CN105745010A - 微孔材料 - Google Patents
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Abstract
描述了微孔材料,其包括热塑性有机聚烯烃聚合物(例如,超高分子量聚烯烃,诸如,聚乙烯)、微粒填料(例如,沉淀二氧化硅),和互连孔隙网络。本发明的微孔材料拥有受控的挥发性材料转移性质。微孔材料可具有至少0.8g/cm3的密度;和0.04至0.6mg/(小时*cm2)的微孔材料的从挥发性材料接触表面转移至蒸气释放表面的挥发性材料转移速率。此外,当挥发性材料从挥发性材料接触表面转移至蒸气释放表面时,蒸气释放表面基本上不含呈液体形式的挥发性材料。
Description
相关申请的交叉参考
本申请是在2012年5月16日提交(现已放弃)的美国专利申请号13/473,001的部分继续申请,其是在2010年4月15日提交的美国专利申请号12/761,020(现是美国专利8,435,631)的延续案,它们均在此通过引用并入本文。
发明领域
本发明涉及拥有受控的挥发性材料转移性质的微孔材料。该微孔材料包括热塑性有机聚合物、微粒填料,和互连孔隙网络。
发明背景
挥发性材料(诸如,芳香剂,例如,空气清香剂)的递送可通过递送装置实现,该装置包括含有挥发性材料的贮存器。该递送装置或递送器件典型地包括覆盖或包封该贮存器的蒸气可渗透膜。贮存器内的挥发性材料通过蒸气可渗透膜,且释放至该膜的大气侧上的大气(例如,空气)中。蒸气可渗透膜典型地是由有机聚合物制造且是多孔性的。
挥发性材料通过蒸气可渗透膜的速率通常是重要的因素。例如,若挥发性材料通过蒸气可渗透膜的速率太低,与挥发性材料(诸如,芳香剂)有关的性质典型地会是令人不期望地低或察觉不出。另一方面,若挥发性材料通过蒸气可渗透膜的速率太高,挥发性材料的贮存会过快地耗尽,且与挥发性材料(诸如,芳香剂)有关的性质会令人不期望地高,或在一些情况下太强(overpowering)。
通常还期望使蒸气可渗透膜(挥发性材料自其释放至大气中(例如,至空气中))的大气侧或外侧上的液体挥发性材料的形成最小化或避免形成。通过蒸气可渗透膜外侧的液体挥发性材料可收集(例如,混凝(puddle))在该膜内或外侧上,且从递送器件漏出,造成,例如,与该液体挥发性材料接触的制品(诸如,衣物或家具)沾污。此外,在蒸气可渗透膜外侧上形成液体挥发性材料会造成挥发性材料从递送器件不均匀释放。
环境温度进一步增加会使挥发性材料通过蒸气可渗透膜的速率增加至令人不期望高的速率。例如,用于汽车乘客室内的递送器件会被曝露于增加的环境温度。因此,使含于该器件内的挥发性材料通过蒸气可渗透膜的速率(其作为增加的环境温度的函数)的增加最小化典型地是令人期望的。
令人期望的是开发拥有受控的挥发性材料转移性质的新的微孔材料。进一步令人期望的是当这样的新开发的微孔材料用作递送器件的蒸气可渗透膜时,该微孔材料使该膜的外侧或外表面上的液体挥发性材料的形成最小化。此外,挥发性材料通过这样的微孔材料的速率应随着环境温度增加而最低限度地增加。
发明概述
根据本发明,提供了一种微孔材料,包含:
(a)基本上水不溶性的热塑性有机聚合物的基质,所述有机聚合物包括聚烯烃;
(b)细分散的基本上水不溶性的微粒填料,所述微粒填料分布于整个所述基质,且基于所述微孔材料的总重量计,构成40至90重量%;和
(c)互连孔隙网络,其在整个所述微孔材料中基本上连通;
其中,所述微孔材料具有
至少0.8g/cm3的密度,
挥发性材料接触表面,
蒸气释放表面,其中所述挥发性材料接触表面和所述蒸气释放表面彼此基本上相对,和
0.04至0.6mg/(小时*cm2)的所述挥发性材料接触表面至所述蒸气释放表面的挥发性材料转移速率,且
其中当挥发性材料从所述挥发性材料接触表面转移至所述蒸气释放表面(以0.04至0.6mg/(小时*cm2)的挥发性材料转移速率),所述蒸气释放表面基本上不含呈液体形式的挥发性材料。
进一步,本发明提供了一种微孔材料,包含:
(a)基本上水不溶性的热塑性有机聚合物的基质,所述有机聚合物包括聚烯烃;
(b)细分散的基本上水不溶性的微粒填料,所述微粒填料分布于整个所述基质,且基于所述微孔材料的总重量计,构成40至90重量%;和
(c)互连孔隙网络,其在整个所述微孔材料中基本上连通;
其中所述微孔材料具有
小于0.8g/cm3的密度,
挥发性材料接触表面,
蒸气释放表面,其中所述挥发性材料接触表面和所述蒸气释放表面彼此基本上相对,其中,(i)所述挥发性材料接触表面的至少一部分具有在其之上的第一涂层,和/或(ii)所述蒸气释放表面的至少一部分具有在其之上的第二涂层,
0.04至0.6mg/(小时*cm2)的所述挥发性材料接触表面至所述蒸气释放表面的挥发性材料转移速率,且
其中当挥发性材料从所述挥发性材料接触表面转移至所述蒸气释放表面(以0.04至0.6mg/(小时*cm2)的挥发性材料转移速率),所述蒸气释放表面基本上不含呈液体形式的挥发性材料。
此外,本发明提供了一种微孔材料,包含:
(a)基本上水不溶性的热塑性有机聚合物的基质,所述有机聚合物包括聚烯烃;
(b)细分散的基本上水不溶性的微粒填料,所述微粒填料分布整个所述基质,且基于所述微孔材料的总重量计,构成从40至90重量%;和
(c)互连孔隙网络,其在整个所述微孔材料中基本上连通;
其中所述微孔材料具有,
挥发性材料接触表面,
蒸气释放表面,其中,所述挥发性材料接触表面和所述蒸气释放表面彼此基本上相对,其中(i)所述挥发性材料接触表面的至少一部分具有在其之上的第一涂层,和/或(ii)所述蒸气释放表面的至少一部分具有在其之上的第二涂层,其中所述第一涂层和所述第二涂层各自独立地选自涂料组合物(其包含聚(乙烯醇)),和
至少0.04mg/(小时*cm2)的所述挥发性材料接触表面至所述蒸气释放表面的挥发性材料转移速率,且
其中当所述微孔材料,即,经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料,曝露于从25℃至60℃的温度增加,所述挥发性材料转移速率增加了小于或等于150%。
具体实施方式
如此处和权利要求中所使用,术语“挥发性材料接触表面”意指微孔材料面对且典型地是与挥发性材料接触的表面,该挥发性材料例如,容纳于贮存器内,如下进一步详细说明的。
如此处和权利要求中所使用,术语“蒸气释放表面”意指微孔材料不面对和/或不直接接触挥发性材料的表面,且挥发性材料是以气体或蒸气形式自此表面释放至外部大气中。
如此处和权利要求中所使用,术语“(甲基)丙烯酸酯”和诸如“(甲基)丙烯酸的酯”的相似术语意指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
如此处和权利要求中所使用,微孔材料的“挥发性材料转移速率”根据以下说明测定。具有足以容纳2毫升的挥发性材料(诸如乙酸苄酯)的内部体积的测试贮存器是由透明的(clear)热塑性聚合物制造。该贮存器的内部尺寸是以在打开面(openface)的边缘处大致4厘米的圆直径和不大于1厘米的深度限定。打开面是用以测定挥发性材料转移速率。在测试贮存器平放(使打开面朝上)的情况下,将约2毫升的乙酸苄酯引入测试贮存器内。在将乙酸苄酯引入测试贮存器内之后,将具有6至18密耳厚度的微孔材料片置于测试贮存器的打开面/侧上,使得微孔片材的12.5cm2的挥发性材料接触表面曝露于贮存器内部。测试贮存器被称重以获得整个装料装配的起始重量。然后,含有乙酸苄酯且以微孔材料片包封的测试贮存器被直立地放置于具有大致5英尺[1.52米](高度)x5英尺[1.52米](宽度)x2英尺[0.61米](深度)的尺寸的实验室化学通风厨内。在测试贮存器直立的情况下,乙酸卞酯与微孔片材的挥发性材料接触表面的至少一部分直接接触。将通风厨的玻璃门向下拉,且调整经过该厨(hood)的空气流,以使得每小时具有八(8)转(turn)(或周转数(turnover))的厨体积。除非另有指示,厨内温度维持在25℃±5℃。通风厨内的湿度为环境湿度。测试贮存器在此厨内定期称重。计算的乙酸苄酯重量损失结合消逝时间和曝露于测试贮存器内部的微孔片材表面积被用以测定微孔片材的挥发性转移速率,单位是mg/(小时*cm2)。
如此处和权利要求中所使用,本发明的微孔材料从25℃至60℃的挥发性材料转移速率增加的百分比是对于在25℃和60℃下的独立但基本上等同的微孔材料片材样品根据上述方法测定。将贮存器置于大的玻璃钟罩内,且置于还容纳于此钟罩内的50%氯化钾水溶液上。将具有内容物的整个钟罩置于加热至60℃的炉内。贮存器在这些条件下维持7至10小时的时间段。然后,使贮存器回到环境条件的厨内持续一整夜,且此过程被重复持续数天。每一贮存器在置于钟置内之前和从钟罩移走之后称重。在从钟罩移走时,在贮存器回到环境温度之后,称取每一贮存器的重量。
