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一种有机多孔材料及其制备方法和应用

申请号 CN202110705513.2 申请日 2021-06-24 公开(公告)号 CN115521499B 公开(公告)日 2024-04-05
申请人 深圳麦克韦尔科技有限公司; 发明人 江涛;
摘要 本 发明 涉及 电子 烟导油材料技术领域,具体涉及一种有机多孔材料及其制备方法和应用。本发明提供的有机多孔材料,表观 密度 ρ为10kg/m3‑500kg/m3,孔隙率P为50%‑99%;所述有机多孔材料是经亲 水 基团改性的三聚氰胺甲 醛 树脂 形成的。本发明提供的有机多孔材料有效实现了快速导油,在保证足够的毛细作用前提下, 电子烟 油 不会自由渗出,能够有效 锁 油控油,从而防止了游离电子烟油的出现,避免了抽吸过程中出现的漏油、炸油现象。
权利要求

3
1.一种应用于电子烟的有机多孔材料,其特征在于,表观密度ρ为10kg/m
3
‑500kg/m,孔隙率P为50%‑99%;
所述有机多孔材料是经亲基团改性的三聚氰胺甲树脂形成的;
所述亲水基团为羟基、羰基中的至少一种;
所述亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂的制备方法包括如下步骤:
1)将甲醛水溶液与三聚氰胺混合,在性条件下加热反应得到预聚体溶液;
2)向步骤1)得到的预聚体溶液中加入亲水改性剂,在酸性条件下加热反应得到亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂;
甲醛与三聚氰胺的摩尔比为(3‑5):1;
步骤2)中,所述亲水改性剂选自多元醇、多元羧酸中的至少一种,亲水改性剂与三聚氰胺的摩尔比为(1‑5):1。
2.根据权利要求1所述的有机多孔材料,其特征在于,
步骤1)中,所述甲醛水溶液的质量分数为30‑40%。
3.根据权利要求1或2所述的有机多孔材料,其特征在于,
步骤1)中,碱性条件的pH值为8.0‑9.0,所述加热反应温度为75‑85℃,加热反应时间为
0.5‑3h;
步骤2)中,酸性条件的pH值为3.0‑5.0,所述加热反应温度为70‑85℃,加热反应时间为
1‑5h。
3 3
4.根据权利要求1所述的有机多孔材料,其特征在于,130kg/m≤ρ≤500kg/m,50%≤P≤98%。
5.一种有机多孔材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)三聚氰胺甲醛树脂亲水改性;
2)发泡、压缩成型,得到所述有机多孔材料;
所述亲水改性包括如下步骤:
1)将甲醛水溶液与三聚氰胺混合,在碱性条件下加热反应得到预聚体溶液;
2)向步骤1)得到的预聚体溶液中加入亲水改性剂,在酸性条件下加热反应得到亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂;
甲醛与三聚氰胺的摩尔比为(3‑5):1;
步骤2)中,所述亲水改性剂选自多元醇、多元羧酸中的至少一种,亲水改性剂与三聚氰胺的摩尔比为(1‑5):1。
6.根据权利要求5所述的有机多孔材料的制备方法,其特征在于,
步骤1)中,所述甲醛水溶液的质量分数为30‑40%。
7.根据权利要求5或6所述的有机多孔材料的制备方法,其特征在于,
步骤1)中,碱性条件的pH值为8.0‑9.0,所述加热反应温度为75‑85℃,加热反应时间为
0.5‑3h;
步骤2)中,酸性条件的pH值为3.0‑5.0,所述加热反应温度为70‑85℃,加热反应时间为
1‑5h。
8.根据权利要求5所述的有机多孔材料的制备方法,其特征在于,所述发泡方法包括如下步骤:
将亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂溶液、酸催化剂、发泡剂和表面活性剂混合,混合后加热反应得到三聚氰胺甲醛树脂泡沫
