CN107406611A - 金属化开孔泡沫和纤维基材 - Google Patents

金属化开孔泡沫和纤维基材 Download PDF

Info

Publication number
CN107406611A
CN107406611A CN201680011715.4A CN201680011715A CN107406611A CN 107406611 A CN107406611 A CN 107406611A CN 201680011715 A CN201680011715 A CN 201680011715A CN 107406611 A CN107406611 A CN 107406611A
Authority
CN
China
Prior art keywords
base material
foam
fiber base
open celled
celled foam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201680011715.4A
Other languages
English (en)
Inventor
安德烈亚斯·格赖纳
泽马·阿加瓦尔
马库斯·朗纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universitaet Bayreuth
Original Assignee
Universitaet Bayreuth
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitaet Bayreuth filed Critical Universitaet Bayreuth
Publication of CN107406611A publication Critical patent/CN107406611A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/36—After-treatment
    • C08J9/40—Impregnation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A01N59/16—Heavy metals; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A01N59/16—Heavy metals; Compounds thereof
    • A01N59/20—Copper
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/16—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
    • A61L2/23—Solid substances, e.g. granules, powders, blocks, tablets
    • A61L2/238—Metals or alloys, e.g. oligodynamic metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1669—Cellular material
    • B01D39/1676—Cellular material of synthetic origin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/48—Silver or gold
    • B01J23/50—Silver
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/06—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/18—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F26/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • C08F26/06—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G16/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones with monomers not provided for in the groups C08G4/00 - C08G14/00
    • C08G16/02—Condensation polymers of aldehydes or ketones with monomers not provided for in the groups C08G4/00 - C08G14/00 of aldehydes
    • C08G16/025—Condensation polymers of aldehydes or ketones with monomers not provided for in the groups C08G4/00 - C08G14/00 of aldehydes with heterocyclic organic compounds
    • C08G16/0268—Condensation polymers of aldehydes or ketones with monomers not provided for in the groups C08G4/00 - C08G14/00 of aldehydes with heterocyclic organic compounds containing nitrogen in the ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/36—After-treatment
    • C08J9/40—Impregnation
    • C08J9/42—Impregnation with macromolecular compounds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V19/00—Fastening of light sources or lamp holders
    • F21V19/001—Fastening of light sources or lamp holders the light sources being semiconductors devices, e.g. LEDs
    • F21V19/0015—Fastening arrangements intended to retain light sources
    • F21V19/0025—Fastening arrangements intended to retain light sources the fastening means engaging the conductors of the light source, i.e. providing simultaneous fastening of the light sources and their electric connections
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/16—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor the conductor being mounted on an insulating base
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0471—Surface coating material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0471—Surface coating material
    • B01D2239/0478—Surface coating material on a layer of the filter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2027—Metallic material
    • B01D39/2031—Metallic material the material being particulate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/20—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state
    • B01J35/23—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state in a colloidal state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/58—Fabrics or filaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B01J37/0217—Pretreatment of the substrate before coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B01J37/0219—Coating the coating containing organic compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B01J37/0221—Coating of particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2101/00—Manufacture of cellular products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00—Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/02—Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments
    • C08J2201/038—Use of an inorganic compound to impregnate, bind or coat a foam, e.g. waterglass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2205/00—Foams characterised by their properties
    • C08J2205/04—Foams characterised by their properties characterised by the foam pores
    • C08J2205/05—Open cells, i.e. more than 50% of the pores are open
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2339/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2339/04—Homopolymers or copolymers of monomers containing heterocyclic rings having nitrogen as ring member
    • C08J2339/08—Homopolymers or copolymers of vinyl-pyridine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2361/00—Characterised by the use of condensation polymers of aldehydes or ketones; Derivatives of such polymers
    • C08J2361/20—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
    • C08J2361/26—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with heterocyclic compounds
    • C08J2361/28—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with heterocyclic compounds with melamine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • C08J2375/06—Polyurethanes from polyesters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • C08J2375/08—Polyurethanes from polyethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2379/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