如此处和权利要求中所使用,以下方法被用以确定微孔材料的蒸气释放表面是否“基本上不含呈液体形式的挥发性材料”。当测试贮存器如上所述称重时,通过肉眼目视检查微孔片材的蒸气释放表面以确定液体的液滴和/或膜是否存在于其上。若在蒸气释放表面上通过目视观察到液体的液滴(即,单一液滴)和/或膜的任何证据但未在表面流动(runoff),则认为微孔片材是可接受的。若挥发性材料液体的液滴在蒸气释放表面流动,则认为微孔片材已失效。若在蒸气释放表面上没有目视观察到液体的液滴(即,没有一滴)和/或膜的证据,则微孔片材被确定为基本上不含呈液体形式的挥发性材料。
除非另有指示,此处公开的所有范围被理解为涵盖其内所包含的任何和所有子范围。例如,“1至10”的陈述范围应被认为包括最小值1与最大值10之间(且包含端值)的任何和所有子范围;即,以最小值1或更大开始且以最大值10或更小结束的所有子范围,例如,1至6.1,3.5至7.8,5.5至10等。然而,任何数值是本质上含有在其各个测试测量中发现的标准偏差必然造成的某些误差,包括在测试仪器中发现的那些。
除非另有指示,所有数字或表述(诸如表示结构尺寸、成分量等的那些)用于说明书和权利要求中,应理解为在所有情况下由术语“约”修饰。因此,除非相反指示,此说明书和所附权利要求中所示的数值参数是近似值,其可取决于本发明寻求获得的所需结果而改变。最起码,且非企图将等同原则的应用限于权利要求的范围,每一数值参数需至少鉴于报导的有效位数和通过应用普通的四舍五入技术来阐释。此外,如此说明书和所附权利要求中所使用,除非明确且不含糊地限于一个提及物,单数形式“一个”、“一”和“该”旨在包括复数提及物。
术语“挥发性材料”如此处和权利要求中所使用,意指在环境室温和压力且在不存在赋予的另外或补充能量(例如,以热和/或搅动形式)下能转化成气体或蒸气形式(即,能挥发)的材料。挥发性材料可包含有机挥发性材料,其可包括含有溶剂基材料的那些挥发性材料,或分散于溶剂基的材料中的那些。挥发性材料可呈液体形式和/或固体形式,且可为天然存在或合成形成。当呈固体形式时,挥发性材料典型地从固体形式升华成蒸气形式,而未经过中间液体形式。挥发性材料可任选地与非挥发性材料(诸如,载体,例如,水和/或非挥发性溶剂)组合或调配。在固体挥发性材料的情况下,非挥发性载体可呈多孔性材料形式,例如,多孔性无机材料,固体挥发性材料保留于其内。此外,固体挥发性材料可呈半固体凝胶形式。
挥发性材料可为芳香剂材料,诸如,天然存在或合成的香精油。可选作液体挥发性材料的香精油的例子包括但不限于佛手柑、苦橙、柠檬、柑橘、香菜、雪松叶、丁香叶、雪松木、天竺葵、熏衣草、橙、牛至、苦橙叶、白杉木、广藿香、橙花油、玫瑰纯油,和它们的组合的油。可选作挥发性材料的固体芳香剂材料的例子包括但不限于香草醛、乙基香草醛、香豆素、吐纳麝香、西瓜酮(calone)、向日葵香精(heliotropene)、二甲苯麝香、雪松醇、麝香酮二苯甲酮、覆盆子酮、甲基萘基酮β、苯基乙基水杨酸酯、肉味香精(veltol)、麦芽醇、槭树内酯、原丁子香酚(proeugenol)乙酸酯、橡苔(evemyl),和它们的组合。
微孔材料的挥发性材料转移速率可为小于或等于0.7mg/(小时*cm2),或小于或等于0.6mg/(小时*cm2),或小于或等于0.55mg/(小时*cm2),或小于或等于0.50mg/(小时*cm2)。微孔材料的挥发性材料转移可为等于或大于0.02mg/(小时*cm2),或等于或大于0.04mg/(小时*cm2),或等于或大于0.30mg/(小时*cm2),或等于或大于0.35mg/(小时*cm2)。微孔材料的挥发性材料转移速率范围可为这些上限值和下限值的任何组合之间。例如,微孔材料的挥发性材料转移速率可为从0.04至0.6mg/(小时*cm2),或从0.2至0.6mg/(小时*cm2),或从0.30至0.55mg/(小时*cm2),或从0.35至0.50mg/(小时*cm2),在每一情况下包括所述的值。
虽然不打算受任何理论所限制,但当挥发性材料从微孔材料的挥发性材料接触表面转移至蒸气释放表面时,据信挥发性材料是呈选自液体、蒸气,和它们的组合的形式。此外,且不打算受任何理论所限制,据信挥发性材料至少部分移动通过连通基本上整个微孔材料的互连孔隙网络。典型地,挥发性材料的转移在从15℃至40℃,例如,从15或18℃至30或35℃的温度,和在环境大气压力发生。
微孔材料可具有至少0.7g/cm3或至少0.8g/cm3的密度。如此处和权利要求中所使用,微孔材料的密度是通过测量微孔材料的样品的重量和体积而测定。微孔材料密度的上限可为广泛地变化,条件是其具有,例如,从0.04至0.6mg/(小时*cm2)的目标挥发性材料转移速率,且当挥发性材料从挥发性材料接触表面转移至所述蒸气释放表面时,蒸气释放表面基本上不含呈液体形式的挥发性材料。典型地,微孔材料的密度小于或等于1.5g/cm3,或小于或等于1.0g/cm3。微孔材料的密度可为任何上述数值之间,包括所述的值。例如,微孔材料可具有0.7g/cm3至1.5g/cm3的密度,诸如,0.8g/cm3至1.2g/cm3,包括所述的值。
当微孔材料具有至少0.7g/cm3,诸如,至少0.8g/cm3的密度时,微孔材料的挥发性材料接触表面和蒸气释放表面各自可在其上不含涂层材料。当在其上不含涂层材料时,挥发性材料接触表面和蒸气释放表面各自是以微孔材料限定。
当微孔材料具有至少0.7g/cm3,诸如,至少0.8g/cm3的密度时,微孔材料的挥发性材料接触表面的至少一部分任选地可在其上具有第一涂层,和/或微孔材料的蒸气释放表面的至少一部分任选地可在其上具有第二涂层。第一涂层和第二涂层可以是相同或不同的。当挥发性材料接触表面的至少一部分在其上具有第一涂层时,挥发性材料接触表面至少部分由第一涂层限定。当蒸气释放表面的至少一部分在其上具有第二涂层时,蒸气释放表面至少部分由第二涂层限定。
第一涂层和第二涂层各自可由选自液体涂层和固体微粒涂层(例如,粉末涂层)的涂层形成。典型地,第一和第二涂层各自独立地由选自液体涂层的涂层形成,此液体涂层可任选地包括选自水、有机溶剂和它们的组合的溶剂。第一和第二涂层各自独立地可选自可交联涂层,例如,热固性涂层和光可固化涂层;和不可交联涂层,例如,空气干燥涂层。第一和第二涂层可根据本领域认可的方法施涂至微孔材料的各个表面,诸如,喷涂、幕涂、浸涂,和/或刮涂(draw-downcoating),例如,通过刮刀或刮涂棒(draw-downbar)技术。
第一和第二涂料组合物各自独立地可任选地包括本领域认可的添加剂,诸如,抗氧化剂、紫外光稳定剂、流动控制剂、分散稳定剂(例如,在水性分散体的情况下),和着色剂(例如,染料和/或颜料)。典型地,第一和第二涂料组合物不含着色剂,且因此基本上透明或不透明。基于涂料组合物的总重量计,任选的添加剂可以,例如,从0.01至10重量%的单独量存在于涂料组合物中。
第一涂层和所述第二涂层各自独立地可由包括经分散的有机聚合物材料的水性涂料组合物形成。水性涂料组合物可具有200至400nm的颗粒尺寸。水性涂料组合物的固体可广泛地变化,例如,在每种情况下中基于水性涂料组合物的总重量计,从0.1至30重量%,或从1至20重量%。包含水性涂料组合物的有机聚合物可具有,例如,从1000至4,000,000,或从10,000至2,000,000的数均分子量(Mn)。
水性涂料组合物可选自水性聚(甲基)丙烯酸酯分散体、水性聚氨酯分散体、水性有机硅(或硅)油分散体,和它们的组合。水性聚(甲基)丙烯酸酯分散体的聚(甲基)丙烯酸酯聚合物可根据本领域认可的方法制备。例如,聚(甲基)丙烯酸酯聚合物可包括在烷基基团中具有1至20个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯的残余物(或单体单元)。在烷基基团中具有1至20个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯的例子包括但不限于(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸环己酯,和(甲基)丙烯酸3,3,5-三甲基环己酯。为了非限制性说明的目的,水性聚(甲基)丙烯酸酯分散体(第一和第二涂料组合物可各自独立地选自其)的例子是HYCAR26138,其可商购自LubrizolAdvancedMaterials,Inc.。
水性聚氨酯分散体的聚氨酯聚合物(第一和第二涂层可各自独立地选自其)包括本领域技术人员所知的任何那些。典型地,聚氨酯聚合物是由具有二个或更多个异氰酸酯基团的异氰酸酯官能材料,和具有二个或更多个活性氢基团的活性氢官能材料制备。活性氢基团可选自,例如,羟基基团、硫醇基团、伯胺、仲胺,和它们的组合。为了非限制性说明的目的,水性聚氨酯分散体(第一和第二涂料组合物可各自独立地选自其)的例子是WITCOBONDW-240,其可商购自ChemturaCorporation。
水性硅油分散体的硅聚合物可选自已知和本领域认可的水性硅油分散体。为了非限制性说明的目的,水性硅分散体(第一和第二涂料组合物可各自独立地选自其)的例子为MOMENTIVELE-410,其可商购自MomentivePerformanceMaterials。
