本發(fā)明主要涉及多孔材料制備領(lǐng)域，是一種環(huán)保高效低成本可大規(guī)模制備，并可用于吸音減震、隔熱保溫、化學(xué)催化、物理吸附等領(lǐng)域的尼龍多孔材料的制備方法。

背景技術(shù)：

多孔材料由于其低表觀密度、孔隙率高、導(dǎo)熱率低、比表面積大等特性，被廣泛應(yīng)用于抗震、吸音、物理吸附分離、隔熱保溫、藥物緩釋、化學(xué)催化、環(huán)境保護等領(lǐng)域，并受到工業(yè)和科研工作者的持續(xù)關(guān)注。

商業(yè)領(lǐng)域常用的多孔材料的種類有很多。其中基于聚氨酯、聚丙烯、聚苯乙烯等高聚物發(fā)泡材料被廣泛用于制作各種多孔制品，應(yīng)用在包裝、建筑、汽車輕量化等領(lǐng)域。這類發(fā)泡材料通常具有三維孔洞的骨架結(jié)構(gòu)，多孔材料還包括具有二維纖維孔隙結(jié)構(gòu)的非織造材料。非織造材料由于其疏松多孔和較多纖維界面的特點，可應(yīng)用在過濾、家居裝飾、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。地毯即為生活中最常見的非織造材料之一，由于其特殊的多孔纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)，除裝飾外還具有抗震、吸音、隔熱等功能。

隨著研究的深入，多孔材料的制備已經(jīng)取得了很大進步，種類和性能都在不斷豐富和改善。目前前沿科研重點集中在氣凝膠、功能多孔陶瓷等領(lǐng)域。由于氣凝膠特有的納米多孔、三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使氣凝膠在力學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)等諸方面均顯示其獨特性質(zhì)。包括高孔隙率、低密度、吸音、低熱導(dǎo)率、低介電常數(shù)等獨特的性能。可以廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、建筑等領(lǐng)域。多孔陶瓷則具有耐熱、機械性能高、硬度高、可以加工成形、成本低等優(yōu)點，在能源、環(huán)保、化工等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

上述所述多孔材料在實際生產(chǎn)和應(yīng)用中仍或多或少存在缺陷，例如聚苯丙烯發(fā)泡材料耐熱性差，多孔陶瓷則質(zhì)脆且不抗震；氣凝膠等前沿多孔材料生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，不易形成產(chǎn)業(yè)化。所以科研人員不斷探究新的多孔材料的制備方法，以簡化生產(chǎn)工藝、降低成本，提高產(chǎn)品性能為目標(biāo)。

本專利將采用一種新的方案制備尼龍多孔材料，可以實現(xiàn)尼龍多孔材料的大規(guī)模制備。在制備過程中廢水可重復(fù)利用且無有毒物質(zhì)生成，具有經(jīng)濟環(huán)保的特點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有產(chǎn)品的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是制備一種制作方法簡單、高效、可循環(huán)、環(huán)保、性能優(yōu)異的尼龍多孔材料。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，發(fā)明人通過大量的實驗研究與不斷探索，最終獲得如下技術(shù)方案：

多孔材料的制備方法有以下步驟：

(1)按一定質(zhì)量比例分別稱量尼龍、無水甲酸后混合，常溫下用磁力或機械攪拌器攪拌3-4小時至完全溶解。

(2)將一定質(zhì)量的碳酸氫鈉或碳酸鈉與水混合，配成質(zhì)量濃度為2％-8％的溶液。

(4)取尼龍/甲酸溶液放入模具中，注入nahco3或naco3水溶液，產(chǎn)生大量co2形成多孔材料，反應(yīng)完全后取出多孔材料。

(5)用水洗凈后放入烘箱，在40-70℃度條件下干燥6-8h。

所述的尼龍是尼龍6、尼龍66或其它種類的尼龍。

所述的甲酸為無水甲酸。

所述的碳酸氫鈉和碳酸鈉為固體粉末。

所述水為自來水。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

本發(fā)明的制備的尼龍多孔材料具備更好的三維孔洞結(jié)構(gòu)，包含許多大孔和微小的孔洞，骨架結(jié)構(gòu)明顯。由于其特殊的三維孔洞結(jié)構(gòu)，因而其不僅具有極大的比表面積，而且材料內(nèi)部含有豐富的毛細孔道。尼龍多孔材料具有保溫、隔熱、比表面積大、抗震性、吸音、耐高溫等特性，可以被用作催化劑載體、及減震緩沖器、能量吸收器、吸附劑等材料，應(yīng)用領(lǐng)域涉及電化學(xué)、防護服、石油化工、冶金、環(huán)保建筑等領(lǐng)域。

(1)尼龍熔點較高，耐熱性較好，所以更適宜于制造耐熱應(yīng)變制品，可以在較高溫條件下使用。

(2)由于其密度比水小，可以漂浮于廢水表面，可用來處理廢水中的污染物。

(3)材料在吸附過程中內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有遭到破壞，可以重復(fù)利用。