    • C08J2379/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08J2379/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2429/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Derivatives of such polymer
    • C08J2429/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08J2429/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2439/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen; Derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2439/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2439/04—Homopolymers or copolymers of monomers containing heterocyclic rings having nitrogen as ring member
    • C08J2439/06—Homopolymers or copolymers of N-vinyl-pyrrolidones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2439/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2439/04—Homopolymers or copolymers of monomers containing heterocyclic rings having nitrogen as ring member
    • C08J2439/08—Homopolymers or copolymers of vinyl-pyridine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2471/00—Characterised by the use of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2471/02—Polyalkylene oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2479/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2461/00 - C08J2477/00
    • C08J2479/02—Polyamines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2481/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon only; Polysulfones; Derivatives of such polymers
    • C08J2481/02—Polythioethers; Polythioether-ethers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于制备金属化开孔泡沫或纤维基材的方法，其中所述方法包括：(A)提供开孔泡沫或纤维基材，其中所述开孔泡沫或纤维基材包括聚合物，所述聚合物包括含杂原子部分，包括含杂原子部分的聚合物在所述开孔泡沫或纤维基材的本体中或作为在所述开孔泡沫或纤维基材上的涂层，其中包括含杂原子部分的聚合物选自聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚烯丙基胺、聚环氧乙烷、聚乙烯亚胺、聚乙烯硫化物及其共聚物或共混物；(B)使所述开孔泡沫或纤维基材接触第一金属的纳米颗粒，以提供纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材；以及(C)使所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触包含第二金属的盐和还原剂的溶液，以提供在所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材上具有所述第二金属的层的所述金属化开孔泡沫或纤维基材。

Description

金属化开孔泡沫和纤维基材
技术领域
本发明涉及金属化开孔泡沫或金属化纤维基材、其制备方法及其应用。
背景技术
开孔泡沫和纤维基材提供了宽范围的特性，这使其在许多领域中受到关注。金属在技术应用中也是不可或缺的。开孔、二维和三维金属结构是已知的，但其具有与块体金属相似的特性。如果将金属和聚合物组合，则可以使金属的特性(如导电性)与聚合物的特性(如其弹性或可成形性)相结合。
开孔泡沫和纤维基材的金属化可以为多种应用提供具有非常值得关注的特性的新聚合物/金属复合材料，所述应用例如燃料电池中的电极、膜、过滤、隔热、加热、超轻重量结构和催化。公认的用于聚合物材料的金属化技术包括物理或化学气相沉积和电镀(Eaves,D.Handbook of Polymer Foams 2004,Smither Rapra Press)。由于聚合物开孔泡沫复杂的三维结构，这些技术不适用于其均匀金属化。具体的问题是使金属进入开孔泡沫和纤维基材的孔内并在基材上形成连续的金属层。选择的方法可以是湿法金属化，也称为化学镀。根据不同的概念，有许多关于聚合物表面的湿法金属化的报道。聚合物镀铜的主要途径是基于用铜盐和甲醛进行的处理(Nakahara,S.；Okinaka,Y.Ann.Rev.Mater.Sci.1991,21,93)。例如，通过在碱性条件下使用PdCl2作为活化剂用CuSO4和甲醛处理开孔聚氨酯开孔泡沫来实现铜的湿法化学沉积(Tian,Q-h；Guo,X-yTrans.Nonferrous Met.Soc.China 2010,153,s283)。根据简洁的方法，同样使用CuSO4和甲醛还有四氯金钠在硅烷化玻璃载片上制备等离子体铜纳米颗粒涂层(Susman,M.D.；Feldman,Y.,Vaskevich,A.Rubinstein,I.Chem.Mater.2012,24,2501)。做出了许多努力使用超声波用于快速化学镀(Cobley,A.J.；Mason,T.J.；Saez,V.Trans.Inst.MetalFin.2011,89,303)。然而，超声辅助化学镀需要小心调节超声频率，以避免由微射流引起的金属表面的点蚀，这也可能是在没有超声的情况下由于析出氢气泡而引起的主要问题(Park,Y.S.；Kim,M.H.；Kwon,S.C.Surf.Coat.Technol.2002,20,245)。通过化学镀获得的金属层的品质对聚合物基材的重要性直接对应于其电特性。断裂和颗粒状金属层或点蚀表面将显著降低其导电性。然而，在合适的镀覆条件下，用聚氨酯泡沫制造镍电极(Inazawa,S.；Hosoe,A.；Majima,M.；Nitta,K.Sei Techn.Rew.2010,71,23)。聚氨酯泡沫用作牺牲模板。因此，获得了孔隙率高达98％且孔径为数百微米的高导电性镍开孔泡沫，其在金属氢化物电池中用作阴极集电体。
通过各种不同的材料来制备具有泡沫结构的开孔聚合物结构。例如，通过用超临界CO2进行发泡来获得高度多孔的聚(苯乙烯-共-丙烯腈)(SAN)开孔泡沫(Kyung-Nam,L；Lee,H.-J.；Kim,J.-H.Polym.Intern.2000,49,712)。通过微波辅助的三聚氰胺甲醛(MF)树脂合成实现了用于超轻、高度多孔的开孔泡沫的高度通用且技术上已实现的方法(Wang,D.；Zhang,X.；Luo,S.；Li,S.Adv.Mater.Phys.Chem.2012,2,63)。在取决于乳化剂的使用的适当条件下，获得了表观密度低至5.53mg cm-3且具有良好的抗压强度的海绵。用AgNO3和PdCl2作为活化剂进行的开孔三聚氰胺甲醛泡沫的化学镀得到了具有良好导电性(σ＝1.6*103S m-1)和良好电子屏蔽特性的银涂覆的开孔泡沫(Xu,Y；Li,Y.；Xu,W.,Bao,J.J.Mater.Sci.Electron.2015,26,1159)。
已知的金属化方法的问题在于，如果需要高品质的金属化，则其通常需要复杂或费力的工序和/或受限于某些聚合物表面。提供比电阻R<50Ωmm2m-1的导电性开孔三聚氰胺甲醛泡沫的开孔三聚氰胺甲醛(MF)泡沫的金属化是未知的。
WO 2004/056699涉及可以通过如下获得的纳米颗粒和纳米结构：a)使嵌段共聚物与至少一种低分子量组分混合，b)使混合物相分离以产生纳米结构，c)后续处理以改善所产生的结构的宏观取向，和d)浸出低分子量组分中的至少之一，使得产生尺寸为一百纳米至二百纳米的纳米孔或纳米颗粒。
期望提供将开孔泡沫或纤维基材的期望特性与金属的期望特性相结合的新材料。特别地，期望在开孔三聚氰胺甲醛泡沫和纤维基材上提供高品质的金属层。
发明内容
在第一方面中，本发明涉及用于制备金属化开孔泡沫或纤维基材的方法，其中所述方法包括：
(A)提供开孔泡沫或纤维基材，其中所述开孔泡沫或纤维基材包括聚合物，所述聚合物包括含杂原子部分，包括含杂原子部分的聚合物在所述开孔泡沫或纤维基材的本体中或作为在所述开孔泡沫或纤维基材上的涂层，其中包括含杂原子部分的聚合物选自聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚烯丙基胺、聚环氧乙烷、聚乙烯亚胺、聚乙烯硫化物及其共聚物或共混物；
(B)使所述开孔泡沫或纤维基材接触第一金属的纳米颗粒，以提供纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材；以及
(C)使所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触包含第二金属的盐和还原剂的溶液，以提供在所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材上具有第二金属的层的金属化开孔泡沫或纤维基材。
在第二方面中，本发明涉及用于制备金属化开孔泡沫或纤维基材的方法，其中所述方法包括：
(i)提供开孔泡沫或纤维基材；
(ii)使所述开孔泡沫或纤维基材接触包括含杂原子部分的聚合物，其中包括含杂原子部分的聚合物选自聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚烯丙基胺、聚环氧乙烷、聚乙烯亚胺、聚乙烯硫化物及其共聚物或共混物，以提供聚合物涂覆的开孔泡沫或纤维基材；
(iii)使所述聚合物涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触第一金属的纳米颗粒，以提供纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材；以及
(iv)使所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触包含第二金属的盐和还原剂的溶液，以提供在所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材上具有第二金属的层的金属化开孔泡沫或纤维基材。
在第三方面中，本发明涉及用于制备金属化开孔泡沫或纤维基材的方法，其中所述方法包括：
(a)提供开孔泡沫或纤维基材，其中所述开孔泡沫或纤维基材包括聚合物，所述聚合物包括含杂原子部分，其中包括含杂原子部分的聚合物选自聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚烯丙基胺、聚环氧乙烷、聚乙烯亚胺、聚乙烯硫化物及其共聚物或共混物；
(b)使所述开孔泡沫或纤维基材接触第一金属的纳米颗粒，以提供纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材；以及
(c)使所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触包含第二金属的盐和还原剂的溶液，以提供在所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材上具有第二金属的层的金属化开孔泡沫或纤维基材。
本发明的另一方面涉及可通过根据本发明的方法获得的金属化开孔泡沫或纤维基材。
本发明的又一方面涉及照明装置，所述照明装置包括：
第一导电层，其包括根据本发明的第一金属化开孔泡沫或金属化纤维基材；
绝缘层；
第二导电层，其优选包括根据本发明的第二金属化开孔泡沫或金属化纤维基材；以及
灯，其具有连接至所述第一导电层的第一电接触并具有连接至所述第二导电层的第二电接触。
在再一个方面中，本发明涉及加热装置，其包括根据本发明的金属化开孔泡沫或金属化纤维基材，以及至少两个电接触。
根据本发明的金属化开孔泡沫或纤维基材可用作照明装置、加热装置、用作抗电磁辐射的屏蔽物、过滤器、催化剂、分析色谱或制备色谱中的基材，或用于水分离装置中。
根据本发明的金属化开孔泡沫或纤维基材还可用作隔热和/或隔音材料，特别是在建筑应用、制冷装置或交通工具中用作隔热和/或隔音材料。
附图说明
图1.示出通过沉积P4VP(2)、沉积AgNP(3)和沉积铜(4i)或银(4ii)进行的开孔三聚氰胺甲醛泡沫(1)的金属化的方案。
图2.由金属摄入引起的开孔泡沫(3)的重量增加相对于反应时间(A)以及电导率与金属摄入的相关性(B)。
图3.在AgNO3的情况下在5分钟(A)、10分钟(B)、15分钟(C)或30分钟(D)的反应时间之后，以及在CuSO4的情况下在5分钟(E)、10分钟(F)、15分钟(G)或30分钟(H)的反应时间之后，开孔泡沫表面的SEM显微照片。30分钟反应时间之后铜涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫的截面照片(I)，和120分钟之后的SEM显微照片(K)。210分钟之后银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫的截面照片(J)，和120分钟之后的SEM显微照片(L)。