第一涂层和第二涂层各自独立地可以任何适合的厚度施涂,条件是微孔材料具有,例如,从0.04至0.6mg/(小时*cm2)的目标挥发性材料转移速率,且当挥发性材料从挥发性材料接触表面转移至所述蒸气释放表面时,蒸气释放表面基本上不含呈液体形式的挥发性材料。此外,第一涂层和第二涂层各自独立地可具有0.01至5.5g/m2,诸如,从0.1至5.0g/m2,或从0.5至3g/m2,或从0.75至2.5g/m2,或从1至2g/m2的涂层重量,即,在微孔材料上的涂层重量。
微孔材料可具有小于0.8g/cm3的密度,且微孔材料的挥发性材料接触表面的至少一部分可具有在其之上的第一涂层,和/或微孔材料的蒸气释放表面的至少一部分可具有在其之上的第二涂层。第一涂层和第二涂层可以是相同或不同的,且各自独立地如此处先前关于具有至少0.8g/cm3的密度的微孔材料的任选的第一和第二涂层所述。
当小于0.8g/cm3时,本发明的微孔材料的密度可具有任何适合的下限,条件是微孔材料具有,例如,从0.04至0.6mg/(小时*cm2)的目标挥发性材料转移速率,且当挥发性材料从挥发性材料接触表面转移至所述蒸气释放表面时,蒸气释放表面基本上不含呈液体形式的挥发性材料。在本发明的此特定实施方式中,微孔材料的密度可为从0.6至小于0.8g/cm3,或从0.6至0.75g/cm3,例如,从0.60至0.75g/cm3,或从0.6至0.7g/cm3,例如,从0.60至0.70g/cm3,或从0.65至0.70g/cm3。
此外,微孔材料的挥发性材料接触表面的至少一部分可具有在其之上的第一涂层,和/或微孔材料的蒸气释放表面的至少一部分具有在其之上的第二涂层,其中,第一和第二涂层各自独立地选自包含聚(乙烯醇)的涂料组合物。
在本发明的经聚(乙烯醇)涂覆的实施方式中,当微孔材料,即,经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料曝露于从25℃至60℃的温度增加时,其挥发性材料转移速率增加小于或等于150%。当经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料曝露于从环境温度,例如,从25℃至60℃的温度增加时,挥发性材料转移速率典型地增加,且典型地不会减少,除非,例如,微孔材料已因曝露于更高环境温度而受损。因此,且如此处和权利要求中所使用,陈述“其挥发性材料转移速率增加小于或等于[阐述的]百分比”,例如,150%,包括0%的下限,但不包括小于0%的下限。
为了说明的目的,当经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料具有在25℃为0.3mg/(小时*cm2)的挥发性材料转移速率时,且当微孔材料曝露于60℃的温度时,挥发性材料转移速率增至小于或等于0.75mg/(小时*cm2)的值。
在一实施方式中,当微孔材料,即,经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料,曝露于从25℃至60℃的温度增加时,其挥发性材料转移速率增加小于或等于125%。例如,当经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料具有在25℃为0.3mg/(小时*cm2)的挥发性材料转移速率时,且当微孔材料曝露于60℃的温度时,挥发性材料转移速率增至小于或等于0.68mg/(小时*cm2)的值。
此外,当微孔材料,即,经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料,曝露于从25℃至60℃的温度增加时,其挥发性材料转移速率增加小于或等于100%。例如,当经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料具有在25℃为0.3mg/(小时*cm2)的挥发性材料转移速率时,且当微孔材料曝露于60℃的温度时,挥发性材料转移速率增至小于或等于0.6mg/(小时*cm2)的值。
第一和第二聚(乙烯醇)涂层各自可独立地以任何适合的涂层重量存在,条件是微孔材料具有,例如,至少0.04mg/(小时*cm2)的目标挥发性材料转移速率,且当微孔材料,即,经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料,曝露于从25℃至60℃的温度增加时,其挥发性材料转移速率增加小于或等于150%。典型地,第一聚(乙烯醇)涂层和第二聚(乙烯醇)涂层各自独立地具有0.01至5.5g/m2,或从0.1至4.0g/m2,或从0.5至3.0g/m2,或从0.75至2.0g/m2的涂层重量。
经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料的挥发性材料转移速率可为至少0.02mg/(小时*cm2)。经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料的挥发性材料转移速率可为等于或大于0.04mg/(小时*cm2),或等于或大于0.1mg/(小时*cm2),或等于或大于0.2mg/(小时*cm2),或等于或大于0.30mg/(小时*cm2),或等于或大于0.35mg/(小时*cm2)。经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料的挥发性材料转移速率可为小于或等于0.7mg/(小时*cm2),或小于或等于0.6mg/(小时*cm2),或小于或等于0.55mg/(小时*cm2),或小于或等于0.50mg/(小时*cm2)。经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料的挥发性材料转移速率范围可在这些上限值与下限值的任何组合之间,包括所述的值。例如,经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料的挥发性材料转移速率可为至少0.02mg/(小时*cm2),诸如,从0.04至0.70mg/(小时*cm2),或从0.04至0.60mg/(小时*cm2),或从0.20至0.60mg/(小时*cm2),或从0.30至0.55mg/(小时*cm2),或从0.35至0.50mg/(小时*cm2),在每种情况下包括所述的值。
本发明实施方式的经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料的微孔材料密度可广泛变化,条件是经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料具有,例如,至少0.04mg/(小时*cm2)的目标挥发性材料转移速率,且当微孔材料,即,经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料,曝露于从25℃至60℃的温度增加时,其挥发性材料转移速率增加小于或等于150%。
此外,经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料的微孔材料密度可为至少0.7g/cm3,诸如,至少0.8g/cm3,例如,从0.8至1.2g/cm3,所有均包括所述的值。在本发明的一实施方式中,经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料的密度,即,施涂聚(乙烯醇)涂层之前的微孔材料的密度小于0.8g/cm3。例如,经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料的微孔材料密度可为从0.6至小于0.8g/cm3,或从0.6至0.75g/cm3,例如,从0.60至0.75g/cm3,或从0.6至0.7g/cm3,例如,从0.60至0.70g/cm3,或从0.65至0.70g/cm3,所有均包括所述的值。
关于本发明的经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料,当挥发性材料从挥发性材料接触表面转移至蒸气释放表面时,蒸气释放表面基本上不含呈液体形式的挥发性材料。
聚(乙烯醇)涂层可选自液体涂层,其可任选地包括选自水、有机溶剂,和它们的组合的溶剂。聚(乙烯醇)涂层可选自可交联的涂层,例如,热固性涂层;和不可交联涂层,例如,空气干燥涂层。聚(乙烯醇)涂层可根据本领域认可的方法施涂至微孔材料的各个表面,诸如,喷涂、幕涂,或刮刀涂覆,例如,通过刮刀或刮涂棒。
在一实施方式中,第一和第二聚(乙烯醇)涂层各自独立地由水性聚(乙烯醇)涂料组合物形成。水性聚(乙烯醇)涂料组合物的固体可广泛改变,例如,在每种情况下,基于水性涂料组合物的总重量计,为0.1至15重量%,或从0.5至9重量%。聚(乙烯醇)涂料组合物的聚(乙烯醇)聚合物可具有,例如,从100至1,000,000,或从1000至750,000的数均分子量(Mn)。