(4)且制作方法簡單易行、成本低廉。

(5)制作過程剩余的水可回收再利用，且無有毒物質(zhì)生成。

(6)尼龍多孔材料具有良好的機械性能，可以承受較大的壓力。

(7)尼龍多孔材料的孔徑較小，可對聲波引起的空氣壓力進行分散，從而達到吸音的目的。

(8)孔洞結(jié)構(gòu)中含有大量靜止空氣，使得材料具有熱傳導(dǎo)系數(shù)低的特性。

附圖說明

圖1是尼龍多孔材料設(shè)備圖。圖中：1-儲液罐；2-吸液管；3-控制閥門；4-模具；5-液體流量表；6-排水管；7-吸液管；8-9-排水管；10-廢液罐；11-儲液罐。圖2是尼龍多孔材料樣品圖。圖3是尼龍多孔材料掃描電鏡圖。

具體實施方式

實施例1

一種尼龍多孔材料，其特征在于它是由下述重量份(g)的原料制成的：尼龍6(pa6)16、無水甲酸84、碳酸氫鈉3、蒸餾水97

一種如權(quán)利要求2所述的尼龍多孔材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)按一定質(zhì)量比例分別稱量尼龍6、無水甲酸后混合，常溫下用磁力攪拌器攪拌3小時至完全溶解。

(3)將一定質(zhì)量的碳酸氫鈉與水混合，配成質(zhì)量濃度為3％的溶液。

(4)取6ml尼龍/甲酸溶液放入容量為14ml的模具中，注入nahco3水溶液，產(chǎn)生大量co2形成多孔材料，反應(yīng)完全后取出多孔材料。

(5)用水洗凈后放入烘箱，在60℃度條件下干燥6h。

對上述制得的尼龍多孔材料進行性能測試。導(dǎo)熱系數(shù)0.032w/m.k，密度0.064g/cm^-3，熱分解起始點293.99℃，吸音系數(shù)55％，機械泵油吸收倍率為10.03g/g^-1，形變?yōu)?0％時應(yīng)力為1.38mpa。

實施例2

一種尼龍多孔材料，其特征在于它是由下述重量份(g)的原料制成的：尼龍6(pa6)16、無水甲酸84、碳酸氫鈉4、蒸餾水96

一種如權(quán)利要求2所述的尼龍多孔材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)按一定質(zhì)量比例分別稱量尼龍6、無水甲酸后混合，常溫下用磁力攪拌器攪拌3.5小時至完全溶解。

(2)將一定質(zhì)量的碳酸氫鈉與水混合，配成質(zhì)量濃度為4％的溶液。

(3)取7ml尼龍/甲酸溶液放入容量為14ml的模具中，注入nahco3水溶液，產(chǎn)生大量co2形成多孔材料，反應(yīng)完全后取出多孔材料。

(5)用水洗凈后放入烘箱，在50℃度條件下7h。

對上述制得的尼龍多孔材料進行性能測試。導(dǎo)熱系數(shù)0.035w/m.k，密度0.079g/cm^-3，熱分解起始點299.99℃，吸音系數(shù)50％，機械泵油吸收倍率為11.03g/g^-1，形變?yōu)?0％時應(yīng)力為1.56mpa。

實施例3

一種尼龍多孔材料，其特征在于它是由下述重量份(g)的原料制成的：尼龍66(pa66)16、無水甲酸84、碳酸氫鈉4、蒸餾水96

一種如權(quán)利要求1所述的尼龍多孔材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)按一定質(zhì)量比例分別稱量尼龍66、無水甲酸后混合，常溫下用磁力攪拌器攪拌3小時至完全溶解。

(3)將一定質(zhì)量的碳酸氫鈉與水混合，配成碳酸氫鈉質(zhì)量度為4％的溶液。

(4)取6ml尼龍/甲酸溶液放入容量為14ml的模具中，注入nahco3水溶液，產(chǎn)生大量co2形成多孔材料，反應(yīng)完全后取出多孔材料。

(5)用水洗凈后放入烘箱，在65℃度條件下干燥6h。

對上述制得的尼龍多孔材料進行性能測試。導(dǎo)熱系數(shù)0.030w/m.k，密度0.075g/cm^-3，熱分解起始點314.99℃，吸音系數(shù)60％，機械泵油吸收倍率為10.45g/g^-1，形變?yōu)?0％時應(yīng)力為1.40mpa。

實施例4

一種尼龍多孔材料，其特征在于它是由下述重量份(g)的原料制成的：尼龍66(pa66)18、無水甲酸82、碳酸氫鈉3、蒸餾水97

一種如權(quán)利要求1所述的尼龍多孔材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)按一定質(zhì)量比例分別稱量尼龍66、無水甲酸后混合，常溫下用磁力攪拌器攪拌3小時至完全溶解。

(3)將一定質(zhì)量的碳酸氫鈉與水混合，配成質(zhì)量濃度為4％的溶液。

(4)取6ml尼龍/甲酸溶液放入容量為14ml的模具中，注入nahco3水溶液，產(chǎn)生大量co2形成多孔材料，反應(yīng)完全后取出多孔材料。

(5)用水洗凈后放入烘箱，在65℃度條件下干燥7h。

對上述制得的尼龍多孔材料進行性能測試。導(dǎo)熱系數(shù)0.033w/m.k，密度0.078g/cm^-3，熱分解起始點314.99℃，吸音系數(shù)55％，機械泵油吸收倍率為10.76g/g^-1，形變?yōu)?0％時應(yīng)力為1.53mpa。