图4.在有和没有电流的情况下4ii的时间-温度图(A)。在1W的瓦数下4ii的照片和红外摄像图像(B，C)。100℃的加热板上的1、4ii和经研磨的4ii的照片(D)和相应的红外摄像图像(E)。
图5.银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫上的水滴(左)和石蜡滴(右)的照片。
图6.铜涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫上的水滴(左)和石蜡滴(右)的照片。
图7.具有孵育18小时后的样品的琼脂平板。银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫相对于大肠杆菌(左)和相对于藤黄微球菌(M.luteus)(右)。
图8.在银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫下方用接种环进行处理相对于大肠杆菌(18小时，左)和相对于藤黄微球菌(48小时，右)。
图9.孵育后的琼脂平板。未经涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫相对于大肠杆菌(18小时，左)和相对于藤黄微球菌(48小时，右)。
图10.在未经涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫下方用接种环进行处理相对于大肠杆菌(18小时，左)和相对于藤黄微球菌(48小时，右)。
图11.左：可以分别接触每个银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫层的经改进的LED。中：两个银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫层和未经涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫层的夹心结构。关闭。右：两个银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫层和未经涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫层的夹心结构。开启。
图12.在5.2A的电流和0.195V的电压(1W)下的开孔三聚氰胺甲醛泡沫的热谱图和照片。开孔三聚氰胺甲醛泡沫的上部是银涂覆的，而下部是未经涂覆的。
图13.未经P4VP或AgNP预处理的银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫表面在低放大倍数(A，500倍)和高放大倍数(B，10k倍)下的SEM图像。比例尺＝50μm和2.5μm。
图14.经P4VP预处理但未经AgNP预处理的银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫表面在低放大倍数(A，500倍)和高放大倍数(B，10k倍)下的SEM图像。比例尺＝50μm和2.5μm。
图15.在反应介质中存在2000ppmPEG且不存在氧的情况下制备的经P4VP和AgNP预处理的铜涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫表面的SEM图像(A，20k倍)，以及在反应介质中存在200ppm PEG的情况下制备的经P4VP和AgNP预处理的铜涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫表面的SEM图像(B，25k倍)。比例尺＝1μm。
图16.(A)用于对P4VP涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫进行表面处理的AgNP的TEM图像和所测量的尺寸(B)。
图17.左：镀铜的聚氨酯泡沫。右：未经处理的泡沫。
具体实施方式
本发明涉及用于制备金属化开孔泡沫或纤维基材的方法。
纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材上的第二金属的层的厚度没有特别限制，并且可以例如为约50nm至约5μm，更优选250nm至约2.5μm。
本发明的第二实施方案
步骤(i)：提供开孔泡沫或纤维基材
开孔泡沫或纤维基材可以是任何固体开孔泡沫或纤维基材。在一个实施方案中，优选开孔泡沫。
开孔泡沫是这样的泡沫，其包含彼此连接并形成连续互连网络的孔，使得气体和液体可以渗入泡沫中。该术语也旨在涵盖网状泡沫。
开孔泡沫的孔隙率没有特别限制，并且取决于期望的最终用途。开孔泡沫的孔隙率优选为约90％至约99.9％。例如，其可以通过孔隙度仪或以下等式测量：孔隙率＝1-(样品的堆积密度/密度)。
在200Pa的压差下在1cm的厚度下，开孔泡沫的透气率可优选为约50升/(平方米*秒)至约15000升/(平方米*秒)(l/(m2*秒))。
如根据DIN EN ISO 7231测量的，开孔泡沫的流动阻力可优选为约10kPa*秒/m2至约15kPa*秒/m2。
开孔泡沫的单位面积质量可优选为约5g/m2至约2000g/m2。
开孔泡沫的密度可优选为约1kg/m3至约1000kg/m3，更优选约1kg/m3至约100kg/m3。
术语“纤维基材”是指包含纤维的任何基材，其中纤维之间的间隙未被填充，使得气体和液体可以渗入泡沫中。该术语涵盖非织造和织造材料。
在200Pa的压差下在1cm的厚度下，纤维基材的透气率可优选为约5(l/(m2*秒))至约5000(l/(m2*秒))。
如根据DIN EN ISO 7231测量的，纤维基材的流动阻力可优选为约10kPa*秒/m2至约15kPa*秒/m2。
纤维基材的单位面积质量可优选为约5g/m2至约1000g/m2。
纤维基材的密度可优选为约1kg/m3至约1000kg/m3，更优选约1kg/m3至约100kg/m3。
开孔泡沫或纤维基材可以包含任何材料，但通常包含聚合物材料。聚合物材料没有特别限制，并且可以选自三聚氰胺甲醛树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯、聚酯、聚醚、聚醚酮、酚树脂、聚苯乙烯及其组合。优选地，聚合物材料选自三聚氰胺甲醛树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯及其组合。更优选地，聚合物材料选自三聚氰胺甲醛树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯及其组合。甚至更优选地，聚合物材料选自三聚氰胺甲醛树脂、聚氨酯、聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯及其组合。最优选地，聚合物材料为三聚氰胺甲醛树脂。
优选的开孔泡沫可从BASF SE以商品名获得。
透气率可以例如根据DIN EN ISO 9237进行测量。
下文中，开孔泡沫或纤维基材有时统称为“基材”。
步骤(ii)使开孔泡沫或纤维基材接触包括含杂原子部分的聚合物
使基材接触包括含杂原子部分的聚合物，其中所述包括含杂原子部分的聚合物选自聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚烯丙基胺、聚环氧乙烷、聚乙烯亚胺、聚乙烯硫化物及其共聚物或共混物。
虽然不希望受限于理论，但是假设随后施加的包括含杂原子部分的聚合物用作基材与第一金属的纳米颗粒之间的连接层，并因此用于改善第一金属的纳米颗粒与基材的粘附。
优选地，包括含杂原子部分的聚合物包括聚乙烯基吡啶(包括聚(4-乙烯基吡啶)和聚(2-乙烯基吡啶))、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙烯硫醇或聚烯丙基胺。优选的包括含杂原子部分的聚合物为聚乙烯基吡啶、聚乙烯亚胺或其共聚物，其中所述共聚物包含至少约0.1重量％的衍生自乙烯基吡啶或亚乙基亚胺的单体，更优选至少约0.5重量％的衍生自乙烯基吡啶或亚乙基亚胺的单体，甚至更优选至少约1重量％的衍生自乙烯基吡啶或亚乙基亚胺的单体。
应理解，术语“包括含杂原子部分的聚合物”涵盖所指出的单体的均聚物和共聚物。例如，“聚乙烯基吡啶”旨在涵盖聚乙烯基吡啶的均聚物以及乙烯吡啶与至少一种可共聚单体的共聚物。由于含杂原子部分对包含在纳米颗粒中的第一金属的高亲和力，本发明的有益效果可以通过相对少量的提供含杂原子部分的单体来实现。例如，共聚物可以包含至少约0.1重量％的提供含杂原子部分的单体，更优选至少约0.5重量％的提供含杂原子部分的单体，甚至更优选至少约1重量％的提供含杂原子部分的单体。
还可以使用上述包括含杂原子部分的聚合物的共混物。
包括含杂原子部分的聚合物的重均分子量可优选为约50g/mol至约5×106g/mol，更优选约103g/mol至约106g/mol(如使用聚苯乙烯标准确定的)。
包括含杂原子部分的聚合物可以以任何期望的方式接触基材。用于使包括含杂原子部分的聚合物接触基材的方法在本领域中是公知的，并且包括浸渍、浸涂、喷涂、气相沉积等。通常，包括含杂原子部分的聚合物作为溶液、分散体或乳剂提供，然后例如通过浸渍或浸涂接触基材。接触方法取决于基材的厚度和孔隙率，以及包括含杂原子部分的聚合物应施加至基材的深度。包括含杂原子部分的聚合物可以接触开孔泡沫或纤维基材仅至其厚度的一部分(这意指渗透深度为例如厚度的至少5％、厚度的至少10％、厚度的至少20％、厚度的至少30％、厚度的至少40％、厚度的至少50％、厚度的至少60％、厚度的至少70％、厚度的至少80％、或厚度的至少90％)，或者可以接触开孔泡沫或纤维基材的完整厚度(即，渗透深度为100％)。如果期望完整的涂层，则优选方法如浸渍和浸涂。如果期望部分涂层或梯度涂层，则优选方法如喷涂和气相沉积。在本发明中，优选例如通过浸渍或浸涂来接触基材的完整厚度。
溶液、分散体或乳剂中的包括含杂原子部分的聚合物的浓度可以为约1mg/l至约200g/l，优选约100mg/l至约20g/l。
除了包括含杂原子部分的聚合物之外，溶液、分散体或乳剂还包含液体载体或溶剂。溶液、分散体或乳剂中的液体载体或溶剂没有特别限制，并且取决于所采用的基材和包括含杂原子部分的聚合物。液体载体或溶剂不应不利地影响或溶解基材，并且应能够将包括含杂原子部分的聚合物充分地施加至基材。此外，在接触步骤之后，其应容易从基材上除去。典型的液体载体或溶剂的实例包括水、C1-4醇(例如甲醇、乙醇、2-丙醇、1-丙醇)、THF、二乙醚、甲苯、水、丙酮及其混合物，优选水、C1-4醇(如甲醇和乙醇)及其混合物。
接触步骤(ii)可以在任何合适的条件下进行。这些可以由本领域技术人员基于所选的接触方法来选择。
如果采用浸涂或浸渍，通常接触步骤中的温度为约0℃至约100℃，更优选约10℃至约30℃。接触步骤的持续时间可以为约1秒至约1小时，优选约30秒至约10分钟。如果需要，可以施加压力或负压。
如果包括含杂原子部分的聚合物以溶液、分散体或乳剂的形式施加，则可以在聚合物涂覆的基材接触纳米颗粒之前除去载体液体或溶剂。用于除去载体液体或溶剂的典型条件取决于载体液体和溶剂，并且包括施加负压、提高温度及其组合。
施加至基材的包括含杂原子部分的聚合物的量取决于最终用途，并且可由技术人员适当选择。
通常，施加至基材的纤维或孔的包括含杂原子部分的聚合物的层的厚度为约0.1nm至约10000nm，更优选约0.1nm至约1000nm，甚至更优选约0.1nm至约100nm，并且甚至更优选约0.1nm至约10nm。在另一些优选实施方案中，施加至基材的纤维或孔的包括含杂原子部分的聚合物的层的厚度甚至更优选约1nm至约1000nm，甚至更优选约1nm至约100nm，甚至更优选约1nm至约30nm，并且甚至甚至更优选约1nm至约10nm。层的厚度可以例如通过重量分析的计算、SEM或TEM来确定。
在施加包括含杂原子部分的聚合物之后，聚合物涂覆的基材应仍然是可渗透的，使得第一金属的纳米颗粒和包含第二金属的盐的溶液可以进入基材的本体中。
聚合物涂覆的基材的透气率与未经涂覆的基材的透气率之差的上限优选小于约25％，更优选小于约10％，甚至更优选小于5％。聚合物涂覆的基材的透气率与未经涂覆的基材的透气率之差的下限通常大于约0％，更通常地大于约1％。
步骤(iii)使聚合物涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触第一金属的纳米颗粒
随后使聚合物涂覆的基材接触第一金属的纳米颗粒。纳米颗粒可以提供在分散体中，或者其可以提供在载体的表面上。
第一金属没有特别限制，并且可以是任何金属或金属合金。典型的实例包括过渡金属，特别是Ag、Au、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu、Ni、Ir和Os及其合金。优选的实例包括Ag、Au、Pd、Pt、Rh和Ru及其合金，更优选Ag和Au及其合金。
可以通过本领域已知的方法由第一金属制备纳米颗粒。
小的纳米颗粒(最大至10nm)可以由相应的金属盐和强还原剂(其能够将金属离子快速还原成相应的单质金属)制备。典型的还原剂包括硼氢化物(包括NaBH4、LiBH4、三乙基硼氢化锂和二甲基氨基硼烷)或肼。优选添加减少纳米颗粒聚集的稳定剂。金属盐的浓度通常也相当低。
如果要制备尺寸大于10nm的较大的纳米颗粒，则可以采用较弱的还原剂如柠檬酸盐、糖(包括葡萄糖)、醛、EDTA、氢醌、还原酚或抗坏血酸盐。金属盐和还原剂的浓度可以较高。
M.-C.Daniel等,Chem.Rev.,2004,104,293-346中汇总了合适的方法的实例。C.Liu,Anal.Bioanal.Chem.,2011,401,229–235中描述了示例性方法。