聚(乙烯醇)涂料组合物的聚(乙烯醇)聚合物可为均聚物或共聚物。可制备聚(乙烯醇)共聚物的共聚单体包括可与乙酸乙烯酯共聚合(通过自由基聚合)且是本领域技术人员所知的那些。为了说明的目的,可制备聚(乙烯醇)共聚物的共聚单体包括但不限于:(甲基)丙烯酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、它们的金属盐、它们的烷基酯,例如,它们的C2-C10烷基酯,它们的聚乙二醇酯,和它们的聚丙二醇酯;氯乙烯;四氟乙烯;2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙烷磺酸及其盐;丙烯酰胺;N-烷基丙烯酰胺;经N,N-二烷基取代的丙烯酰胺;和N-乙烯基甲酰胺。
为了非限制性说明的目的,可用以形成本发明的经聚(乙烯醇)涂覆的微孔材料的聚(乙烯醇)涂料组合物的例子是CELVOL325,其可商购自SekisuiSpecialtyChemicals。
第一和第二聚(乙烯醇)涂料组合物各自可独立地包括本领域认可的添加剂,诸如,抗氧化剂、紫外光稳定剂、流动控制剂、分散稳定剂(例如,在水性分散体的情况下),和着色剂(例如,染料和/或颜料)。典型地,第一和第二聚(乙烯醇)涂料组合物不含着色剂,且因此是透明或不透明的。基于涂料组合物的总重量计,任选的添加剂可以,例如,从0.01至10重量%的单独量存在于聚(乙烯醇)涂料组合物中。
微孔材料的基质包含基本上水不溶性的热塑性有机聚合物。适于用作该基质的这种聚合物的数量和种类是大的。通常,可使用可被挤出、压延、压制,或滚轧成(rollinto)膜、片材、条材,或网材的任何基本上水不溶性的热塑性有机聚合物。聚合物可为单一聚合物,或其可为聚合物的混合物。聚合物可为均聚物、共聚物、无规共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物、无规立构聚合物、全同立构聚合物、间同立构聚合物、线性聚合物,或支化聚合物。当使用聚合物的混合物时,该混合物可以是均匀的或其可包含二个或更多个聚合物相。
适合的基本上水不溶性的热塑性有机聚合物的种类的例子包括热塑性聚烯烃类、聚(经卤基取代的烯烃)类、聚酯类、聚酰胺类、聚氨酯类、聚脲类、聚(卤乙烯)类、聚(偏二卤乙烯)类、聚苯乙烯类、聚(乙烯酯)类、聚碳酸酯类、聚醚类、多硫化物类、聚酰亚胺类、聚硅烷类、聚硅氧烷类、聚己内酯类、聚丙烯酸酯类,和聚甲基丙烯酸酯类。预期的混杂种类(基本上水不溶性的热塑性有机聚合物可选自其)包括,例如,热塑性聚(氨基甲酸酯-脲)类、聚(酯-酰胺)类、聚(硅烷-硅氧烷)类,和聚(醚-酯)类。适合的基本上水不溶性的热塑性有机聚合物的进一步例子包括热塑性高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯(无规立构、全同立构,或间同立构)、聚(氯乙烯)、聚四氟乙烯、乙烯和丙烯酸的共聚物、乙烯和甲基丙烯酸的共聚物、聚(偏二氯乙烯)、偏二氯乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物、偏二氯乙烯和氯乙烯的共聚物、乙烯和丙烯的共聚物、乙烯和丁烯的共聚物、聚(乙酸乙烯酯)、聚苯乙烯、聚(ω-氨基十一酸)、聚(己二酰己二胺)、聚(ε-己内酰胺),和聚(甲基丙烯酸甲酯)。基本上水不溶性的热塑性有机聚合物的这些种类和例子的列举非并穷尽,而是仅作为说明的目的而提供。
基本上水不溶性的热塑性有机聚合物特别可包括,例如,聚(氯乙烯)、氯乙烯的共聚物,或它们的混合物。在一实施方式中,水不溶性的热塑性有机聚合物包括选自以下的超高分子量聚烯烃:具有至少10分升/克的特性黏度的超高分子量聚烯烃,例如,基本上线性的超高分子量聚烯烃;或具有至少6分升/克的特性黏度的超高分子量聚丙烯,例如,基本上线性的超高分子量聚丙烯;或它们的混合物。在一特定的实施方式中,水不溶性的热塑性有机聚合物包括具有至少18分升/克的特性黏度的超高分子量聚乙烯,例如,线性的超高分子量聚乙烯。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)不是具有无限分子量的热固性聚合物,而是技术分类为热塑性物质。然而,因为分子是基本上非常长的链,UHMWPE当加热时软化,但不会以一般热塑性方式如熔融液体那样流动。该非常长的链和它们提供给UHMWPE的特殊性质据信在很大程度上有助于使用该聚合物制得的微孔材料的令人期望的性质。
如之前所指示,UHMWPE的特性黏度为至少约10分升/克。通常,特性黏度为至少约14分升/克。经常,特性黏度为至少约18分升/克。在许多情况下,特性黏度为至少约19分升/克。虽然对于特性黏度的上限无特别限制,但特性黏度常常在从约10至约39分升/克的范围,例如,在从约14至约39分升/克的范围。在大部分情况下,UHMWPE的特性黏度在从约18至约39分升/克的范围,典型地为约18至约32分升/克。
根据以下等式,UHMWPE的标称分子量根据经验地与聚合物的特性黏度相关:
M(UHMWPE)=5.3x104[η]1.37
其中,M(UHMWPE)为标称分子量,且[η]为UHMW聚乙烯的特性黏度,以分升/克表示。
如此处和权利要求中所使用,特性黏度是通过使若干UHMWPE的稀溶液的比浓黏度或特性黏度外推至零浓度而确定,其中,溶剂为已经添加0.2重量%的3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸,新戊烷四基酯[CAS登录号6683-19-8]的新蒸馏十氢萘。UHMWPE的比浓黏度或特性黏度是使用UbbelohdeNo.1黏度计,是根据ASTMD4020-81的一般程序,由在135℃获得的相对黏度确认,不同的是使用了具有不同浓度的若干稀溶液。ASTMD4020-81在此通过引用以其全文并入。
在一特定的实施方式中,基质包含具有至少10分升/克的特性黏度的基本上线性的超高分子量聚乙烯,和具有小于50克/10分钟的ASTMD1238-86条件E熔融指数和至少0.1克/10分钟的ASTMD1238-86条件F熔融指数的较低分子量聚乙烯(LMWPE)的混合物。LMWPE的标称分子量低于UHMW聚乙烯的标称分子量。LMWPE是热塑性的,且许多不同类型是已知的。根据ASTMD1248-84(1989年再次核准),一种分类方法是按以克/立方厘米表示的密度,并且四舍五入至最接近的千分位,如下所概述:
这些聚乙烯的任何或全部聚乙烯可用作本发明中的LMWPE。对于某些应用,HDPE可被使用,因为其通常趋于比MDPE或LDPE更具线性。ASTMD1248-84(再次核准1989)在此通过引用以其全文并入。
用于制造各种LMWPE的方法是熟知的和良好记录的。它们包括高压方法、PhillipsPetroleumCompany方法、StandardOilCompany(Indiana)方法,和Ziegler方法。
LMWPE的ASTMD1238-86条件E(即,190℃和2.16千克载荷)熔融指数小于约50克/10分钟。通常,条件E熔融指数小于约25克/10分钟。典型地,条件E熔融指数小于约15克/10分钟。
LMWPE的ASTMD1218-86条件F(即,190℃和21.6千克载荷)熔融指数为至少0.1克/10分钟。在许多情况下,条件F熔融指数为至少约0.5克/10分钟。典型地,条件F熔融指数为至少约1.0克/10分钟。ASTMD1238-86在此通过引用以其全文并入。
足够的UHMWPE和LMWPE应存在于基质中,以将它们的性质提供给微孔材料。其它热塑性有机聚合物也可存在于基质中,只要它们的存在不以有害的方式实质上影响微孔材料的性质。一种或多种其它热塑性聚合物可存在于基质中。可存在的其它热塑性聚合物的量取决于这种聚合物的性质。可任选地存在的热塑性有机聚合物的例子包括但不限于聚(四氟乙烯)、聚丙烯、乙烯与丙烯的共聚物、乙烯与丙烯酸的共聚物,和乙烯与甲基丙烯酸的共聚物。若期望,含羧基的共聚物的所有或部分的羧基基团可用钠、锌等中和。
在大部分情况下,UHMWPE和LMWPE一起构成基质的聚合物的至少约65重量%。通常,UHMWPE和LMWPE一起构成基质的聚合物的至少约85重量%。典型地,基本上不存在其它热塑性有机聚合物,使得UHMWPE和LMWPE一起构成基质的聚合物的基本上100重量%。
UHMWPE可构成基质的聚合物的至少1重量%。在UHMWPE和LMWPE一起构成微孔材料的基质的聚合物的100重量%的情况下,UHMWPE可构成基质的聚合物的大于或等于40重量%,诸如,基质的聚合物的大于或等于45重量%,或大于或等于48重量%,或大于或等于50重量%,或大于或等于55重量%。此外,UHMWPE可构成基质的聚合物的小于或等于99重量%,诸如,基质的聚合物的小于或等于80重量%,或小于或等于70重量%,或小于或等于65重量%,或小于或等于60重量%。包含基质的聚合物的UHMWPE的含量可在任何这些数值之间,包括所述的值。
同样地,在UHMWPE和LMWPE一起构成微孔材料的基质的聚合物的100重量%的情况下,LMWPE可构成基质的聚合物的大于或等于1重量%,诸如,基质的聚合物的大于或等于5重量%,或大于或等于10重量%,或大于或等于15重量%,或大于或等于20重量%,或大于或等于25重量%,或大于或等于30重量%,或大于或等于35重量%,或大于或等于40重量%,或大于或等于45重量%,或大于或等于50重量%,或大于或等于55重量%。此外,LMWPE可构成基质的聚合物的小于或等于70重量%,诸如,基质的聚合物的小于或等于65重量%,或小于或等于60重量%,或小于或等于55重量%,或小于或等于50重量%,或小于或等于45重量%。LMWPE的含量范围可在任何这些数值之间,包括所述的值。