9.根据权利要求8所述的有机多孔材料的制备方法,其特征在于,所述亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂溶液是通过亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂和溶剂混合配制得到,亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂溶液的固含量为30‑50%。
10.根据权利要求8或9所述的有机多孔材料的制备方法,其特征在于,所述亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂溶液、酸催化剂、发泡剂和表面活性剂质量比为100:(1‑5):(1‑10):(1‑5);
所述发泡的加热温度为150‑250℃,加热时间为10‑200min。
11.根据权利要求9所述的有机多孔材料的制备方法,其特征在于,
所述溶剂为甲醇,所述酸催化剂为盐酸磷酸,所述发泡剂为正戊烷,所述表面活性剂为油、吐温80。
12.根据权利要求5所述的有机多孔材料的制备方法,其特征在于,所述压缩成型方法为热压成型方法,所述热压成型方法中热压温度为150℃‑300℃,热压压为100kPa‑
2.5MPa,保压时间为0.5min‑120min,压缩比为(1‑50):1。
13.一种导液元件,其特征在于,所述导液元件材料为权利要求1‑4任一项所述的有机多孔材料或权利要求5‑12任一项所述的制备方法制备得到的有机多孔材料。
14.一种发热体,其特征在于,所述发热体主体材料或发热体内芯材料为权利要求1‑
4任一项所述的有机多孔材料或权利要求5‑12任一项所述的制备方法制备得到的有机多孔材料。
15.一种雾化装置,其特征在于,所述雾化装置具有权利要求13所述的导液元件,和/或权利要求14所述的发热体。
16.权利要求5‑12任一项所述的制备方法制备得到的有机多孔材料在雾化装置中的应用。
17.根据权利要求16所述的应用,其特征在于,所述雾化装置为电子烟

说明书全文

一种有机多孔材料及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及电子烟导油材料技术领域,具体涉及一种有机多孔材料及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] 在多数电子烟雾化器中,需要设置一种多孔媒介连接烟油和电子发热元件,这种多孔媒介往往是一种富含孔结构、高孔隙率的材料,例如多孔陶瓷、合成纤维等。但是以上材料在应用中发现,纤维类的导油材料存在成型难、装配一致性差的问题,而多孔陶瓷很难做到高孔隙率(如大于90%)。所以,急需寻找一种兼具结构规整、成型容易、高孔隙率的电子烟导油材料。
[0003] 蜜胺泡沫(三聚氰胺甲树脂泡沫)是蜜胺树脂经过发泡工艺制备得到,而蜜胺树脂是三聚氰胺和甲醛经过缩聚反应制得的。蜜胺泡沫由于具有丰富的三维网状结构、极高的孔隙率、稳定的化学结构,被广泛应用于保温隔热、吸音减震、清洁防护等领域。在应用研究中发现,蜜胺泡沫所具有的以上优良性质可适用于电子烟雾化器中导油结构单元。
[0004] 然而如将现有蜜胺泡沫直接作为电子烟导油棉材料其会存在如下缺陷
[0005] 1)利用现有密胺泡沫形成的毛细作用不能有效平衡烟油重产生的影响,以至于该材料作为导油棉油控油能力较差,直至严重漏液现象发生;
[0006] 2)利用现有密胺泡沫作为导油棉材料易导致导油器件在装配过程中不能保持良好的一致性,导油棉与发热元件不能有效贴合,雾化器在抽吸过程中容易干烧或者发生严重炸油现象。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于克服利用现有密胺泡沫作为导油棉材料,其形成的毛细作用不能有效平衡烟油重力产生的影响,以至于该材料作为导油棉锁油控油能力较差,甚至会产生漏液,且该材料易导致导油器件在装配过程中不能保持良好的一致性,导油棉与发热元件不能有效贴合,使得雾化器在抽吸过程中容易干烧或者发生严重炸油的缺陷,进而提供一种有机多孔材料及其制备方法和应用。
[0008] 为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0009] 一种有机多孔材料,表观密度ρ为10kg/m3‑500kg/m3,孔隙率P为50%‑99%;所述有机多孔材料是经亲基团改性的三聚氰胺甲醛树脂形成的。可选的,所述有机多孔材料的3 3 3 3 3 3 3 3