在一个优选方法中，纳米颗粒通过提供在载体液体中的第一金属的盐溶液来制备。第一金属的盐的浓度通常为约0.1mmol/l至约100mmol/l，优选约1mmol/l至约100mmol/l。如果期望，可以存在如下所列的稳定剂，例如浓度为约0.1mmol/l至约100mmol/l，优选约1mmol/l至约100mmol/l。然后添加还原剂。还原剂没有特别限制，并且可以选自硼氢化物(包括NaBH4、LiBH4、三乙基硼氢化锂和二甲基氨基硼烷)。还原剂的浓度可以为约0.1mmol/l至约100mmol/l，优选约1mmol/l至约100mmol/l。还原可以在任何合适的温度如约0℃至约90℃下进行。期望剧烈搅拌溶液并快速添加还原剂。
第一金属的纳米颗粒的尺寸通常为约1nm至约1000nm，优选约1nm至约100nm，更优选约4nm至约10nm。纳米颗粒的尺寸可以通过SEM或TEM确定。
通常，第一金属的纳米颗粒以包含载体液体和第一金属的纳米颗粒的分散体的形式提供。分散体中的液体载体没有特别限制，并且取决于所采用的基材、包括含杂原子部分的聚合物和第一金属的纳米颗粒。液体载体或溶剂不应不利地影响或溶解基材或包括含杂原子部分的聚合物，并且应能够将纳米颗粒充分地施加至聚合物涂覆的基材。此外，在接触步骤之后，其应容易从基材上除去。典型的液体载体的实例包括有机溶剂和水。液体载体的实例包括C1-4醇、卤代有机溶剂(包括四氯化碳、氯仿、二氯甲烷和氯甲烷)、醚溶剂(包括二乙醚和THF)、酰胺溶剂(包括二甲基甲酰胺)和烃溶剂(包括己烷)。优选的实例包括水、C1-4醇及其混合物，更优选水。如果期望，分散体还可以包含稳定剂以稳定分散体。合适的稳定剂的实例包括但不限于柠檬酸盐、十二烷基磺酸钠、含杂原子(如N、O和S)的聚合物、硫醇、醇、胺和膦。
通过任何合适的方法使第一金属的纳米颗粒接触聚合物涂覆的基材。用于使聚合物涂覆的基材接触第一金属的纳米颗粒的方法在本领域中是公知的，并且包括浸渍、浸涂和喷涂，优选浸渍或浸涂。接触的方法取决于基材的厚度和孔隙率以及第一金属的纳米颗粒应施加至基材的深度。第一金属的纳米颗粒可以接触开孔泡沫或纤维基材仅至其厚度的一部分(例如厚度的至少5％、厚度的至少10％、厚度的至少20％、厚度的至少30％、厚度的至少40％、厚度的至少50％、厚度的至少60％、厚度的至少70％、厚度的至少80％、或厚度的至少90％)，或者可以接触开孔泡沫或纤维基材的完整厚度。如果期望完整的涂层，则优选方法如浸渍和浸涂。如果期望部分涂层或梯度涂层，则优选方法如喷涂。在本发明中，优选例如通过浸渍或浸涂完整地涂覆基材。
分散体中第一金属的纳米颗粒的浓度可以为约1mg/l至约200g/l，优选约1mg/l至约20g/l。
接触步骤(iii)可以在任何合适的条件下进行。这些可以由本领域技术人员基于所选的接触方法来选择。
如果采用浸涂或浸渍，通常接触步骤中的温度为大于0℃至约90℃，更优选约20℃至约40℃。接触步骤的持续时间可以为约1秒至约10天，优选约1小时至约4天。如果需要，可以施加压力或负压。
如果期望，步骤(iii)可以重复几次，直至达到所期望的第一金属的纳米颗粒的负载量为止。
如果以分散体的形式施加第一金属的纳米颗粒，则可以在纳米颗粒涂覆的基材接触包含第二金属的盐和还原剂的溶液之前除去载体液体。用于除去载体液体的典型条件取决于载体液体，并且包括施加负压、提高温度及其组合。
施加至基材的纳米颗粒的量取决于最终用途，并且可由技术人员适当选择。
通常，施加至基材的纳米颗粒的量为约0.01重量％至约20重量％，更优选约1重量％至约10重量％。该量可以例如通过重量分析法或热重分析法(TGA)确定。
在施加第一金属的纳米颗粒之后，纳米颗粒涂覆的基材应仍然是可渗透的，使得包含第二金属的盐的溶液可以进入基材的本体中。
不希望受限于理论，假设第一金属可以与包括含杂原子部分的聚合物的杂原子结合或相连，并因此附着于基材。
步骤(iv)使纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触包含第二金属的盐和还原剂的溶液
使纳米颗粒涂覆的基材接触包含第二金属的盐和还原剂的溶液以提供金属化开孔泡沫或纤维基质。
第二金属没有特别限制，并且可以是任何金属或金属合金。第二金属可以与第一金属相同或不同。典型的实例包括Ag、Au、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu、Ir和Os及其合金。优选的实例包括Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Rh和Ru及其合金，更优选Ag、Cu和Au及其合金。
第二金属的盐通过还原剂还原成单质第二金属。该反应通常称为“化学镀”，并且是本领域已知的。还原剂和还原条件的细节可见于例如“Electroless Plating–Fundamentals and Applications”,G.O.Mallory；J.B.Hajdu；William AndrewPublishing,1990(特别是“12.Fundamental Aspects of Electroless Copper Plating”和Electroless Plating of Silver)和“Modern Electroplating”,第五版,2010,John_Wiley&Sons,Inc.(特别是“5.Electroless and electrodeposition of silver”和“17.Electroless deposition of copper”)中。这些参考文献的内容通过引用并入本文。
还原剂可以是任何还原剂，其将第二金属的盐还原为第二金属，从而在纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材上形成第二金属的层。这样的还原剂在化学镀领域中是公知的，并且可以由技术人员根据待还原的第二金属来选择。
还原剂的实例包括甲醛、乙二醛、醛、二甲基胺硼烷、肼、硼氢化物、次磷酸盐、糖(例如葡萄糖)、罗谢尔盐、Sn2+和Fe2+。优选的还原剂包括糖和甲醛。
例如，可以使用糖(如葡萄糖)作为还原剂来还原银。例如，可以使用例如甲醛、二甲基氨基硼烷或次磷酸盐作为还原剂来还原铜。
第二金属的盐和还原剂可以在溶液中提供。
可以以任何期望的方式使第二金属的盐和还原剂接触纳米颗粒涂覆的基材。用于使第二金属的盐和还原剂接触纳米颗粒涂覆的基材的方法在本领域中是公知的，并且包括浸渍、浸涂、喷涂等。通常，第二金属的盐和还原剂作为溶液提供，然后例如通过浸渍或浸涂使其接触基材。接触的方法取决于基材的厚度和孔隙率以及第二金属的盐和还原剂应施加至基材的深度。第二金属的盐和还原剂可以接触开孔泡沫或纤维基材仅至其厚度的一部分(例如厚度的至少5％、厚度的至少10％、厚度的至少20％、厚度的至少30％、厚度的至少40％、厚度的至少50％、厚度的至少60％、厚度的至少70％、厚度的至少80％、或厚度的至少90％)，或者可以接触开孔泡沫或纤维基材的完整厚度。如果期望完整的涂层，则优选方法如浸渍和浸涂。如果期望部分涂层或梯度涂层，则优选方法如喷涂。在本发明中，优选例如通过浸渍或浸涂完整地涂覆基材。
溶液中第二金属的盐的浓度可以为约100mg/l至约200g/l，优选约5g/l至约50g/l。
溶液中还原剂的浓度可以为约100mg/l至约200g/l，优选约5g/l至约50g/l。
除了第二金属的盐和还原剂之外，溶液还包含溶剂。溶剂没有特别限制，并且取决于所采用的组分。溶剂不应不利地影响或溶解基材、包括含杂原子部分的聚合物或纳米颗粒，并且应能够使第二金属的盐和还原剂充分接触纳米颗粒涂覆的基材。此外，在接触步骤之后，其应容易从基材上除去。典型溶剂的实例包括水。
接触步骤(iv)可以在任何合适的条件下进行。这些可以由本领域技术人员基于所选的接触方法来选择。
如果采用浸涂或浸渍，则通常接触步骤中的温度为大于约0℃至约90℃，更优选约30℃至约70℃。接触步骤的持续时间可以为约30秒至约4天，优选约30分钟至约5小时。如果需要，可以施加压力或负压。
如果缓慢地进行第二金属的盐的还原，则可以改善金属层的品质。这允许气泡(例如氢气泡)从基材中排出，从而改善包含第二金属的盐和还原剂的溶液与基材的接触。降低第二金属盐的还原反应速率的一个选择是向溶液中并入配位剂。配位剂没有特别限制，并且可以是可以使第二金属盐的金属离子配位的任何配位剂。配位剂的典型实例包括多价羧酸(包括酒石酸、草酸、抗坏血酸、柠檬酸和EDTA)、氰化物和另一些配体。优选的配位剂包括酒石酸和EDTA。与第二金属盐的金属阳离子的摩尔数相比，配位剂通常以化学计量或过量使用。
改善金属层品质的另一种方法是在包含第二金属的盐和还原剂的溶液中并入表面活性剂。表面活性剂没有特别限制，但包括非离子和离子表面活性剂，优选非离子表面活性剂。合适的表面活性剂的实例包括聚山梨醇酯表面活性剂(包括以商品名“Tween”获得的那些)、泊洛沙姆表面活性剂(包括以商品名“Pluronic”获得的那些)、聚环氧乙烷和聚环氧丙烷，优选聚环氧乙烷和聚环氧丙烷。表面活性剂的量取决于多种因素，包括其特定类型。通常，基于第二金属盐的金属阳离子的摩尔数，表面活性剂的量可为约1mol％至约500mol％。
在基材接触包含第二金属的盐和还原剂的溶液之后，应除去溶剂。用于除去载体液体的典型条件取决于载体液体，并且包括施加负压、提高温度及其组合。
施加至基材的第二金属的量取决于最终用途，并且可由技术人员适当选择。
通常，施加至基材的第二金属的量为约0.1重量％至约30重量％，更优选约20重量％至约70重量％。该量可以例如通过重量分析或热重分析(TGA)或通过ICP-OES来确定。
在施加第二金属之后，金属化开孔泡沫或纤维基材应仍然是可渗透的。
不希望受限于理论，假设第一金属的纳米颗粒充当在基材上沉积第二金属的“晶种”。这使得能够在基材上形成连续的第二金属的层。如果不采用第一金属的纳米颗粒，则仅形成具有许多缺陷的不连续的第二金属的层或第二金属的单个颗粒。
本发明的第三实施方案
如果开孔泡沫或纤维基材包括聚合物，所述聚合物包括含杂原子部分，其中杂原子选自N、O和S，则可以省略步骤(ii)，并且开孔泡沫或纤维基材可以直接接触第一金属的纳米颗粒。在该实施方案中，所述方法包括：
(a)提供开孔泡沫或纤维基材，其中所述开孔泡沫或纤维基材包括聚合物，所述聚合物包括含杂原子部分，其中所述杂原子选自N、O和S；
(b)使所述开孔泡沫或纤维基材接触第一金属的纳米颗粒，以提供纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材；以及
(c)使所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触包含第二金属的盐和还原剂的溶液，以提供在所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材上具有第二金属的层的所述金属化开孔泡沫或纤维基材。
开孔泡沫或纤维基材中包括含杂原子部分的聚合物的量没有特别限制，并且可以是允许第一金属的纳米颗粒沉积的任何合适的量。基于开孔泡沫或纤维基材的总重量，其可以是例如至少约20重量％、至少约30重量％、至少约40重量％、至少约50重量％、至少约60重量％、至少约70重量％、至少约80重量％、至少约90重量％、或100重量％。
在第三实施方案中，包括含杂原子部分的聚合物优选存在于开孔泡沫或纤维基材的整个本体中，而不仅作为涂层存在于表面上。
上述第二实施方案提供的步骤的描述适用于第三实施方案的对应步骤。
应用
金属化开孔泡沫或纤维基材可用于各种不同的领域。金属化开孔泡沫或纤维基材结合了开孔泡沫或纤维基材的期望特征(特别是透气性)与第二金属的期望特征。因此，本发明可以提供具有良好机械特性而不会不利地影响开孔泡沫或纤维基材的渗透性的轻质导电开孔泡沫和纤维基材。
金属化基材可以应用在照明领域中。特别地，本发明提供一种照明装置，所述照明装置包括：
第一导电层，其包括根据本发明的第一金属化开孔泡沫或金属化纤维基材；
第二导电层，其优选包括根据本发明的第二金属化开孔泡沫或金属化纤维基材；
绝缘层，其在所述第一导电层与所述第二导电层之间；以及
灯(如发光二极管(LED)或灯泡)，其具有连接至所述第一导电层的第一电接触并具有连接至所述第二导电层的第二电接触。
因为第一导电层包括根据本发明的第一金属化基材(其本体是金属化的)，所以可以使灯容易地定位和重新定位在第一导电层的任何位置。这允许一个全新的照明概念，其中灯的位置及其数量可以根据客户的需要和/或个体设计思想进行调整。
本申请的金属化基材还可以用于加热装置。加热装置包括根据本发明的金属化开孔泡沫或金属化纤维基材和与所述金属化开孔泡沫或金属化纤维基材电连接的至少两个电接触或端子。电接触或端子优选设置在金属化开孔泡沫或金属化纤维基材的相反侧。或者，电接触或端子设置在金属化开孔泡沫或金属化纤维基材的同一侧，但是彼此间隔开。
当电从一个端子穿过金属化基材传递至第二端子时，其在非常短的时间内加热并散热。当电流停止时，散热在非常短的时间内停止。重要的是，下面的基材的隔热特性不会受到金属化的不利影响，使得加热装置结合了散热和隔热的特征。通过金属化和非金属化基材的适当组合可以实现定向散热。
还设想本发明的金属化基材可以用作隔热和/或隔音材料，特别是在建筑应用、制冷装置或交通工具中。本发明的金属化基材特别适用于这些应用，因为其保留了所采用的基材的期望机械特性。与通常在压缩后恢复其初始形状的未经涂覆的基材相反，金属化基材可以形成为期望的形状并保持该形状。这对于形成必须具有特定尺寸的成型部件是特别值得关注的。由于其疏水性和抗菌特性，金属化基材可以减少霉菌形成。此外，其作为照明装置和加热装置的特性也可在这些领域中受到关注。
还设想本发明的金属化基材可用作抗电磁辐射的屏蔽物，因为其具有对电场和磁场的良好屏蔽效率，同时其透气性允许空气交换。由于金属化基材的导电特性，其还可用作抗电磁波的透气导电隔热软质屏蔽剂。因此，屏蔽被定义为通过材料降低从场源的一侧至材料的另一侧上必须被保护的目标物的电场或磁场的作用。屏蔽还可用于保护两个电路免受彼此影响(S.Selozzi,R.Araneo,G.Lovat,Electromagnetic Shielding,Wiley&Sons,Inc.,Hoboken,New Jersey,2008)。在电磁屏蔽和这些特性是有用的应用中，特性如隔热行为和透气性是值得关注的。