应注意对于本发明的任何前述微孔材料,LMWPE可包含高密度聚乙烯。
微孔材料还包括细分散的基本上水不溶性的微粒填料材料。该微粒填料材料可包括有机微粒材料和/或无机微粒材料。微粒填料材料典型地是未经着色的,例如,微粒填料材料是白色或灰白色微粒填料材料,诸如,硅质或粘土微粒材料。
细分散的基本上水不溶性的填料颗粒可构成微孔材料的20至90重量%。例如,这种填料颗粒可构成微孔材料的30%至90重量%,或微孔材料的40至90重量%,或微孔材料的40至85重量%,例如,45至80重量%,或微孔材料的50至80重量%,例如,50至65,70或75重量%,且甚至是微孔材料的60%至90重量%。
细分散的基本上水不溶性的微粒填料可呈基本粒子(ultimateparticle)、基本粒子的聚集体,或二者的组合的形式。通过使用能测量小到0.04微米的颗粒直径的来自BeckmanCoulton的激光衍射粒度仪,LS230确定时,用于制备微孔材料的填料的至少约90重量%具有范围从0.5至约200微米的总粒度(grossparticlesize),诸如,从1至100微米。典型地,微粒填料的至少90重量%具有范围从5至40微米,例如,10至30微米的总粒度。在加工用以制备微孔材料的成分期间,填料聚集体的尺寸可被降低。因此,微孔材料内的总粒度的分布可小于原始填料本身。
可用于本发明的微孔材料的适合的有机和无机颗粒材料的非限制性例子包括在U.S.6,387,519B1第9栏第4行至第13栏第62行所述的那些,其引述部分在此通过引用并入。
在本发明的一特定实施方式,微粒填料材料包含硅质材料。可用以制备微孔材料的硅质填料的非限制性例子包括二氧化硅、云母、蒙脱石、高岭石、纳米粘土(诸如,可得自SouthernClayProducts的cloisite)、滑石、硅藻土、蛭石、天然和合成沸石、硅酸钙、硅酸铝、硅酸钠铝、聚硅酸铝、氧化铝二氧化硅凝胶,和玻璃颗粒。除硅质填料外,其它细分散的微粒基本上不溶性的填料也可任选地使用。这样的任选的微粒填料的非限制性例子包括炭黑、木炭、石墨、氧化钛、氧化铁、氧化铜、氧化锌、氧化锑、氧化锆、氧化镁、氧化铝、二硫化钼、硫化锌、硫酸钡、硫酸锶、碳酸钙,和碳酸镁。一些这样的任选的填料是产生颜色的填料,且取决于所使用的量,可将色彩(hue)或颜色添加至微孔材料。在一非限制性实施方式中,硅质填料可包括二氧化硅和任何前述的粘土。二氧化硅的非限制性例子包括沉淀二氧化硅、硅胶、气相法二氧化硅,和它们的组合。
硅胶通常是通过用酸使可溶性金属硅酸盐(例如,硅酸钠)的水溶液在低pH下酸化而商业化生产。使用的酸通常是强无机酸,诸如,硫酸或盐酸,虽然可以使用二氧化碳。由于在低黏度时凝胶相与周围液相之间的密度基本上没有差异,凝胶相不会沉降,即,不会沉淀。因此,硅胶可被描述为邻近胶体非结晶二氧化硅颗粒的非沉淀、黏着(coherent)、刚性、三维的网络。细分状态范围为从大的固体物质(mass)至亚微观颗粒,且水合度为从几乎无水的二氧化硅至含有每重量份二氧化硅为大约100重量份水的软凝胶物质。
沉淀二氧化硅通常是通过使可溶性金属硅酸盐的水溶液、普通的碱金属硅酸盐(诸如,硅酸钠),和酸组合,使得胶体二氧化硅颗粒会在弱碱性溶液中生长且通过所得的可溶性碱金属盐的碱金属离子凝结而商业化生产。可以使用各种酸,包括但不限于无机酸。可使用的酸的非限制性例子包括盐酸和硫酸,但也可使用二氧化碳来生产沉淀二氧化硅。在不存在凝结剂时,二氧化硅在任何pH下不会从溶液沉淀。在一非限制性实施方式中,用以实现二氧化硅沉淀的凝结剂可为在形成胶体二氧化硅颗粒期间产生的可溶性碱金属盐,或其可为添加的电解质,诸如,可溶性的无机或有机盐,或其可为二者的组合。
许多不同的沉淀二氧化硅可作为用以制备微孔材料的硅质填料。沉淀二氧化硅是熟知的商用材料,且其生产方法详细地描述于许多美国专利,包括美国专利2,940,830和4,681,750。通过透射电子显微镜法测定时,用以制备微孔材料的沉淀二氧化硅的平均基本粒子尺寸(无论基本粒子是否被聚集)通常小于0.1微米,例如,小于0.05微米或小于0.03微米。沉淀二氧化硅可从PPGIndustries,Inc.以许多等级与形式获得。这些二氧化硅是以商标名出售。
为了本发明的目的,细分散的微粒基本上水不溶性的硅质填料可占基本上水不溶性的填料材料的至少50重量%,例如,至少65或至少75重量%,或至少90重量%。硅质填料可占微粒填料材料的50至90重量%,例如,从60至80重量%,或硅质填料可占水不溶性微粒填料材料的基本上全部。
微粒填料,例如,硅质填料,典型地具有高表面积,其能使填料装载许多用以制造本发明微孔材料的加工塑化剂组合物。高表面积填料是具有非常小的颗粒尺寸的材料,具有高孔隙度的材料,或展现此两种性质的材料。通过Brunauer,Emmett,Teller(BET)方法根据ASTMD1993-91确定时,微粒填料(例如,硅质填料颗粒)的表面积范围可为从20或40至400平方米/克,例如,从25至350平方米/克,或从40至160平方米/克。BET表面积可通过从使用MicromeriticsTriStar3000TM仪器进行的氮吸附等温线测量拟合五个相对压力点而确定。FlowPrep-060TM站可用以在样品制备期间提供热和连续气流。在氮吸附之前,二氧化硅样品通过在流动氮气(PS)内加热至160℃持续1小时而干燥。通常,但非必要,使用的任何非硅质填料颗粒的表面积也在这些范围之一之内。填料颗粒基本上是水不溶性的,且也基本上不可溶于用以制备微孔材料的任何有机加工液体。这会促进微粒填料在微孔材料内的滞留。
基于微孔材料的总重量计,本发明的微孔材料也可包括少量(例如,小于或等于5重量%)的用于加工的其它材料,诸如,润滑剂、加工塑化剂、有机萃取液体、水等。用于特别目的(诸如,热、紫外线和尺寸稳定性)而引入的另外材料可任选地以小量存在于微孔材料中,例如,基于微孔材料总重量计,小于或等于15重量%。这样的另外材料的例子包括但不限于抗氧化剂、紫外光吸收剂、强化纤维(诸如,短切的玻璃纤维股)等。微孔材料的除用于一种或多种特别目的而施用的填料和任何涂层、印刷油墨,或浸渍剂外的余量基本上是热塑性有机聚合物。
本发明的微孔材料还包括互连孔隙网络,其连通基本上整个微孔材料。当如此处进一步说明的方法制造时,以无涂层、无印刷油墨,无浸渍剂为基准,基于微孔材料总体积计,孔隙典型地构成从35至95体积%。基于微孔材料总体积计,孔隙可构成微孔材料的60至75体积%。如此处和权利要求中所使用,微孔材料的以体积%表示的孔隙度(也称为空隙体积)是根据以下等式确定:
孔隙度=100[1-d1/d2]
其中,d1是样品的密度,其是由样品重量和样品体积(如从样品尺寸的测量所确认)确定;且d2是样品的固体部分的密度,其是由样品的固体部分的样品重量和样品体积确定。微孔材料的固体部分的体积是使用Quantachrome立体比重计(stereopycnometer)(QuantachromeCorp.)根据伴随此仪器的操作手册确定。
微孔材料的孔隙的体积平均直径是通过水银孔隙法,使用Autoscan水银孔隙计(QuantachromeCorp.)根据伴随此仪器的操作手册确定。单一扫描的体积平均孔隙半径是通过此孔隙计自动确定。在操作孔隙计中,扫描是在高压力范围(从138千帕(绝对)至227兆帕(绝对))进行。若总侵入体积的2%或更少发生于该高压力范围的低端部(lowend)(从138至250千帕(绝对)),则体积平均孔隙直径是取通过孔隙计确定的体积平均孔隙半径的两倍。否则,另外扫描是在低压范围(从7至165千帕(绝对))进行,且体积平均孔隙直径是根据以下等式计算:
d=2[v1r1/w1+v2r2/w2]/[v1/w1+v2/w2]
其中,d是体积平均孔隙直径;v1是在高压力范围侵入的水银的总体积;v2是在低压力范围侵入的水银的总体积;r1是由高压力扫描确定的体积平均孔隙半径;r2是由低压力扫描确定的体积平均孔隙半径;w1是经受高压扫描的样品的重量;且w2是经受低压扫描的样品的重量。
通常,基于无涂层、无印刷油墨,和无浸渍剂的基准,微孔材料的孔隙的体积平均直径为至少0.02微米,典型地为至少0.04微米,且更典型为至少0.05微米。基于相同的基准,微孔材料的孔隙的体积平均直径也典型地小于或等于0.5微米,更典型地小于或等于0.3微米,和进一步典型地小于或等于0.25微米。基于此基准,孔隙的体积平均直径范围可为任何这些数值之间,包括所述的值。例如,微孔材料的孔隙的体积平均直径范围可为从0.02至0.5微米,或从0.04至0.3微米,或从0.05至0.25微米,在每种情况下包括所述的值。
在通过上述程序确定体积平均孔隙直径期间,检测的最大孔隙半径也可被确定。这是取自低压范围扫描,如果进行的话;否则取自高压范围扫描。微孔材料的最大孔隙直径典型地是最大孔隙半径的两倍。