表观密度ρ可为10kg/m、16kg/m、20kg/m 、39kg/m 、40kg/m、50kg/m、100kg/m 、150kg/m 、
3 3 3 3 3 3 3 3
155kg/m、200kg/m 、250kg/m、300kg/m 、350kg/m、380kg/m 、400kg/m、450kg/m 、500kg/
3
m,孔隙率P可为50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、96%、98%、99%。
[0010] 优选的,所述亲水基团为羟基、羰基中的至少一种。优选的,所述羟基是经多元醇改性获得,所述多元醇包括但不限于丙三醇、聚乙二醇、聚乙烯醇和聚四氢呋喃,优选的,所述多元醇选自丙三醇、聚乙二醇中的一种或多种;所述羰基是经多元酸改性获得,所述多元羧酸包括但不限于水杨酸、来酸苷、草酸柠檬酸的一种或多种,优选的,所述多元羧酸选自水杨酸和柠檬酸。
[0011] 羟基改性的三聚氰胺甲醛树脂具有如下所示结构:
[0012]
[0013] 其中m、p、k相同或不同,各自独立的选自1‑100之间的整数。可选的,m、p、k各自独立选自1、3、7、10、20、30、50、70、80、100。
[0014] 优选的,所述亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂的制备方法包括如下步骤:
[0015] 1)将甲醛水溶液与三聚氰胺混合,在性条件下加热反应得到预聚体溶液;
[0016] 2)向步骤1)得到的预聚体溶液中加入亲水改性剂,在酸性条件下加热反应得到亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂。
[0017] 优选的,步骤1)中,所述甲醛水溶液的质量分数为30‑40%;甲醛与三聚氰胺的摩尔比为(3‑5):1;优选的,甲醛与三聚氰胺的摩尔比为3:1,所述甲醛指的是甲醛水溶液中的甲醛。
[0018] 步骤2)中,所述亲水改性剂选自多元醇、多元羧酸中的至少一种,亲水改性剂与三聚氰胺的摩尔比为(1‑5):1。可选的,亲水改性剂与三聚氰胺的摩尔比为1:1、2:1、3:1、4:1、5:1。所述多元醇包括但不限于丙三醇、聚乙二醇、聚乙烯醇和聚四氢呋喃,所述多元羧酸包括但不限于水杨酸、马来酸苷、草酸或柠檬酸的一种或多种,优选的,所述多元羧酸选自水杨酸和柠檬酸。本发明通过控制原料加入比例,制备出的蜜胺树脂具有稳定的分子结构,高吸水性、高安全性、适宜的强度保证了装配一致性。
[0019] 优选的,
[0020] 步骤1)中,碱性条件的pH值为8.0‑9.0,所述加热反应温度为75‑85℃,加热反应时间为0.5‑3h;所述碱性条件是通过向甲醛水溶液与三聚氰胺的混合溶液中加入碱调节形成的,所述碱包括但不限于氢化钠、酸钠。
[0021] 步骤2)中,酸性条件的pH值为3.0‑5.0,所述加热反应温度为70‑85℃,加热反应时间为1‑5h。所述酸性条件是通过向溶液中加入酸调节形成的,所述酸包括但不限于盐酸硫酸磷酸
[0022] 优选的,所述有机多孔材料的130kg/m3≤ρ≤500kg/m3,50%≤P≤98%。
[0023] 本发明所述有机多孔材料可作为雾化装置中导油器件的导油材料,例如电子烟用导油棉。
[0024] 本发明还提供一种有机多孔材料的制备方法,包括如下步骤:
[0025] 1)三聚氰胺甲醛树脂的亲水改性;
[0026] 2)发泡、压缩成型,得到所述有机多孔材料。
[0027] 优选的,所述亲水改性包括如下步骤:
[0028] 1)将甲醛水溶液与三聚氰胺混合,在碱性条件下加热反应得到预聚体溶液;
[0029] 2)向步骤1)得到的预聚体溶液中加入亲水改性剂,在酸性条件下加热反应得到亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂。
[0030] 优选的,