还设想本发明的金属化基材可以用作抗静电滤波器，特别是作为有源滤波器。由于其渗透性，其可用于过滤应用。基材上的金属层可通过化学反应或吸附用于例如除去生物(例如蛋白质、酶、氨基酸、病毒、细菌或细胞)或化学品(例如有机化合物、配合物配体、配合物、单体、气体或溶剂)污染物。
还设想本发明的金属化基材可以用作催化剂。由于其渗透性，其可以用作例如气相或液相催化反应中的固体催化剂。在该应用中，基材上的金属层用作催化剂。
还设想本发明的金属化基材可以用作分析色谱或制备色谱中的基材。例如，液体或有机物质可以选择性地吸附在本发明的金属化基材上。
还设想本发明的金属化基材可以用于水分离。本发明的金属化基材是特别疏水且亲油的。因此，其可以用于分离例如油和水的混合物。可能的应用是将水从燃料中分离出来(例如，将水从煤油、汽油或柴油中分离出来)或将燃料从水中分离出来。
还设想本发明的金属化基材可用于水管理概念。在该实施方案的一个应用中，可以将液体水注入到本发明的金属化基材中的腔中。以液体形式存在的水保留在腔中，而呈蒸汽形式的水可从基材中扩散。以这种方式，可以将液态水并入基材中，而不使基材的外围被润湿。因此，本发明的金属化基材可以用作防漏水分储存器，其为可渗透的并因此可以提供新型水分控制。该概念还可以通过在水可穿过其流动的金属化基材中形成管道来用于提供水管道。
本发明汇总为如下项目：
1.用于制备金属化开孔泡沫或纤维基材的方法，其中所述方法包括：
(A)提供开孔泡沫或纤维基材，其中所述开孔泡沫或纤维基材包括聚合物，所述聚合物包括含杂原子部分，所述包括含杂原子部分的聚合物在所述开孔泡沫或纤维基材的本体中或作为涂层在所述开孔泡沫或纤维基材上，其中所述包括含杂原子部分的聚合物选自聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚烯丙基胺、聚环氧乙烷、聚乙烯亚胺、聚乙烯硫化物及其共聚物或共混物；
(B)使所述开孔泡沫或纤维基材接触第一金属的纳米颗粒，以提供纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材；以及
(C)使所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触包含第二金属的盐和还原剂的溶液，以提供在所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材上具有第二金属的层的金属化开孔泡沫或纤维基材。
2.用于制备金属化开孔泡沫或纤维基材的方法，其中所述方法包括：
(i)提供开孔泡沫或纤维基材；
(ii)使所述开孔泡沫或纤维基材接触包括含杂原子部分的聚合物，其中所述包括含杂原子部分的聚合物选自聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚烯丙基胺、聚环氧乙烷、聚乙烯亚胺、聚乙烯硫化物及其共聚物或共混物，以提供聚合物涂覆的开孔泡沫或纤维基材；
(iii)使所述聚合物涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触第一金属的纳米颗粒，以提供纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材；以及
(iv)使所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触包含第二金属的盐和还原剂的溶液，以提供在所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材上具有第二金属的层的金属化开孔泡沫或纤维基材。
3.根据第1项或第2项所述的方法，其中所述开孔泡沫或纤维基材包含选自以下的聚合物材料：三聚氰胺甲醛树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯及其组合，优选地，其中所述开孔泡沫或纤维基材包含三聚氰胺甲醛。
4.根据第1至3项中任一项所述的方法，其中所述包括含杂原子部分的聚合物包括聚乙烯基吡啶。
5.用于制备金属化开孔泡沫或纤维基材的方法，其中所述方法包括：
(a)提供开孔泡沫或纤维基材，其中所述开孔泡沫或纤维基材包括聚合物，所述聚合物包括含杂原子部分，其中所述包括含杂原子部分的聚合物选自聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚烯丙基胺、聚环氧乙烷、聚乙烯亚胺、聚乙烯硫化物及其共聚物或共混物；
(b)使所述开孔泡沫或纤维基材接触第一金属的纳米颗粒，以提供纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材；以及
(c)使所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触包含第二金属的盐和还原剂的溶液，以提供在所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材上具有第二金属的层的金属化开孔泡沫或纤维基材。
6.根据第1至5项中任一项所述的方法，其中所述第一金属包括Ag、Au、Pd、Pt、Rh和Ru及其合金。
7.根据项目1至6中任一项所述的方法，其中所述第二金属包括Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Rh和Ru及其合金。
8.根据第2项所述的方法，其中所述方法包括：
(i)提供开孔泡沫或纤维基材，其中所述开孔泡沫或纤维基材包含三聚氰胺甲醛；
(ii)使所述开孔泡沫或纤维基材接触包括所述包括含杂原子部分的聚合物和第一溶剂的溶液，其中所述包括含杂原子部分的聚合物包括聚乙烯基吡啶；随后除去第一溶剂，以提供聚合物涂覆的开孔泡沫或纤维基材；
(iii)使所述聚合物涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触包含第一金属的纳米颗粒和第二溶剂的悬浮体，其中所述第一金属选自Ag、Au、Pd、Pt、Rh和Ru及其合金；随后除去第二溶剂，以提供纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材；以及
(iv)使所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触包含第二金属的盐、还原剂和第三溶剂的溶液，其中所述第二金属选自Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Rh和Ru及其合金；随后除去第三溶剂，以提供在所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材上具有第二金属的层的金属化开孔泡沫或纤维基材。
9.根据第5项所述的方法，其中所述方法包括：
(a)提供开孔泡沫或纤维基材，其中所述开孔泡沫或纤维基材包含聚乙烯基吡啶；
(b)使所述开孔泡沫或纤维基材接触包含第一金属的纳米颗粒和第二溶剂的悬浮体，其中所述第一金属选自Ag、Au、Pd、Pt、Rh和Ru及其合金；随后除去第二溶剂，以提供纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材；以及
(c)使所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触包含第二金属的盐、还原剂和第三溶剂的溶液，其中所述第二金属选自Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Rh和Ru及其合金；随后除去第三溶剂，以提供在所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材上具有第二金属的层的金属化开孔泡沫或纤维基材。
10.一种可通过根据第1至9项中任一项所述的方法获得的金属化开孔泡沫或纤维基材。
11.一种照明装置，包括：
第一导电层，其包括根据第10项所述的第一金属化开孔泡沫或金属化纤维基材；
第二导电层，其优选包括根据第10项所述的第二金属化开孔泡沫或金属化纤维基材；
绝缘层，其设置在所述第一导电层与所述第二导电层之间；以及
灯，其具有连接至所述第一导电层的第一电接触并具有连接至所述第二导电层的第二电接触。
12.一种加热装置，其包括根据第10项所述的金属化开孔泡沫或金属化纤维基材，以及与所述金属化开孔泡沫或金属化纤维基材电连接的至少两个电接触。
13.根据第10项所述的金属化开孔泡沫或纤维基材作为照明装置、加热装置、作为抗电磁辐射的屏蔽物、过滤器、催化剂、分析色谱或制备色谱中的基材，或在水分离装置中的用途。
14.根据第10项所述的金属化开孔泡沫或纤维基材作为隔热和/或隔音材料，特别是在建筑应用、制冷装置或交通工具中的用途。
本发明通过以下非限制性实施例进行说明。
实施例
材料
以收到的状态使用AgNO3(pA，Acros)、αD(+)葡萄糖(99+％，Acros)、D/L无水酒石酸(>99％，Fluka)、NaOH(≥98％，Sigma Aldrich)、NH4OH(24重量％，Sigma Aldrich)、乙醇(绝对，99.9％，VWR)、柠檬酸钠(98％，Acros)、NaBH4(≥96％，Fluka)、CuSO4*5H2O(99+％，Acros)、酒石酸钾钠四水合物(Acros)、甲醛(37重量％，Grüssing)、PEG 400(Fluka)、吡啶(无水，99.8％，Aldrich)、聚(4-乙烯吡啶)(P4VP)(Mw＝160k，Aldrich)、三聚氰胺甲醛开孔泡沫(Basotect W)、水(MilliQ plus新鲜制备的)。MeOH(tech.)在使用前进行蒸馏。从DSMZBraunschweig获得藤黄微球菌(M.Luteus)(Nr.20300)和大肠杆菌(Nr.1077)。
银纳米颗粒悬浮体的制备
如Liu C.,Li B.,Anal.Bioanal.Chem.2011,401,229-235中所报道的制备8nm大小的银纳米颗粒(AgNP)，其中稍有改变。简言之：在1000mL的肖特烧瓶中，将42mg(0.247mmol)AgNO3和65mg(0.252mmol)柠檬酸钠溶解在1000mL水中并搅拌1分钟。然后将溶解在3mL水中的0.55mg(0.015mmol)NaBH4通过移液管快速注入溶液中并继续搅拌2分钟。将所得AgNP悬浮体储存在4℃下直至使用。
用P4VP进行的开孔三聚氰胺甲醛泡沫的表面改性
在40mL玻璃样品瓶中，在搅拌下将100mg P4VP溶解于15mL MeOH(6.6mg/mL)。将由开孔三聚氰胺甲醛泡沫(1)(10mm*10mm*10mm)制成的立方体浸入溶液中并搅拌1分钟。将开孔泡沫放置在滤纸上，并将MeOH从开孔泡沫中压出，直到在新鲜滤纸上不再观察到液体。然后将P4VP涂覆的开孔泡沫(2)在80℃下充分真空干燥。
用AgNP进行的三聚氰胺甲醛开孔泡沫表面的负载
在40mL玻璃样品瓶中，将P4VP涂覆的三聚氰胺甲醛开孔泡沫浸入10mL0.2mM的AgNP悬浮体中。然后在1毫巴下将溶液脱气两次，直到溶液开始沸腾，以使开孔泡沫脱气。将开孔泡沫在振荡器上处理24小时。将AgNP悬浮体除去并由新鲜的AgNP悬浮体代替。这样进行四次，直到开孔泡沫表面涂覆有纳米颗粒，得到P4VP/AgNP涂覆的开孔泡沫(3)。
在P4VP/AgNP涂覆的开孔泡沫(3)上进行的银的湿化学沉积
Ag沉积悬浮体根据Lili L.,Dan Y.,Le W.,Wie W.,Journal of AppliedPolymer Science 2012,124,1912–1918使用三种不同的溶液来制备：
1.溶液1通过将5g AgNO3溶解在100mL水中而制备。
2.溶液2通过将0.05g NaOH和8.2mL氨溶液(25重量％)溶解在100mL水中而制备。
3.溶液3通过将0.4g D/L酒石酸、2.75gαD(+)葡萄糖和10mL乙醇溶解在100mL水中而制备。
为了在开孔三聚氰胺甲醛泡沫上均匀涂覆银，在具有磁力搅拌棒的10mL玻璃样品瓶中使1mL溶液1与1mL溶液2混合并与2mL溶液3组合。将P4VP/AgNP涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫(3)置于该瓶中，摇动，并且小心脱气并加热至50℃。以不同的时间间隔取样，并用水对其进行冲洗。将湿开孔泡沫样品放置在滤纸上进行预干燥，然后在80℃下真空干燥。
在具有AgNP晶种的开孔泡沫上进行的铜的湿化学沉积
如Hanna F.,Hamid Z.A.,Aal A.A.Materials Letters 2003,58,104-109先前报道的制备铜沉积溶液，其中有修改。简言之：在250mL容量瓶中，将2.5g(10mmol)CuSO4*5H2O溶解在100mL水中，并将6.25g(22mmol)酒石酸钾钠四水合物溶解在CuSO4溶液中。然后将2.5g(62mmol)NaOH、500mg PEG、15mg吡啶和7.5mL甲醛(37％)溶解在溶液中。将该瓶填充至250mL，并通过摇动使溶液均化。
为了在具有P4VP/AgNP晶种的开孔泡沫(3)上均匀沉积铜，将20mL铜沉积溶液装入具有磁力搅拌棒并且盖子上具有通气孔的40mL玻璃样品瓶中。将P4VP/AgNP涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫(3)置于该瓶中，并在45℃的水浴温度下使用与银沉积相同的工序，以在开孔泡沫上得到具有不同厚度的铜层。
SEM测量
使用LEO 1530扫描电子显微镜(SEM)获得在开孔三聚氰胺甲醛泡沫上制备的银层和铜层的表面图像。所有样品都通过PVD溅射装置(来自Cressington的溅射涂覆器208HR)用2nm的铂进行覆盖。将样品用水基导电碳胶胶合在样品架上。
电阻率测量