涂覆、印刷,和浸渍方法会造成填充微孔材料的至少一些孔隙。此外,这类方法也可不可逆地压缩微孔材料。因此,关于孔隙度、孔隙的体积平均直径,和最大孔隙直径的参数是在施用这些方法中的一种或多种之前对微孔材料进行测定的。
许多本领域认可的方法可用以生产本发明的微孔材料。例如,本发明的微孔材料可通过使填料颗粒、热塑性有机聚合物粉末、加工塑化剂,和少量的润滑剂和抗氧化剂混合在一起直到获得基本上均匀的混合物为止而制备。用于形成混合物而使用的微粒填料与聚合物粉末的重量比率与待生产的微孔材料者基本上相同。该混合物与另外的加工塑化剂一起典型地是被引至螺旋挤出机的加热筒内。与挤出机的终端附接的是片材模头(sheetingdie)。通过此模头形成的连续片材是无拉伸地前进至一对经加热的压延辊,该压延辊共同作用形成具有比从模头离开的连续片材更小厚度的连续片材。在该方法中在该点存在于连续片材中的加工塑化剂的含量可不同,且会影响最终微孔片材的密度。例如,在此处如下所述萃取之前,存在于连续片材中的加工塑化剂的含量可为连续片材的大于或等于30重量%,诸如,在萃取前,是连续片材的大于或等于40重量%,或大于或等于45重量%。此外,萃取前存在于连续片材中的加工塑化剂的量可为连续片材的小于或等于70重量%,诸如,在萃取前为连续片材的小于或等于65重量%,或小于或等于60重量%,或小于或等于57重量%。萃取前,在该方法中在该点存在于连续片材中的加工塑化剂的量范围可为任何这些数值之间,包括所述的值。通常,加工塑化剂的含量在一实施方式中可从57至62重量%变化,且在另一实施方式中小于57重量%。
然后,将来自压延机的连续片材送至第一萃取区,在那里加工塑化剂通过用有机液体(其对于加工塑化剂是良溶剂,对于有机聚合物是不良溶剂,且比加工塑化剂更具挥发性)萃取而被基本上移除。通常,但并非必要地,加工塑化剂和有机萃取液体两者均与水基本上不混溶。然后,将连续片材送至第二萃取区,在那里残余的有机萃取液体是通过蒸气和/或水基本上移除。然后,使连续片材通过强制空气干燥器,以基本上移除残余水和剩余的残余有机萃取液体。从该干燥器,将连续片材(其是微孔材料)送至卷取辊。
加工塑化剂在室温下是液体,且通常是加工油,诸如,石蜡油、环烷油,或芳香油。适合的加工油包括符合ASTMD2226-82,类型103和104的要求的那些。更典型地,具有根据ASTMD97-66(再次核准1978)具有小于220℃的倾点的加工油被用于生产本发明的微孔材料。可用于制备本发明的微孔材料的加工塑化剂在美国专利号5,326,391,第10栏,第26行至50行中进一步详细地探讨,此公开内容在此通过引用并入。
在本发明的一实施方式中,用于制备微孔材料的加工塑化剂组合物在60℃对聚烯烃具有极少的溶剂化效应,且在大约100℃的高温具有中等溶剂化效应。加工塑化剂组合物在室温下通常是液体。可使用的加工油的非限制性例子可包括412油、371油(ShellOilCo.),它们是得自环烷型原油的溶剂精炼和加氢处理油,400油(AtlanticRichfieldCo.)和油(WitcoCorp.),它们是白色矿物油。加工塑化剂的其它非限制性例子可包括邻苯二甲酸酯塑化剂,诸如,邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸丁卞酯,和邻苯二甲酸双十三酯。任何前述加工塑化剂的混合物可被用以制备本发明的微孔材料。
存在许多可用以制备本发明微孔材料的有机萃取液体。适合的有机萃取液体的例子包括在美国专利号5,326,391,第10栏,第51行至57行中所述的那些,其公开内容在此通过引用并入。
萃取流体组合物可包含卤化的烃类,诸如,氯化的烃类和/或氟化的烃类。特别地,萃取流体组合物可包括卤化的烃类且具有范围从4至9(Jcm3)1/2的计算溶解度参数库仑项(δclb)。适于作为用于生产本发明微孔材料的萃取流体组合物的卤化的烃类的非限制性例子可包括选自反式-1,2-二氯乙烯、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-十氟戊烷,和/或1,1,1,3,3-五氟丁烷的卤化的烃类的一种或多种共沸物。这类材料可商购自VERTRELMCA(1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-二氢十氟戊烷和反式-1,2-二氯乙烯的二元共沸物:62%/38%),和VERTRELCCA(1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-二氢十氟戊烷、1,1,1,3,3-五氟丁烷,和反式-1,2-二氯乙烯的三元共沸物:33%/28%/39%),二者皆可得自MicroCareCorporation。
基于微孔材料的总重量计,根据本发明的微孔材料的残余加工塑化剂含量通常小于10重量%,且该含量可通过使用相同或不同有机萃取液体的另外萃取进一步降低。通常,基于微孔材料的总重量计,残余加工塑化剂含量小于5重量%,且该含量可通过另外的萃取进一步降低。
本发明的微孔材料也可根据美国专利号2,772,322;3,696,061;和/或3,862,030的一般原理和程序制造。这些原理和程序在基质的聚合物是或主要是聚(氯乙烯)或含有大比例的经聚合的氯乙烯的共聚物的情况下是特别可适用的。
通过上述方法生产的微孔材料任选地可被拉伸。拉伸微孔材料典型地造成材料孔隙体积增加,和形成具增加或增强的分子定向的区域。如在本领域中所知,经分子定向的热塑性有机聚合物的许多物理性质(包括拉伸强度、拉伸模量、杨氏模量等)与具有极少或无分子定向的相应热塑性有机聚合物的那些,例如,相当地不同。拉伸典型地是在如上所述基本上移除加工塑化剂后完成。
各种形式的拉伸装置和方法是本领域技术人员所熟知的,且可用以完成本发明微孔材料的拉伸。微孔材料的拉伸在美国专利号5,326,391第11栏,第45行至第13栏第13行中进一步详细说明,其公开内容在此通过引用并入。
本发明在下列实施例中更具体地说明,该实施例旨在仅仅是示例性的,因为其中许多修改和变化对本领域技术人员是明显的。除非另有说明,所有份数和百分比是以重量计。
实施例
在以下实施例的第1部分,描述了用于制备在试验工厂中制备且在表1中呈现的实施例混合物和比较混合物,和在放大(scale-up)方法中制备的实施例混合物以及在表2中呈现的比较商用样品的材料和方法。在第2部分,描述了用以挤出、压延和萃取由第1部分和第2部分的混合物制备的片材的方法。在第3部分,描述了用以测定表3和4中报导的物理性质的方法。在第4A和4B部分,使用的涂料配方列于表5和7中,且经涂覆的片材的性质列于表6和8中。在第5部分,表1、2、6和8的产物的乙酸卞酯测试结果列于表9、10、11和12中。
第1部分-混合物制备
干燥成分是以表I中说明的顺序和量(克(g))称重至具有一高强度切碎机类型的混合刀的FM-130DLittleford犁型刀片(ploughblade)混合器内。干燥成分是仅使用犁型刀片预混合15秒。然后。加工油(混合油)是通过手动泵经由在混合器顶部的喷雾嘴来泵入,且仅有犁型刀片运行。该实施例的泵送时间在45-60秒改变。使高强度切碎机刀与犁型刀片一起启动,且将混合物混合30秒。关掉混合器,且混合器内侧被刮擦(scrappeddown),以确保所有成分均匀混合。再次启动混合器,且高强度切碎机和犁型刀片二者均被启动,且将混合物混合另外30秒。关掉混合器,且将混合物倾卸至贮存容器内。
表2
第2部分-挤出、压延,和萃取
实施例1-9和比较例1-5的混合物是使用如下所述的包括进料、挤出和压延***的挤出***挤出和压延成最终片材形式。将重量进料***(K-tron型号#K2MLT35D5)的重量损失用以使每一个别混合物供料至27mm双螺杆挤出机(型号#是LeistritzMicro-27gg)内。挤出机的筒包含八个温度区和接至压片模头的经加热的接头。挤出混合物进料口正好位于第一温度区前。通气孔位于第三温度区。真空孔位于第七温度区。
混合物是以90克/分钟的速率供应至挤出器内。各种量的另外的加工油根据需要在第一温度区注射,以实现挤出片材中令人期望的总油含量。从挤出机排出的挤出片材(挤出物)中所含的油在此处被引用作为“挤出物油”或“加工油”,且是基于挤出片材总重量计,以重量百分比报导于表1中。根据本发明的一实施方式,大于0.8g/cm3密度的微孔片材是在挤出片材内的加工油(挤出物油)的量小于57重量%时获得的。虽然不希望受任何特别理论限制,但据信由手边的实验证据,降低挤出微孔片材中加工油的量增加了微孔片材的密度,例如,增至大于0.8g/cm3,且改变片材的表面,使得转移至蒸气释放表面的挥发性材料更被分散且不会在那表面上初始地汇集成液滴。
将来自筒的挤出物排放至15cm宽的片状模头,其具有1.5毫米的排放开口。挤出熔融温度是203-210℃,且吞吐量是7.5千克/小时。
压延方法是使用三辊式垂直压延机组(stack)完成,其具有一个夹持点和一个冷却辊。该辊中的每个具有铬表面。辊尺寸是大约41cm长度和14cm直径。顶辊温度维持于135℃至140℃之间。中间辊温度维持于140℃至145℃之间。底部辊为冷却辊,其中温度维持于l0-21℃之间。将挤出物压延成片材形式,且越过底部冷却水辊并且卷绕。
将切成最高达25.4cm宽度和305cm长度的片材样品卷起且置于罐内,并且曝露于热的液体1,1,2-三氯乙烯持续大约7-8小时,以从片材样品萃取出油。其后,经萃取的片材经空气干燥,且经受之后所述的测试方法。
表2中所示的放大实施例10-18的混合物是使用挤出***和油萃取方法(上述***的生产尺寸版本)挤出和压延成最终片材形式,以U.S.5,196,262第7栏第52行至第8栏第47行中所述(其在此通过引用并入)实行。使用如上在第3部分所述的测试方法测试最终片材的物理参数。比较例6-10是如下指示的商用微孔产品:比较例6为Digital10密耳;比较例7为SP6密耳;比较例8为SP10密耳;比较例9为SP14密耳;且比较例10为SP12密耳。
用于比较例6-10的商用产品的挤出物油(重量%)从57至62%变化。
第3部分-测试和结果
在经萃取和干燥的膜上测量的物理性质和获得的结果列于表3和4中。使用Soxhlet萃取器测量挤出物油重量百分比。使用未事先萃取的挤出物片材样本测定挤出物油重量百分比。将大约2.25英寸x5英寸(5.72cmx12.7cm)的样品样本称重和记录至小数点后四位。然后,将每一样本卷成圆柱体,且置于Soxhlet萃取装置内,且使用三氯乙烯(TCE)作为溶剂萃取约30分钟。然后,将样本移除和干燥。然后,将经萃取和干燥的样品称重。油重量百分比值(挤出物)如下计算:油重量%=(起始重量-萃取的重量)xl00/起始重量。
使用OnoSokki测厚仪EG-225确定厚度。将二个4.5英寸x5英寸(11.43cmx12.7cm)样本从每一样品切下,且在九个位置(距任何边缘至少3/4英寸(1.91cm))测量每一样本的厚度。读数的算术平均值以密耳记录至小数后2位数,且转化成微米。
上述实施例的密度是通过使从每一样品切下的测量为4.5英寸x5英寸(11.43cmx12.7cm)的两个样本的平均无水重量除以那些样本的平均体积而确定。平均体积是通过使两个样本在去离子水中煮沸10分钟,将此二样本移除且置于室温的去离子水中,在平衡至室温后将悬浮于去离子水中的每一样本称重,和在擦掉表面水后再次在空气中称重每一样本而确定。样本的平均体积如下计算:
体积(平均)=[(在空气中称重的经轻微擦拭的样本的重量-浸渍重量总和)x1.002]/2
无水重量是通过于在分析天平上称重此该两个样本中的每个和使此重量乘以0.98而确定,因为假设该样本含有2%的水分。
表3和4中报导的孔隙度是使用由纽约Troy的GPIGurleyPrecisionInstruments制造的Gurley密度计,型号4340确定的。所报导的孔隙度是空气流经样品的速率或其对流经该样品的空气流的阻力的量度。测量单位是“Gurley秒”,且表示使用4.88英寸压力差的水(12.2x102Pa)使100cc空气通过1英寸平方(6.4x10-4m2)面积的以秒计的时间。较低的值等于较小的空气流动阻力(允许更多空气自由通过)。测量是使用于MODEL4340AutomaticDensometerandSmoothnessTesterInstructionManual手册中列出的程序完成。TAPPI方法T460om-06-AirResistanceofPaper也可被参考作为此测量的基本原理。
第4A部分-涂料配方和经涂覆的产物
表5中列出的涂料1-5是通过在600毫升烧杯中在温和搅拌下使325聚乙烯醇分散在冷水中而制备。温和搅拌是由通过电动搅拌马达驱动的1”(2.54cm)桨式搅拌器提供。将混合物加热至190°F(87.8℃)且搅拌20-30分钟。将所得溶液冷却至室温同时搅拌。具体混合物的量和所得的测得的固体概述于表5中。
表5.涂料配方
将确认无可见的未溶解颗粒的涂料施涂至由PPGIndustries,Pittsburgh,Pa出售的HD微孔基材。将涂料施涂至8.5英寸x11英寸(21.59cmx27.94cm),11密耳厚基材的片材,其各自在天平上称皮重,其后,使片材置于干净玻璃表面上,且使用胶带使片材的顶部角落与玻璃黏着。一片透明10密耳厚聚酯11英寸x3英寸(27.94cmx7.62cm)横越片材顶部边缘而放置,覆盖从片材顶部边缘往下1/2英寸(1.27cm)。用胶带将聚酯固定至玻璃表面。将来自DiversifiedEnterprises的线绕(wirewrapped)的计量杆置于片材上1-2英寸(2.5-5.1cm),与顶部边缘平行,接近聚酯的顶部边缘。使用一次性移液管使10-20毫升量的涂料作为珠条状(beadstrip)(约%英寸(0.64cm)宽)直接挨着且接触计量杆而沉积。将该杆尝试以连续/固定的速率拖拉完全横过(across)片材。将所得的湿片材从玻璃表面移除,立即置于先前的皮重天平上,称重,记录湿涂层重量,然后,将经涂覆的片材置于强制空气炉内,且在95℃干燥2分钟。将经干燥的片材从该炉移除,且对相同的经涂覆的片材表面重复相同涂覆程序。使用二湿涂层重量计算最终干燥涂层重量(以克/平方米计)。实施例19-23的经涂覆的片材描述于表6中。
表6.最终经涂覆的片材
以下等式被用以计算最终干燥涂层重量。
计算的最终干燥涂层重量(以克/平方米计)=((涂层固体x0.01)x(第1湿涂层重量+第2湿涂层重量))/(8.5xl0.5)x1550
第4B部分-涂料配方和经涂覆的产物
在制备涂层6-12的涂料配方中,遵循第4A部分的程序,除了涂层7在使用前混合2天之外。涂料配方列示于表7中。
第4B部分中使用的基材是由PPGIndustries,Pittsburgh,Pa出售的SP1000微孔基材。遵循用于第4A部分的相同程序,除了一些片材在两侧上涂覆,在使第二涂覆侧施加于相对侧上之前,干燥第一涂覆侧,和将9号计量杆用于所有涂层。最终经涂覆的片材的信息包括在表8中。
表7.具有克列出的量的涂料配方
(n)WITCOBONDW-240,来自ChemturaCorporation的水性聚氨酯分散体
(0)200,来自Degussa的气相法二氧化硅
(p)T700,来自PPGIndustries,Inc.的沉淀二氧化硅
(q)6200,来自PPGIndustries,Inc.的沉淀二氧化硅
(r)MOMENTIVELE-410,来自MomentivePerformanceMaterials的水性硅分散体
(s)HYCAR26138,来自LubrizolAdvancedMaterials,Inc.的水性聚(甲基)丙烯酸酯分散体
表8最终经涂覆的片材
第5部分-乙酸卞酯测试
用于膜的蒸发速率和性能测试的夹持器装配由具有环形垫圈的前夹具、后夹具、测试贮存器杯,和四个螺丝组成。测试贮存器杯是由透明的热塑性聚合物制造,其具有通过打开面边缘处的大约4cm的圆形直径限定的内尺寸,和不大于1cm的深度。打开面是用以确定挥发性材料转移速率。
夹持器装配的每一夹具具有1.5英寸(3.8cm)直径的圆形开口,以容纳测试贮存器杯和提供使膜曝露于测试下的开口。当使膜(即,具有6至18密耳厚度的微孔材料片材)置于测试下时,将夹持器装配的后夹具置于软木环(corkring)的顶部上。将测试贮存器杯置于后夹具中,且装入大约2毫升的乙酸卞酯。从该膜片材切下大约2英寸(5.1cm)直径的碟形物,且直接置于贮存器杯的边缘上且与其接触,使得微孔片材的12.5cm2的挥发性材料接触表面曝露于贮存器内部。
将夹持器的前夹具小心地置于整个装配上,且使螺孔对齐,且不干扰此膜碟状物。当使用经涂覆的微孔片材时,经涂覆的表面朝着贮存器或朝着大气而放置,如下表所示。使螺丝附接和紧锁至足以防止渗漏。环形垫圈产生密封。标记夹持器以识别在测试下的膜样品。对于每一测试,制备5至10个复制物。对于经涂覆的实施例,包括对照组(未经涂覆的样品)的五个复制物。对于表11中的实施例,对于每一实施例具有5个对照组,且每一对照组的平均蒸发速率针对相对应的实施例报导,且以此实施例相较于相对应对照组的蒸发速率降低百分比报导。表11中的实施例19-23的经涂覆的表面朝着大气。
称重每一夹持器装配以获得整个经装载装配的起始重量。然后,此装配向上直立地置于实验室化学通风厨内,其具有5英尺[1.52米](高度)x5英尺[1.52米](宽度)x2英尺[0.61米](深度)的大约尺寸。在测试贮存器直立的情况下,乙酸卞酯与微孔片材的挥发性材料接触表面的至少一部分直接接触。下拉通风厨的玻璃门,且调整流经此厨的空气流,以使得每小时具有八(8)转(或周转数)的厨体积。除非另有指示,厨内温度维持在25℃±5℃。通风厨内的湿度是环境温度。测试贮存器在此厨内定期称重。测试进行五(5)天。将计算的乙酸卞酯重量损失结合消逝时间和曝露于测试贮存器内部的微孔片材表面积用以确定微孔片材的挥发性转移速率,单位是mg/(小时*cm2)。复制物的平均蒸发速率(mg/小时)在下表中对整个装配进行报导。这两个数值通过下式相联系:
平均蒸发速率(mg/小时)/12.5cm2=挥发性材料转移速率(mg/小时*cm2)