[0031] 步骤1)中,所述甲醛水溶液的质量分数为30‑40%;甲醛与三聚氰胺的摩尔比为(3‑5):1;
[0032] 步骤2)中,所述亲水改性剂选自多元醇、多元羧酸中的至少一种,亲水改性剂与三聚氰胺的摩尔比为(1‑5):1。
[0033] 优选的,
[0034] 步骤1)中,碱性条件的pH值为8.0‑9.0,所述加热反应温度为75‑85℃,加热反应时间为0.5‑3h;
[0035] 步骤2)中,酸性条件的pH值为3.0‑5.0,所述加热反应温度为70‑85℃,加热反应时间为1‑5h。
[0036] 本发明不对发泡方法做具体限定,可为常规发泡工艺,优选的,所述发泡方法包括如下步骤:
[0037] 将亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂溶液、酸催化剂、发泡剂和表面活性剂混合,混合后加热反应得到三聚氰胺甲醛树脂泡沫。
[0038] 优选的,所述亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂溶液是通过亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂和溶剂混合配制得到,亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂溶液的固含量为30‑50%。
[0039] 优选的,所述亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂溶液、酸催化剂、发泡剂和表面活性剂质量比为100:(1‑5):(1‑10):(1‑5);
[0040] 所述发泡的加热温度为150‑250℃,加热时间为10‑200min。
[0041] 所述溶剂、酸催化剂、发泡剂和表面活性剂可为本领域发泡工艺所采用的常规溶剂、酸催化剂、发泡剂和表面活性剂,例如所述溶剂为甲醇,所述酸催化剂为盐酸或磷酸,所述发泡剂为正戊烷,所述表面活性剂为油、吐温80。
[0042] 在发泡方法中,反应结束后还包括将反应混合物进行干燥的步骤,所述干燥温度为110‑140℃,所述干燥时间为8‑15h。可选的,所述干燥步骤可在烘箱中进行。
[0043] 上述压缩成型方法可采用本领域常用的压缩成型方法,包括但不限于常温压缩成型,热压成型方法。优选的,所述压缩成型方法为热压成型方法。
[0044] 优选的,对经发泡处理得到的三聚氰胺甲醛树脂泡沫进行热压成型,得到有机多孔材料,所述热压成型方法中热压温度为150℃‑300℃,热压压力为100kPa‑2.5MPa,保压时间为0.5‑120min,压缩比为(2‑50):1。在具体实施例中所述热压温度可为160℃、180℃、200℃、220℃、250℃、280℃;热压压力可为100kPa、200kPa、500kPa、800kPa、1MPa、2MPa,保压时间可为0.5min、1min、5min、10min、30min、50min、80min、100min、120min;压缩比可为1:1、2:1、5:1、10:1、15:1、20:1、25:1、30:1、40:1、50:1。本发明所述的压缩比指的是三聚氰胺甲醛树脂泡沫热压之前与热压之后的体积比。
[0045] 本发明还提供一种导液元件,所述导液元件材料为上述所述的有机多孔材料或上述所述的制备方法制备得到的有机多孔材料。将有机多孔材料作为导油棉,其应用形式包括导油棉片材、冲压加工的圆环导油片、圆筒形导油器件、棉芯发热体用泡沫导油棉芯等。所述导液元件可采用机械切削、热压处理、冷模冲压、数控机床加工等方法将导油棉基材加工成不同应用场合的导油器件。本发明将上述多孔材料制备导油器件,该导油器件的导油速率超过多数纤维棉,交联三维网状结构可以锁住更多的烟油,使得烟油的传输更加高效便捷,对于防止干烧和支撑更大的烟雾量提供了物质保障。
[0046] 本发明还提供一种发热体,所述发热体主体材料或发热体内棉芯材料为上述所述的有机多孔材料或上述所述的制备方法制备得到的有机多孔材料。本发明所使用的多孔材料,将其作为导油棉其泡孔均匀致密,结构稳定,具有一定的机械强度,加工一致性好,是发热体吸油供油的理想材料。