为了测量电阻率，将金属化开孔泡沫压在连接至Keithley 2420大电流源表的两个平行的1mm厚的铜板之间。在测量之前，收集线和板的系统电阻率，并将其从系统和开孔泡沫的测量值中减去。对于每个数据点，测量三个样品的全部三个面，并计算平均值。
从图2B可以看出，即使沉积少量的银和铜，也可以实现非常低的电阻率。出乎意料地发现，与银相比，必须沉积更多量的铜以达到可测量的电导率。在超过这个极限值之后，测量的电阻率远低于用银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫测量的电阻率。由于诱导期，铜需要较长的反应时间。电流源加热和隔热测量
为了加热银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫，使用DF-3010实验室电源。为了测量银覆盖的开孔泡沫、未经覆盖的开孔泡沫和经研磨的开孔泡沫的隔热行为，使用来自Heidolph的具有加热板的MR3001K磁力搅拌器。将加热板设定为100℃。
研究了三个样品：非金属化开孔三聚氰胺甲醛泡沫，相应的银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫，以及由银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫制备的粉末。粉末通过使用研钵研磨制备。三个样品的重量相同。
将样品放置在设定为100℃的加热板上，并用显微镜载片覆盖。10分钟之后，使用来自ICOdata GmbH的发射系数设定为1.0的SAT HotFind红外摄像机测量两个试验的开孔泡沫的温度。
实验显示(图4(E，F))，放在未经涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫上的显微镜载片的温度约为38℃。因此，该泡沫为温度为约100℃的加热板提供了良好的隔热性。银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫的温度约为49℃，因此隔热特性略有降低。与银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫的粉末(温度约为90℃)相比，隔热特性仍然优异。
LED照明装置
为了点亮LED，使用由具有银层的金属化开孔三聚氰胺甲醛泡沫/未经涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫层/具有银层的金属化开孔三聚氰胺甲醛泡沫组成的夹心物。使用8节AA碱性电池(12V)阵列连接一个开孔泡沫正极和一个负极。切断LED(12V，Winger)的线，使得一根线绝缘，仅达到较下部水平的开孔泡沫。另一根线切得较短并且绝缘，使其仅连接至上部水平的开孔泡沫。使用相同的工序将电池连接至开孔泡沫。
由于本发明的金属化开孔泡沫的导电性，灯可以插入夹心结构的任何位置。灯的经修改的引线关闭了两个金属化开孔泡沫层之间的电路，使得灯发光。因此，灯可以定位和重新定位在照明装置的任何期望的位置。相应的照片如图11所示。
抗菌试验
通过分光光度法确定细菌溶液的浓度。在600nm处细菌溶液(大肠杆菌)的0.125的光密度对应于1.0×1010CFU/mL。将细菌溶液立即稀释至1.0×108CFU/mL，并作为进一步试验的工作细菌溶液。在藤黄微球菌的情况下，0.125的光密度对应于1.0×106CFU/mL。该细菌溶液用作工作细菌溶液。
将100μL工作细菌溶液添加到琼脂平板上，并用Drigalski刮刀刮擦。在经接种的琼脂平板的表面上放置尺寸为10mm×10mm×2mm的涂覆有铜和银的开孔三聚氰胺甲醛泡沫。随后在37℃下孵育，在藤黄微球菌的情况下进行48小时，在大肠杆菌的情况下进行18小时。
孵育之后，小心地提起开孔三聚氰胺甲醛泡沫。用接种环处理该位置，并使用第二琼脂平板进行刮擦。在与上述相同的参数下孵育琼脂平板。
对银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫和未经涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫进行Kirby-Bauer试验以评估其抗微生物特性。结果示于图7至10中。
可以看出，银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫表现出浸出，因此是抗菌的。未经涂覆的开孔泡沫不具有抗菌特性。孵育之后，在泡沫下方取样，用接种环处理该位置，并将其施加至第二琼脂平板上。在银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫的情况下，没有细菌沿着路径生长，而在未经涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫的情况下，沿着路径观察到明显的细菌生长(图9和10)。这表明银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫具有抗菌特性。这是特别值得关注的，原因是开孔三聚氰胺甲醛泡沫可以在建筑或汽车应用中用作隔音和隔热。此外，开孔三聚氰胺甲醛泡沫目前用作家用海绵。
接触角测量
使用来自Krüss的液滴形状分析仪DSA25S在20℃下测量接触角。液滴大小控制在8μL。为了计算，Young Laplace法与来自Krüss的ADVANCE软件1.1.0.2一起使用。
在开孔三聚氰胺甲醛泡沫上进行的铜和银的湿化学沉积
通过用P4VP连续进行预处理，然后使AgNP固定化，最后通过沉积铜或银层来实现开孔三聚氰胺甲醛泡沫的湿法金属化(图1)。为了使银和铜在三聚氰胺甲醛开孔泡沫(1)上均匀地金属化，使用P4VP的甲醇溶液进行预处理，然后用AgNP的分散体进行预处理是必要的。AgNP成功沉积在开孔泡沫上使得颜色从橙色变为棕色，即使在用水彻底冲洗之后颜色仍然保持。开孔泡沫(3)在沉积铜之后变成橙色，并在银沉积之后变成白灰色。
对开孔泡沫(3)上银和铜沉积的进程进行重量分析监测，并将其与开孔泡沫(4)的电导率增加相关联(图2)。电导率的增加伴随着开孔泡沫上的金属层从开放的颗粒状形态向闭合的层的逐渐变化(如通过SEM观察到的)(图3A至3H)。如通过用SEM的截面检测所观察的，随着更长的反应时间，获得了连续的铜层和银层(图3K，3L)。
在沉积铜时的一个特别的挑战是氢气的释放，其可堵塞开孔泡沫的孔，从而阻止反应混合物的渗透。通过使用酒石酸盐降低反应速率来克服这个问题。通过将PEG表面活性剂浓度从200ppm增加到2000ppm，甚至在250nm的沉积厚度下也可以实现均匀连续的铜膜。
在铜的情况下，可以通过在环境条件下而不是在氩气氛下进行反应来改善金属层的品质。金属化开孔泡沫显示出31mg cm-3(4i)和35mg cm-3(4ii)的相对低的密度。
随着在开孔泡沫上形成连续的铜涂层，在228重量％±6重量％的铜的摄入下，电阻率以指数方式降低至R＝4mΩ(2.4*104S/m)的值。(4i)的最终电导率远高于(4ii)的最终电导率(R＝28mΩ，197重量％+/-5重量％，4.4*103S/m)。假设这可能是由于金属化过程引起的银层中的晶体缺陷。有趣的是，具有银层的开孔三聚氰胺甲醛泡沫的电导率足够高以使夹心结构中的LED运行(图11)。(4ii)(+200％银)示出了25mm*5mm*50mm的尺寸，调节电流为5.2A和10.34A的明显的电加热和在电流关闭数秒内的冷却(图4A)。在5.2A的电流下，测得横跨(4ii)的电压为0.195V(1W)。如通过红外摄像机所观察的，在这些条件下，开孔泡沫在19秒内达到37℃的温度(图4C)。同时，银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫还表现出与未经涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫相似的隔热特性(图4D，4E)。相比之下，银涂覆的开孔泡沫的研磨样品没有显示出隔热性(图4E)。
银或铜涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫的超疏水特性
出乎意料地发现，银或铜涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫具有超疏水特性。相应的照片如图5和图6所示。
与未经涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫(1)相比，开孔三聚氰胺甲醛泡沫(4i)和(4ii)显示出对水的高接触角(图5)，但是当开孔三聚氰胺甲醛泡沫的表面倾斜时，水珠滑动。开孔三聚氰胺甲醛泡沫(4i)的接触角(151°±3°)表现出与开孔三聚氰胺甲醛泡沫(4ii)(152°±4°)相似的接触角。先前报道过超疏水性金属表面(Liu,K.；Jiang,L.Nanoscale 2011,3,825)，并将其归因于分形金属表面，这也可应用于开孔三聚氰胺甲醛泡沫(4)。非常有趣且据我们所知，尚未报道如下观察：注入开孔三聚氰胺甲醛泡沫的水滴相当快速地从开孔三聚氰胺甲醛泡沫中放出。相比之下，(4i)和(4ii)被油润湿，这使得开孔三聚氰胺甲醛泡沫成为有希望的用于油/水分离的膜。
未经涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫不具有这些特性：其吸收油和水二者。
金属化开孔泡沫作为加热元件的用途
当高电流穿过时，研究了银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫的特性。使两个鳄鱼夹接触50mm×20mm×5mm的泡沫，并施加5.2A和10.44A的电流。使用红外照相机观察泡沫的加热。相应的照片和热图谱在图4C、4D和12中示出。
直接比较可以看出，未经涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫不会加热。与此相比，银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫加热至约66℃的温度。这显示了在单一材料中组合隔热和加热功能的潜力。
测量显示，银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫具有非常低的电阻率。在5.2A的电流下，电压降仅为0.195V。在这些条件下，银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫在30秒内加热至约37℃。在10.34A的电流下，银涂覆的开孔三聚氰胺甲醛泡沫在25秒内加热至约90℃，并在约10秒后再次达到室温。因此，金属化开孔三聚氰胺甲醛泡沫由于其质量低并且在电流停止之后可以快速地终止发热而特别适合作为可非常快速发热的加热元件。结论
利用本方法，可以在开孔泡沫上产生厚度小于500nm的均匀金属层。这些泡沫显示出非常好的高达2.4*104S/m的电导率、抗菌和疏水特性、隔热以及小样品抵抗高达10A的电流的能力。这些泡沫也是用于电极、加热元件、高温、抗静电和抗菌过滤器的优异材料。
第一金属纳米颗粒在开孔三聚氰胺甲醛泡沫上的均匀沉积允许沉积厚且稳固的第二金属层。金属化开孔泡沫显示出高达σ＝2.4*104S m-1的电导率和高达10A的耐受电流。在没有电流的情况下，金属化开孔电池泡沫是热绝缘体，这使其作为热装置特别受到关注。金属化开孔泡沫对水的大接触角是意想不到的特征，这对于油/水分离和防止结垢是值得关注的。但是应强调的是，发现水在金属化开孔泡沫表面上的滑动，这意味着三相接触线显示出不均匀性(Chen,W.；Fadeev,A.Y.；Hsieh,A.C.；D.；Youngblood,J.；McCarthy,T.J.Langmuir 1999,15,3395)。然而，注入到金属化开孔泡沫中的水滴被快速放出，这应防止了这种金属化开孔泡沫的不期望的吸水和后续反应。
镀铜聚氨酯泡沫
将四片聚氨酯泡沫(20mm×20mm×10mm)浸入包含10mg/L聚乙烯亚胺(PEI)的水溶液中。用压杆压缩泡沫并释放压力以从泡沫中除去所有空气。在这之后，将泡沫用水洗涤以除去剩余的PEI。
如以上关于三聚氰胺泡沫所述，将湿润的、经洗涤的样品用银纳米颗粒(AgNP)覆盖。
在这之后，如三聚氰胺泡沫一样在300mL镀铜浴中涂覆该泡沫，以获得113％的铜摄入。在化学镀之后，泡沫的密度测定为55mg cm-3。电导率为4940S m-1。
图17示出了镀铜的聚氨酯泡沫(左)和未经处理的泡沫(右)。

Claims (16)

1.一种用于制备金属化开孔泡沫或纤维基材的方法，其中所述方法包括：
(A)提供开孔泡沫或纤维基材，其中所述开孔泡沫或纤维基材包括聚合物，所述聚合物包括含杂原子部分，所述包括含杂原子部分的聚合物在所述开孔泡沫或纤维基材的本体中或作为在所述开孔泡沫或纤维基材上的涂层，其中所述包括含杂原子部分的聚合物选自聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚烯丙基胺、聚环氧乙烷、聚乙烯亚胺、聚乙烯硫化物及其共聚物或共混物；
(B)使所述开孔泡沫或纤维基材接触第一金属的纳米颗粒，以提供纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材；以及
(C)使所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触包含第二金属的盐和还原剂的溶液，以提供在所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材上具有所述第二金属的层的所述金属化开孔泡沫或纤维基材。
2.根据权利要求1所述的用于制备金属化开孔泡沫或纤维基材的方法，其中所述方法包括：
(i)提供开孔泡沫或纤维基材；