临界(marginal)(Marg.)指示存在通过和失效的复制物,或测试不具有以乙酸卞酯“汇集”和“滴落”于膜的表面下所述的失效,但是在膜表面上具有一些形成珠的乙酸卞酯液滴,对于被评为“通过”结果,这也被视为不可接受(面对面(vis-à-vis))。然而,在失效(FAIL)测试结果和临界(Marg.)测试结果之间具有明确性能区别,后者是明确更优异的,如此处所讨论。
表2、4和10的实施例10-18和比较例6-10的数据,其说明了在生产规模设备上生产的微孔片材,确认了增加片材密度(其是通过降低挤出片材中的挤出物油的量实现)和通过乙酸卞酯测试之间的相关性。该数据概述于表13中。
表13
虽然本发明的具体实施方式已出于说明的目的在以上进行了描述,但对于本领域技术人员明显的是本发明细节的多种变化可在未背离如所附权利要求中限定的本发明的情况下进行。
Claims (35)
1.一种蒸气可渗透微孔材料,包含:
(a)基本上水不溶性的热塑性有机聚合物的基质,所述有机聚合物包括聚烯烃;
(b)细分散的基本上水不溶性的微粒填料,所述微粒填料分布于整个所述基质,且基于所述微孔材料的总重量计,构成40至90重量%;和
(c)互连孔隙网络,其在整个所述微孔材料中基本上连通;
其中所述微孔材料具有
(1)至少0.8g/cm3的密度,
(2)挥发性材料接触表面和蒸气释放表面,所述挥发性材料接触表面和所述蒸气释放表面彼此基本上相对,和
(3)当所述蒸气可渗透微孔材料的所述挥发性材料接触表面被放置为与挥发性材料接触和所述蒸气释放表面不与所述挥发性材料直接接触时,0.04至0.6mg/(小时*cm2)的所述挥发性材料接触表面至所述蒸气释放表面的挥发性材料转移速率,所述微孔材料的密度使得当挥发性材料从所述挥发性材料接触表面转移至所述蒸气释放表面时,所述蒸气释放表面基本上不含呈液体形式的液体挥发性材料。
2.如权利要求1的微孔材料,其中所述微孔材料具有0.8至1.2g/cm3的密度。
3.如权利要求1的微孔材料,其中所述挥发性材料转移速率为0.30至0.55mg/(小时*cm2)。
4.如权利要求1的微孔材料,其中所述挥发性材料转移速率为0.35至0.50mg/(小时*cm2)。
5.如权利要求1的微孔材料,其中所述挥发性材料接触表面和所述蒸气释放表面各自不含涂层材料。
6.如权利要求1的微孔材料,其中所述挥发性材料接触表面的至少一部分具有在其之上的第一涂层,和/或所述蒸气释放表面的至少一部分具有在其之上的第二涂层。
7.如权利要求6的微孔材料,其中所述第一涂层和所述第二涂层各自独立地由选自水性聚(甲基)丙烯酸酯分散体、水性聚氨酯分散体、水性硅油分散体,和它们的组合的水性涂料组合物形成。
8.如权利要求7的微孔材料,其中每一水性涂料组合物的分散体的颗粒具有200至400nm的颗粒尺寸。
9.如权利要求8的微孔材料,其中所述第一涂层和所述第二涂层各自独立地具有0.01至5.5g/m2的涂层重量。
10.如权利要求1的微孔材料,其中水不溶性热塑性有机聚合物的所述聚烯烃包括具有至少10分升/克的特性黏度的超高分子量聚乙烯。
11.如权利要求10的微孔材料,其中所述超高分子量聚烯烃是具有至少18分升/克的特性黏度的超高分子量聚乙烯。
12.如权利要求11的微孔材料,其中所述超高分子量聚乙烯具有范围从18至39分升/克的特性黏度。
13.如权利要求1的微孔材料,其中热塑性有机聚合物的所述聚烯烃包括具有至少10分升/克的特性黏度的基本上线性的超高分子量聚乙烯和具有小于50克/10分钟的ASTMD1238-86条件E熔融指数和至少0.1克/10分钟的ASTMD1238-86条件F熔融指数的较低分子量聚乙烯的混合物。
14.如权利要求13的微孔材料,其中所述基本上线性的超高分子量聚乙烯构成所述基质的至少1重量%,且所述基本上线性的超高分子量聚乙烯和所述较低分子量聚乙烯一起构成所述基质的聚合物的基本上100重量%。
15.如权利要求14的微孔材料,其中所述较低分子量聚乙烯包括高密度聚乙烯。
16.如权利要求1的微孔材料,其中所述微粒填料包括硅质颗粒,所述硅质颗粒包括微粒二氧化硅。
17.如权利要求16的微孔材料,其中所述微粒二氧化硅包括微粒沉淀二氧化硅。
18.如权利要求1的微孔材料,其中基于所述微孔材料的总体积计,所述孔隙构成所述微孔材料的35至95体积%。
19.一种蒸气可渗透微孔材料,包含
(a)基本上水不溶性的热塑性有机聚合物的基质,所述有机聚合物包括聚烯烃;
(b)细分散的基本上水不溶性的微粒填料,所述微粒填料分布于整个所述基质,且基于所述微孔材料的总重量计,构成40至90重量%;和
(c)互连孔隙网络,其在整个所述微孔材料中基本上连通;
其中所述微孔材料具有
(1)小于0.8g/cm3的密度,
(2)挥发性材料接触表面,和蒸气释放表面,所述挥发性材料接触表面和所述蒸气释放表面彼此基本上相对,和
(3)当所述蒸气可渗透微孔材料的所述挥发性材料接触表面被放置为与挥发性材料接触和所述蒸气释放表面不与所述挥发性材料直接接触时,0.04至0.6mg/(小时*cm2)的所述挥发性材料接触表面至所述蒸气释放表面的挥发性材料转移速率,和
其中(i)所述挥发性材料接触表面的至少一部分具有在其之上的第一涂层,和/或(ii)所述蒸气释放表面的至少一部分具有在其之上的第二涂层,所述第一涂层和所述第二涂层各自独立地由选自水性聚(甲基)丙烯酸酯分散体、水性聚氨酯分散体、水性硅油分散体,和它们的组合的水性涂料组合物形成,且当挥发性材料从所述挥发性材料接触表面转移至所述蒸气释放表面时,所述蒸气释放表面基本上不含液体挥发性材料。
20.如权利要求19的微孔材料,其中所述微孔材料具有0.4g/cm3至小于0.8g/cm3的密度。
21.如权利要求19的微孔材料,其中所述微孔材料具有0.4g/cm3至0.7g/cm3的密度。
22.如权利要求19的微孔材料,其中所述挥发性材料转移速率为0.30至0.55mg/(小时*cm2)。
23.如权利要求19的微孔材料,其中每一水性涂料组合物的分散体的颗粒具有200至400nm的颗粒尺寸。
24.如权利要求23的微孔材料,其中所述第一涂层和所述第二涂层各自独立地具有0.1至3g/m2的涂层重量。
25.如权利要求19的微孔材料,其中所述聚烯烃包括具有至少10分升/克的特性黏度的超高分子量聚乙烯。
26.如权利要求25的微孔材料,其中所述超高分子量聚烯烃是具有至少18分升/克的特性黏度的超高分子量聚乙烯。
27.如权利要求26的微孔材料,其中所述超高分子量聚乙烯具有范围从18至39分升/克的特性黏度。
28.如权利要求19的微孔材料,其中所述基质包括具有至少10分升/克的特性黏度的基本上线性的超高分子量聚乙烯和具有小于50克/10分钟的ASTMD1238-86条件E熔融指数和至少0.1克/10分钟的ASTMD1238-86条件F熔融指数的较低分子量聚乙烯的混合物。
29.如权利要求28的微孔材料,其中所述基本上线性的超高分子量聚乙烯构成所述基质的至少1重量%,且所述基本上线性的超高分子量聚乙烯和所述较低分子量聚乙烯一起构成所述基质的聚合物的基本上100重量%。
30.如权利要求29的微孔材料,其中所述较低分子量聚乙烯是高密度聚乙烯。
31.如权利要求19的微孔材料,其中所述微粒填料包括硅质颗粒,所述硅质颗粒包括微粒二氧化硅。
32.如权利要求35的微孔材料,其中所述微粒二氧化硅包括微粒沉淀二氧化硅。
33.如权利要求19的微孔材料,其中基于所述微孔材料的总体积计,所述孔隙构成所述微孔材料的35至95体积%。
34.一种蒸气可渗透微孔材料,包含:
(a)基本上水不溶性的热塑性有机聚合物基质,其包含具有至少10分升/克的特性黏度的超高分子量聚乙烯;
(b)细分散的基本上水不溶性的微粒二氧化硅,所述微粒二氧化硅分布于整个所述基质,且基于所述微孔材料的总重量计,构成40至90重量%;和
(c)互连孔隙网络,其在整个所述微孔材料中基本上连通,基于所述微孔材料的总体积计,所述互连孔隙构成所述微孔材料的35至95体积%;
其中所述微孔材料具有
(1)0.8至1.2g/cm3的密度,
(2)挥发性材料接触表面和蒸气释放表面,所述挥发性材料接触表面和所述蒸气释放表面彼此基本上相对,和
(3)当所述蒸气可渗透微孔材料的所述挥发性材料接触表面被放置为与挥发性材料接触且所述蒸气释放表面不与所述挥发性材料直接接触时,0.04至0.6mg/(小时*cm2)的所述挥发性材料接触表面至所述蒸气释放表面的挥发性材料转移速率,所述微孔材料的密度使得当所述挥发性材料从所述挥发性材料接触表面转移至所述蒸气释放表面时,所述蒸气释放表面基本上不含呈液体形式的挥发性材料。
35.如权利要求34的蒸气可渗透微孔材料,其中:
(a)所述热塑性有机聚合物包括具有至少10分升/克的特性黏度的基本上线性的超高分子量聚乙烯和具有小于50克/10分钟的ASTMD1238-86条件E熔融指数和至少0.1克/10分钟的ASTMD1238-86条件F熔融指数的较低分子量聚乙烯的混合物;
(b)所述微粒填料是沉淀二氧化硅;和
(c)所述微孔材料的挥发性材料转移速率为0.30至0.55mg/(小时*cm2)。
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