至少帶一個(gè)環(huán)氧環(huán)的環(huán)氧化合物，(2)可與該環(huán)氧化合物反應(yīng)并固化之的固化劑，(3)填料和(4)水。用該法可制成大尺寸的帶開(kāi)孔且形狀復(fù)雜的多孔材料，可分別將該材料在固化期間的收縮因子和水與空氣的滲透量控制在需要的水平上，同時(shí)減少水和空氣滲透量的分布。
文檔編號(hào)C08J9/26GK1069744SQ9111283
公開(kāi)日1993年3月10日 申請(qǐng)日期1991年12月25日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月16日
發(fā)明者松本彰夫, 富岡豐 申請(qǐng)人:東陶機(jī)器株式會(huì)社