(ii)使所述开孔泡沫或纤维基材接触包括含杂原子部分的聚合物，以提供聚合物涂覆的开孔泡沫或纤维基材，其中所述包括含杂原子部分的聚合物选自聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚烯丙基胺、聚环氧乙烷、聚乙烯亚胺、聚乙烯硫化物及其共聚物或共混物；
(iii)使所述聚合物涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触第一金属的纳米颗粒，以提供纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材；以及
(iv)使所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触包含第二金属的盐和还原剂的溶液，以提供在所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材上具有所述第二金属的层的所述金属化开孔泡沫或纤维基材。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述开孔泡沫或纤维基材包含选自以下的聚合物材料：三聚氰胺甲醛树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯及其组合，优选地，其中所述开孔泡沫或纤维基材包含三聚氰胺甲醛。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述包括含杂原子部分的聚合物包括聚乙烯基吡啶。
5.一种用于制备金属化开孔泡沫或纤维基材的方法，其中所述方法包括：
(a)提供开孔泡沫或纤维基材，其中所述开孔泡沫或纤维基材包括聚合物，所述聚合物包括含杂原子部分，其中所述包括含杂原子部分的聚合物选自聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚烯丙基胺、聚环氧乙烷、聚乙烯亚胺、聚乙烯硫化物及其共聚物或共混物；
(b)使所述开孔泡沫或纤维基材接触第一金属的纳米颗粒，以提供纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材；以及
(c)使所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触包含第二金属的盐和还原剂的溶液，以提供在所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材上具有所述第二金属的层的所述金属化开孔泡沫或纤维基材。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述第一金属包括Ag、Au、Pd、Pt、Rh和Ru及其合金。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述第二金属包括Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Rh和Ru及其合金。
8.根据权利要求2所述的方法，其中所述方法包括：
(i)提供开孔泡沫或纤维基材，其中所述开孔泡沫或纤维基材包含三聚氰胺甲醛；
(ii)使所述开孔泡沫或纤维基材接触包含所述包括含杂原子部分的聚合物和第一溶剂的溶液，其中所述包括含杂原子部分的聚合物包括聚乙烯基吡啶；随后除去所述第一溶剂，以提供所述聚合物涂覆的开孔泡沫或纤维基材；
(iii)使所述聚合物涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触包含所述第一金属的纳米颗粒和第二溶剂的悬浮体，其中所述第一金属选自Ag、Au、Pd、Pt、Rh和Ru及其合金；随后除去所述第二溶剂，以提供所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材；以及
(iv)使所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触包含所述第二金属的盐、所述还原剂和第三溶剂的溶液，其中所述第二金属选自Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Rh和Ru及其合金；随后除去所述第三溶剂，以提供在所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材上具有所述第二金属的层的所述金属化开孔泡沫或纤维基材。
9.根据权利要求5所述的方法，其中所述方法包括：
(a)提供开孔泡沫或纤维基材，其中所述开孔泡沫或纤维基材包含聚乙烯基吡啶；
(b)使所述开孔泡沫或纤维基材接触包含所述第一金属的纳米颗粒和第二溶剂的悬浮体，其中所述第一金属选自Ag、Au、Pd、Pt、Rh和Ru及其合金；随后除去所述第二溶剂，以提供所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材；以及
(c)使所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材接触包含所述第二金属的盐、所述还原剂和第三溶剂的溶液，其中所述第二金属选自Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Rh和Ru及其合金；随后除去所述第三溶剂，以提供在所述纳米颗粒涂覆的开孔泡沫或纤维基材上具有所述第二金属的层的所述金属化开孔泡沫或纤维基材。
10.一种能够通过根据权利要求1至9中任一项所述的方法获得的金属化开孔泡沫或纤维基材。
11.一种照明装置，包括：
第一导电层，其包括根据权利要求10所述的第一金属化开孔泡沫或金属化纤维基材；
第二导电层，其优选包括根据权利要求10所述的第二金属化开孔泡沫或金属化纤维基材；
绝缘层，其设置在所述第一导电层与所述第二导电层之间；以及
灯，其具有连接至所述第一导电层的第一电接触并具有连接至所述第二导电层的第二电接触。
12.一种加热装置，包括根据权利要求10所述的金属化开孔泡沫或金属化纤维基材，以及与所述金属化开孔泡沫或金属化纤维基材电连接的至少两个电接触。
13.根据权利要求10所述的金属化开孔泡沫或纤维基材作为照明装置、加热装置、作为抗电磁辐射的屏蔽物、过滤器、催化剂、分析色谱或制备色谱中的基材，或在水分离装置中的用途。
14.根据权利要求10所述的金属化开孔泡沫或纤维基材作为隔热和/或隔音材料，特别是在建筑应用、制冷装置或交通工具中作为隔热和/或隔音材料的用途。
15.根据权利要求10所述的金属化开孔泡沫或金属化纤维基材在照明装置中的用途，其中所述照明装置包括：
第一导电层，其包括根据权利要求10所述的第一金属化开孔泡沫或金属化纤维基材；
第二导电层，其优选包括根据权利要求10所述的第二金属化开孔泡沫或金属化纤维基材；
绝缘层，其设置在所述第一导电层与所述第二导电层之间；以及
灯，其具有连接至所述第一导电层的第一电接触并具有连接至所述第二导电层的第二电接触。
16.根据权利要求10所述的金属化开孔泡沫或金属化纤维基材在加热装置中的用途，其中所述加热装置包括根据权利要求10所述的金属化开孔泡沫或金属化纤维基材，以及与所述金属化开孔泡沫或金属化纤维基材电连接的至少两个电接触。
CN201680011715.4A 2015-02-25 2016-02-25 金属化开孔泡沫和纤维基材 Pending CN107406611A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15156521.5 2015-02-25
EP15156521 2015-02-25
PCT/EP2016/054011 WO2016135257A2 (en) 2015-02-25 2016-02-25 Metallized open-cell foams and fibrous substrates

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107406611A true CN107406611A (zh) 2017-11-28

Family

ID=52596363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680011715.4A Pending CN107406611A (zh) 2015-02-25 2016-02-25 金属化开孔泡沫和纤维基材

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20180171093A1 (zh)
EP (1) EP3261760A2 (zh)
JP (1) JP2018509499A (zh)
CN (1) CN107406611A (zh)
CA (1) CA2974497A1 (zh)
WO (1) WO2016135257A2 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108364805A (zh) * 2018-02-08 2018-08-03 长安大学 一种开孔泡沫镍的制备方法
CN110139408A (zh) * 2019-05-30 2019-08-16 上海交通大学 一种板式电加热器
CN110777561A (zh) * 2019-10-21 2020-02-11 上海交通大学 一种金属纳米颗粒-聚合物复合材料及其制备方法与应用

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2561573B (en) * 2017-04-18 2023-02-15 Univ Bath Air filters
US11214646B2 (en) * 2018-02-16 2022-01-04 South Dakota Board Of Regents Highly hydrophobic and oleophilic melamine resin via metal-ion induced wettability transition, application, and preparation thereof
CN110272562B (zh) * 2018-10-15 2021-08-03 杭州师范大学 一种导电粒子@聚合物泡沫多层结构材料及其制备方法、应用
KR102085544B1 (ko) * 2019-03-22 2020-03-06 한밭대학교 산학협력단 유동형 미세먼지 필터 탑재 공기청정기
CN111362237B (zh) * 2020-04-30 2020-10-30 雅音新材料(常州)有限公司 一种隔音功能材料及其制备方法
JP7170194B2 (ja) * 2020-04-30 2022-11-14 インテグレイテッド バイラル プロテクション ソリューションズ，エルエルシー Ｃｏｖｉｄ－１９を含む生物学的種を殺すための加熱フィルターを有する移動式浄化装置
JP7170193B2 (ja) * 2020-04-30 2022-11-14 インテグレイテッド バイラル プロテクション ソリューションズ，エルエルシー Ｃｏｖｉｄ－１９を含む生物学的種を殺すための加熱フィルターを有する浄化装置
GB2596276B (en) * 2020-05-20 2024-06-12 Acell Ind Ltd Anti-microbial filter
US11446600B2 (en) 2020-12-10 2022-09-20 Hourani Ip, Llc Detoxification device having heated filter for killing pathogens
KR102640752B1 (ko) * 2021-06-02 2024-02-27 홍성완 섬유상 담체를 포함하는 미세먼지 제거용 유동형 필터 및 그의 제조방법
EP4282508A1 (en) 2022-05-23 2023-11-29 Mann+Hummel Life Sciences & Environment Holding Singapore Pte. Ltd. Melamine-based foam filter medium
CN116041780B (zh) * 2023-01-16 2024-02-13 浙江工业大学 一种异质结构可调节的多层多孔电磁屏蔽复合泡沫材料的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050194259A1 (en) * 2002-08-21 2005-09-08 Infineon Technologies Ag Process for producing a metal structure in foam form, a metal foam, and an arrangement having a carrier substrate and a metal foam
CN101184862A (zh) * 2005-05-30 2008-05-21 格里洛股份公司 多孔金属泡沫体
US20100304171A1 (en) * 2009-06-02 2010-12-02 Integran Technologies, Inc. Metal-clad polymer article
US20140004352A1 (en) * 2012-06-29 2014-01-02 Integran Technologies Inc. Metal-clad hybrid article having synergistic mechanical properties
CN103963365A (zh) * 2013-01-31 2014-08-06 莱尔德技术股份有限公司 导电多孔材料组件及其制造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3383641A (en) * 1966-01-20 1968-05-14 Goldberg Barry R Electric supply means