[0047] 本发明还提供一种雾化装置,所述雾化装置具有上述所述的导液元件,和/或上述所述的发热体。
[0048] 本发明还提供一种上述所述的有机多孔材料或上述所述的制备方法制备得到的有机多孔材料在雾化装置中的应用。
[0049] 可选的,所述雾化装置为电子烟。
[0050] 本发明的有益效果:
[0051] 1)本发明提供的有机多孔材料,表观密度ρ为10kg/m3‑500kg/m3,孔隙率P为50%‑99%;所述有机多孔材料是经亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂形成的。
[0052] 本发明首次将亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂形成的多孔材料作为电子烟用导油棉材料,经亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂形成的多孔材料具有更好的亲水性,基本不掉粉,没有抽吸致病隐患,具有更好的加工性能和安全性,三维网状的多孔结构其泡孔均匀致密,结构稳定,具有适宜的抗压强度和规整的外观结构,有效保证了材料的加工一致性,避免了由于导油棉与发热元件不能有效贴合,雾化器在抽吸过程中容易干烧或者发生严重炸油现象的发生。同时控制有机多孔材料表观密度和孔隙率,通过多孔材料的亲水性、表观密度和孔隙率相互配合,有效实现了快速导油,在保证足够的毛细作用前提下,电子烟油不会自由渗出,能够有效锁油控油,从而防止了游离电子烟油的出现,避免了抽吸过程中出现的漏油、炸油现象,同时本发明多孔材料的吸油量更大,向发热体供油更多,可有效降低干烧险,减少抽吸焦味。
[0053] 本发明采用经亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂形成的多孔材料作为电子烟用导油棉,并控制多孔材料的表观密度和孔隙率,使其对各种电子烟油(尤其是主要成分为丙二醇、丙三醇的烟油)都能快速浸润吸附,且能耐烟油长期浸泡,安全可靠,是一种理想的电子烟油传输媒介。
[0054] 2)本发明提供的有机多孔材料,进一步的,所述亲水基团为羟基、羰基中的至少一种。经过亲水基团改性后的三聚氰胺甲醛树脂其分子结构中存在更多的‑O‑、‑CO‑等活性基团,该结构使得聚合物分子的柔顺性更好,分子也更加亲水,进而可进一步提高多孔材料的亲水性,使其不易掉粉,不脆,加工性能和安全性更优,同时采用羟基、羰基对三聚氰胺甲醛树脂进行亲水改性,同时配合特定的表观密度和孔隙率,得到的多孔材料作为电子烟用导油棉,可有效提高导油棉材料的储油量和导油速率,实现了在快速导油的同时能够有效锁油控油。
[0055] 3)本发明提供的有机多孔材料,进一步的,羟基改性的三聚氰胺甲醛树脂具有式Ⅰ所示的结构,通过该特定的结构同特定的表观密度和孔隙率相互配合,得到的多孔材料作为电子烟用导油棉,可进一步提高导油棉材料的储油量和导油速率,更有利于保证在快速导油的同时锁油控油。
[0056] 4)本发明提供的有机多孔材料,进一步的,所述亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂的制备方法包括如下步骤:将甲醛水溶液与三聚氰胺混合,在碱性条件下加热反应得到预聚体溶液;向步骤1)得到的预聚体溶液中加入亲水改性剂,在酸性条件下加热反应得到亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂。本发明通过上述制备方法制备得到的亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂,利用其形成的多孔材料,同特定的表观密度和孔隙率相互配合,得到的多孔材料作为电子烟用导油棉,可有效提高导油棉材料的储油量和导油速率,保证了在快速导油的同时锁油控油。附图说明
[0057] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0058] 图1是实施例6步骤3)制备得到的有机多孔材料的扫描电镜图;
[0059] 图2是实施例6步骤2)制备得到的三聚氰胺甲醛树脂泡沫的扫描电镜图。
[0060] 图3是实施例1制备得到的亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂的红外谱图。

具体实施方式

[0061] 提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明,并不局限于所述最佳实施方式,不对本发明的内容和保护范围构成限制,任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品,均落在本发明的保护范围之内。
[0062] 实施例中未注明具体实验步骤或条件者,按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
[0063] 实施例1
[0064] 本实施例提供一种有机多孔材料,该有机多孔材料可作为电子烟用导油棉,所述有机多孔材料制备方法包括如下步骤:
[0065] 1)将150g甲醛水溶液(甲醛水溶液的质量分数为38%)与75g三聚氰胺加入到密闭反应釜中混合,然后加入氢氧化钠调节溶液pH为8.0,加热升温在80℃下反应2h,得到预聚体溶液;向预聚体溶液中加入1786g聚乙二醇(聚乙二醇的重均分子量为Mw=1000),然后加入质量分数为8%的盐酸溶液调节溶液pH为4.0,加热升温在70℃下反应1h,得到亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂,所述亲水改性的三聚氰胺甲醛树脂具有式Ⅰ所示结构。
[0066] 2)将步骤1)制备得到的亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂与甲醇混合配制亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂溶液;将100g亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂溶液(所述亲水基团改性的三聚氰胺甲醛树脂溶液的固含量为35%)、5g质量分数为8%的盐酸溶液、5g正戊烷和4g吐温80置于反应釜中混合,混合后置于微波炉中加热反应,所述加热反应温度为150℃,所述加热反应时间为120min,反应结束后将反应混合物置于烘箱中120℃下干燥10h,得到三聚氰胺甲醛树脂泡沫;
[0067] 3)将三聚氰胺甲醛树脂泡沫在平板热压机上进行热压成型,热压温度为250℃,热压压力为100kPa,保压时间为30min,压缩比为1:1,得到所述有机多孔材料。
[0068] 实施例2
[0069] 本实施例提供一种有机多孔材料,其与实施例1的区别仅在于步骤3)中所述压缩比为2:1。
[0070] 实施例3
[0071] 本实施例提供一种有机多孔材料,其与实施例1的区别仅在于步骤3)中所述压缩比为5:1。
[0072] 实施例4
[0073] 本实施例提供一种有机多孔材料,其与实施例1的区别仅在于步骤3)中所述压缩比为20:1。
[0074] 实施例5
[0075] 本实施例提供一种有机多孔材料,其与实施例1的区别仅在于步骤3)中所述压缩比为50:1。
[0076] 实施例6
[0077] 本实施例提供一种有机多孔材料,其与实施例1的区别仅在于步骤3)中所述压缩比为10:1。
[0078] 对比例1
[0079] 本对比例提供一种有机多孔材料,其与实施例1的区别仅在于步骤3)中所述压缩比为80:1。
[0080] 对比例2
[0081] 本对比例提供一种有机多孔材料,所述有机多孔材料制备方法包括如下步骤:
[0082] 1)将150g甲醛水溶液(甲醛水溶液的质量分数为38%)与75g三聚氰胺加入到密闭反应釜中混合,然后加入氢氧化钠调节溶液pH为8.0,加热升温在80℃下反应2h,然后加入质量分数为8%的盐酸溶液调节溶液pH为4.0,在70℃下反应1h,得到三聚氰胺甲醛树脂;
[0083] 2)将步骤1)制备得到的三聚氰胺甲醛树脂与甲醇混合配制三聚氰胺甲醛树脂溶液;将100g三聚氰胺甲醛树脂溶液(所述三聚氰胺甲醛树脂溶液的固含量为35%)、5g质量分数为8%的盐酸溶液、5g正戊烷和4g吐温80置于反应釜中混合,混合后置于微波炉中加热反应,所述加热反应温度为150℃,所述加热反应时间为120min,反应结束后将反应混合物置于烘箱中120℃下干燥10h,得到三聚氰胺甲醛树脂泡沫;
[0084] 3)将三聚氰胺甲醛树脂泡沫在平板热压机上进行热压成型,热压温度为250℃,热压压力为100kPa,保压时间为30min,压缩比为20:1,得到所述有机多孔材料。
[0085] 测试例1
[0086] 分别对上述实施例6步骤2)制备得到的三聚氰胺甲醛树脂泡沫和步骤3)制备得到的有机多孔材料测试其电镜扫描图像,结果如图2和图1所示。
[0087] 由图2可以看出,热压处理之前的三聚氰胺甲醛树脂泡沫结构成规整的交联网状结构,平均孔径在200‑300μm之间,经过热压后得到的有机多孔材料其平均孔径在100μm以下(如图1所示),泡孔结构更加致密。
[0088] 测试例2
[0089] 对上述实施例1制备得到的亲水改性的三聚氰胺甲醛树脂测试其红外谱图,结果如图3所示。
[0090] 由图3可以看出,经过多羟基改性过的三聚氰胺甲醛树脂相比于未经亲水改性的三聚氰胺甲醛树脂的标准红外谱图,其红外吸收峰出峰位置完全一致,但是羟基的红外吸收峰强度明显增加,说明亲水改性的三聚氰胺甲醛树脂的羟基数量和密度都有明显增加,这种改性有利于提高该树脂和经发泡、热压后得到的多孔材料的亲水性能。
[0091] 测试例3
[0092] 分别对上述实施例1‑6和对比例1‑2制备得到的有机多孔材料测试其表观密度、孔隙率、抗压强度、储油量和导油速率,测试结果见表1。
[0093] 其中表观密度按照GB/T6343‑2009测试标准进行测试;
[0094] 孔隙率按照GB/T21650.2‑2008测试标准进行测试;
[0095] 抗压强度按照GB/T8813‑2008测试标准进行测试;
[0096] 储油量按照如下测试方法进行测试:分别将实施例1‑6和对比例1‑2制备得到的有机多孔材料切割成规整的2cm*2cm*2cm的样,称取其质量(记为样块初始质量),然后将样块浸泡到50㎎烟草标准烟油中,真空脱除气泡,保证烟油充分浸湿样块,最后将样块从烟油中捞出,放在自制的丝网支架上,放置15min,等待烟油无滴落后,称取样块质量(记为样块浸泡后质量);储油量=(样块浸泡后质量‑样块初始质量)/样块初始质量。
[0097] 导油速率按照如下测试方法进行测试:分别将实施例1‑6和对比例1‑2制备得到的有机多孔材料切割成规整的1cm*1cm*1cm的样块,使用10ml精密注射进样器向水平放置的样块表面滴下20微升的标准烟油(该标准烟油为50㎎烟草标准烟油)液体,在电子显微镜下观察液滴完全没入样块所需时间,计算标准烟油液体体积和烟油液滴完全没入样块所需时间的比值即可得到导油速率。
[0098] 表1有机多孔材料物性测试结果
[0099] 编号 表观密度 孔隙率 抗压强度 储油量 导油速率3
实施例1 10kg/m 99% 12kPa 160g/g 20μl/s
3
实施例2 16kg/m 98% 18kPa 75g/g 15μl/s
3
实施例3 39kg/m 96% 50kPa 30g/g 10μl/s
3
实施例4 155kg/m 85% 130kPa 12g/g 5μl/s
3
实施例5 380kg/m 60% 360kPa 5g/g 2μl/s
3
实施例6 80kg/m 91% 75kPa 27g/g 8μl/s
3
对比例1 500kg/m 38% 500kPa 2g/g 1μl/s
3
对比例2 154kg/m 86% 131kPa 6g/g 1μl/s
[0100] 通过表1的结果可以看出,通过控制多孔材料的孔隙率和表观密度,多孔材料获得了适宜电子烟用导油棉的抗压强度,具有优异的储油量和导油速率,实现了在快速导油的同时能够有效锁油控油。同时适宜的抗压强度使材料更容易成型加工,产品装配一致性也大大提高。
[0101] 显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
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