DE3635796A1 (de) * 1986-10-17 1988-05-11 Uwe Hoerenz Elektrischer, flaechiger stromverteiler zur kabelfreien stromversorgung beliebiger punkte einer flaeche
JPH05202483A (ja) * 1991-04-25 1993-08-10 Shipley Co Inc 無電解金属化方法と組成物
FR2694322B1 (fr) * 1992-07-29 1997-08-22 Isolants Thermiques Expanses C Panneau modulaire pour la realisation d'un reseau conducteur et connecteurs associes.
US5326825A (en) * 1992-11-27 1994-07-05 Naesman Jan H Process for the preparation of a graft copolymer bound catalyst
JPH08100367A (ja) * 1994-09-28 1996-04-16 Nitto Boseki Co Ltd 金属被覆炭素繊維の製造方法
FR2752640B1 (fr) * 1996-08-21 1998-11-06 Jolly Andre Jean Procede de fabrication d'un panneau sandwich a ames conductrices a haute resilience et panneau obtenu
JP5014529B2 (ja) * 2000-07-18 2012-08-29 株式会社イノアックコーポレーション 難燃性を有する導電性多孔体およびその製造方法
JP2004518786A (ja) * 2001-01-30 2004-06-24 ザ、プロクター、エンド、ギャンブル、カンパニー 食器表面を改質するためのすすぎを助ける表面コーティング組成物
DE10261885A1 (de) 2002-12-20 2004-07-15 Institut Für Polymerforschung Dresden E.V. Nanopartikel und nanoskopische Strukturen und Verfahren zu deren Herstellung
EP1866934A4 (en) * 2005-03-24 2011-10-19 Soleno Textiles Tech Inc ELECTRICALLY CONDUCTIVE FILMS
EP1990621A1 (en) * 2007-05-10 2008-11-12 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO A method for preparing a conductive strain sensor on the surface of a device
WO2009135487A2 (de) * 2008-05-05 2009-11-12 Elena Tolmacheva Elektrisch leitendes polymerband und polymergewebe auf der basis von elektrisch leitenden polymerfasern, garnen, zwirnen und schnüren für flächenhafte heizelemente, heizgewebe und ähnliches und verfahren zur herstellung des flächenhaften heizelementes
EP2452750B1 (en) * 2009-07-09 2018-03-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying catalyst and method for producing same
CA2850442A1 (en) * 2011-09-28 2013-04-04 King Abdullah University Of Science And Technology Grafted membranes and substrates having surfaces with switchable superoleophilicity and superoleophobicity and applications thereof
KR101366822B1 (ko) * 2012-06-21 2014-02-26 주식회사 알란텀 촉매 변환기용 금속폼 발열체 및 그 제조 방법
FR2995629B1 (fr) * 2012-09-14 2014-10-17 Faurecia Sys Echappement Dispositif de stockage d'ammoniac et ligne d'echappement equipee d'un tel dispositif

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050194259A1 (en) * 2002-08-21 2005-09-08 Infineon Technologies Ag Process for producing a metal structure in foam form, a metal foam, and an arrangement having a carrier substrate and a metal foam
CN101184862A (zh) * 2005-05-30 2008-05-21 格里洛股份公司 多孔金属泡沫体
US20100304171A1 (en) * 2009-06-02 2010-12-02 Integran Technologies, Inc. Metal-clad polymer article
US20140004352A1 (en) * 2012-06-29 2014-01-02 Integran Technologies Inc. Metal-clad hybrid article having synergistic mechanical properties
CN103963365A (zh) * 2013-01-31 2014-08-06 莱尔德技术股份有限公司 导电多孔材料组件及其制造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SERHIY MALYNY ET AL.: "Poly(Vinyl Pyridine) as a Universal Surface Modifier for Immobilization of Nanoparticles", 《J.PHYS.CHEM.B》 *
YU XU ET AL.: "An ultra-light and high electromagnetic shielding effectiveness material based on melamine foam with its skeleton metallized", 《J MATER SCI:MATER ELECTRON》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108364805A (zh) * 2018-02-08 2018-08-03 长安大学 一种开孔泡沫镍的制备方法
CN110139408A (zh) * 2019-05-30 2019-08-16 上海交通大学 一种板式电加热器
CN110139408B (zh) * 2019-05-30 2021-10-08 上海交通大学 一种板式电加热器
CN110777561A (zh) * 2019-10-21 2020-02-11 上海交通大学 一种金属纳米颗粒-聚合物复合材料及其制备方法与应用
CN110777561B (zh) * 2019-10-21 2022-02-18 上海交通大学 一种金属纳米颗粒-聚合物复合材料及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016135257A3 (en) 2016-10-20
WO2016135257A2 (en) 2016-09-01
US20180171093A1 (en) 2018-06-21
EP3261760A2 (en) 2018-01-03
JP2018509499A (ja) 2018-04-05
CA2974497A1 (en) 2016-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107406611A (zh) 金属化开孔泡沫和纤维基材
CN101689642B (zh) 电极催化剂基板和其制造方法、以及固体高分子型燃料电池
Su et al. Electroless plating of copper on surface-modified glass substrate
IL199417A (en) A method for preparing an organic layer over a solid substrate surface under non-electrochemical conditions
Garcia et al. Microscopic study of a ligand induced electroless plating process onto polymers
JPH0659700B2 (ja) 微細多孔質ポリテトラフルオロエチレン部材中の有効孔サイズを調整可能に減少する方法
EP3844325B1 (en) Metal-cnt composite, production method and materials therefor
JP2017218664A (ja) めっき下地用の組成物及びそれによるめっき下地
Li et al. Preparing high-adhesion silver coating on APTMS modified polyethylene with excellent anti-bacterial performance
US9617643B2 (en) Methods for coating metals on hydrophobic surfaces
Sun et al. Method for electroless nickel plating on poly (ethylene terephthalate) substrate modified with primer and self-assembled monolayer
Jiwanti et al. Metal modified carbon-based electrode for CO2 electrochemical reduction: A review
TWI468225B (zh) 奈米碳管金屬粒子複合物以及包含該複合物的催化劑材料
Zheng et al. Nickel deposition on Kevlar fabric modified with aminopropyltrimethoxysilane in supercritical fluid via electroless plating
Wang et al. Adsorption characteristic of copper ions and its application in electroless nickel plating on a hydrogel-functionalized poly (vinyl chloride) plastic
CN115644174B (zh) 一种银/石墨炔复合材料及其制备方法和应用
TW201402455A (zh) 奈米碳管金屬粒子複合物的製備方法
US7462373B2 (en) Method for producing manganese oxide nanoparticle dispersed material and electrode
Kim et al. Fabrication of Electrically Conductive Nickel–Silver Bimetallic Particles via Polydopamine Coating
EP3117024B1 (en) A process for the synthesis of nanostructured metallic hollow particles and nanostructured metallic hollow particles
KR101329835B1 (ko) 금속 나노 입자 제조방법
Zhao et al. Preparation and thermal decomposition of PS/Ni microspheres
Byeon et al. Fabrication of a metal membrane on a perforated polymer substrate by palladium aerosol activation and subsequent electroless plating
JP2021075770A (ja) 触媒、その触媒を含む触媒溶液、およびその触媒溶液を用いた無電解めっき方法
JP7389517B2 (ja) 金属ナノ粒子を液状化する方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20171128

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication