一种导电型可膨胀微胶囊及其制备方法技术

本发明专利技术是关于一种导电型可膨胀微胶囊的制备方法，包括：油相的制备、水相的制备、悬浮聚合、制备微胶囊、一次后处理、反应体系制备、原位氧化聚合反应及二次后处理。本发明专利技术所制备的导电型可膨胀微胶囊使用热塑性聚合物作为外壳，内部包含低沸点类烷烃的新材料，具有轻量化、低污染的特点，使其在实际运输、携带、环保方面日益得到重视，并且加热后具有优良的膨胀性能，可以满足产品功能性、美观性的需求，使其在泡沫塑料、涂料、印刷、纺织等多领域得到了广泛的应用。

A conductive expandable microcapsule and its preparation method

The invention relates to a preparation method of an electrically conductive expandable microcapsule, including preparation of oil phase, preparation of water phase, suspension polymerization, preparation of microcapsules, primary post-treatment, preparation of reaction system, in-situ oxidation polymerization and secondary post-treatment. The conductive and expandable microcapsule prepared by the invention uses thermoplastic polymer as the shell, and contains new materials with low boiling point alkanes, which has the characteristics of light weight and low pollution. It has attracted more and more attention in practical transportation, portability and environmental protection, and has excellent expansion property after heating. It can meet the needs of functional and aesthetic properties of the product and make it foam. Plastics, coatings, printing, textile and other fields have been widely used.

【技术实现步骤摘要】
一种导电型可膨胀微胶囊及其制备方法
本专利技术属于精细化工和功能材料领域，涉及一种导电型可膨胀微胶囊及其制备方法。
技术介绍
热膨胀胶囊，是由高分子壁材包埋低沸点的烷烃芯材制备得到。该微球可在一定温度下发泡膨胀，体积增加50～100倍，并在温度回落后能够保持膨胀状态，该膨胀过程不同于传统的化学发泡剂，属于纯粹的物理变化过程，具有环保、低毒的特点。在微胶囊制备过程中，微胶囊的表面通常会附着分散剂，例如二氧化硅、碳酸钙、滑石粉，对其发泡性能具有一定影响。其次，发泡微胶囊的表面是绝缘体，在干燥环境下容易产生静电，对其实际应用造成阻碍，因此，对微胶囊的表面进行改性处理使其具有抗静电性就显得尤为重要。公开号为CN107880644A的中国专利技术专利申请提到了一种环保生物质微球发泡油墨及其制备方法，通过先制备微球发泡剂，再与乙腈类单体、热塑性聚氨酯单体和胶质化生物质材料制成表面官能团化的热发泡性膨胀微球。这种微胶囊在生产和使用过程中对环境无污染，环保性能较好，但是对于静电防护性能需要进一步提高。此外，目前商业化应用的热膨胀微胶囊表面通常附着二氧化硅、碳酸钙、滑石粉等分散剂或者没有分散剂附着于表面，由于微胶囊表面为绝缘体，导致其干燥后在实际应用过程中容易产生静电，对其发泡产品的应用造成一定的影响，例如静电吸附、静电短路等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种平均粒径介于30μm至50μm的导电型可膨胀微胶囊及其制备方法。为了达成上述的目的，本专利技术提供了一种导电型可膨胀微胶囊的制备方法，包括以下步骤：1)油相的制备：依次在单体中加入引发剂、交联剂和发泡剂，充分搅拌使其形成混合均匀的油相；2)水相的制备：将碱溶液中加入表面活性剂，搅拌均匀；再向其中滴加分散剂，高速搅拌；之后向其中加入乳化剂并搅拌均匀，得到水相；3)悬浮聚合：将步骤2)得到的水相和步骤1)得到的油相混合，搅拌，使油相充分分散于水相中，得到分散均匀的悬浮液；4)制备微胶囊：将步骤3)得到的悬浮液水浴加热，搅拌反应，得到微胶囊粗产品；5)一次后处理：将酸加入到步骤4)得到的微胶囊粗产品中，调节pH值，搅拌，使酸与该微胶囊粗产品的分散剂的化学沉淀物充分反应后，用蒸馏水反复清洗数次，抽滤，干燥，用筛网将团聚体和大的颗粒筛除后，得到所述可发泡的微胶囊；6)反应体系制备：将步骤5)得到的微胶囊加入去离子水中，搅拌均匀，得到微胶囊悬浮液；之后将三氯化铁溶液加入到微胶囊悬浮液中，搅拌均匀；7)原位氧化聚合反应：将导电高分子单体加入到步骤6)得到的反应体系中，在室温下连续搅拌22～24h后终止反应；8)二次后处理：用蒸馏水重复多次清洗并对步骤7)得到的产物进行抽滤，充分干燥，即得到所述导电型可膨胀微胶囊。进一步地，其中在步骤1)中，所述搅拌的转速为200-500rpm；搅拌的时间为10-12min。进一步地，其中在步骤1)中，所述单体选自丙烯腈、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、N，N-二甲基丙烯酰胺或偏二氯乙烯中的至少两种。进一步地，其中在步骤1)中，所述单体为两单体体系或三单体体系。进一步地，其中在步骤1)中，所述两单体体系为丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯混合物，二者的摩尔比为1:1-4:1。进一步地，其中在步骤1)中，所述三单体体系为丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸甲酯混合物，三者的摩尔比为12:4:(1-3)。进一步地，其中在步骤1)中，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、过氧化二碳酸二环己酯或过氧化二月桂酰中的一种，其用量为单体重量的1％-3％。进一步地，其中在步骤1)中，所述交联剂选自二甲基丙烯酸1，4-丁二醇酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种，其用量为单体重量的0.1％-0.3％。进一步地，其中在步骤1)中，所述发泡剂选自正己烷、异戊烷、环己烷、异辛烷、甲基环己烷或正辛烷中的至少一种，其用量为单体重量的20％-30％。进一步地，其中在步骤2)中，所述水相的制备具体包括：将碱溶液中加入表面活性剂，以100-150rpm的转速搅拌5-15min使其均匀；再向其中滴加分散剂，以200-400rpm的转速高速搅拌10-12min；之后向其中加入乳化剂并以100-150rpm的转速搅拌5-10min使其均匀，得到反应水相。进一步地，其中在步骤2)中，所述碱为NaOH或KOH，其用量为单体重量的10％-15％。进一步地，其中在步骤2)中，所述表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或马来酸酐共聚物钠盐中的一种，其用量为单体重量的0.1％-0.2％。进一步地，其中在步骤2)中，所述分散剂选自FeCl2·4H2O、MgCl2·6H2O、胶体二氧化硅、磷酸镁/PVP、15％白碳黑或轻质碳酸钙的溶液中的一种，其用量为单体重量的20％-40％。进一步地，其中在步骤2)中，所述乳化剂选自氯化钠、亚硝酸钠或无水乙醇中的一种，其用量为单体重量的0.15％-6.0％。进一步地，其中在步骤3)中，所述搅拌的转速为2000-10000rpm；搅拌的时间为1-10min。进一步地，其中在步骤3)中，所述水相和油相的体积比为(2-3):1。进一步地，其中在步骤4)中，所述悬浮液水浴加热的温度为50-70℃，搅拌转速为150～400rpm，反应时间为18～22h。进一步地，其中在步骤5)中，所述后处理具体为：将酸加入到步骤4)得到的微胶囊粗产品中，调节pH值至3～4，通过磁力搅拌使酸与微胶囊粗产品上附有的分散剂的化学沉淀物充分反应后，用蒸馏水反复清洗2-5次，通风的环境中进行抽滤，40-60℃干燥3-6h，用53-150μm的筛网将团聚体和大的颗粒筛除后，得到可发泡的微胶囊。进一步地，其中在步骤5)中，所述磁力搅拌的转速为200-500rpm，时间为10-12min。进一步地，其中在步骤5)中，所述酸为36wt％-38wt％的盐酸、硫酸或硝酸。进一步地，其中在步骤6)中，所述反应体系制备具体包括：步骤5)得到的微胶囊加入去离子水中，以100-150rpm的转速搅拌5-15min使其分散均匀，得到微胶囊悬浮液；将氧化剂溶解于去离子水中，用稀盐酸调节pH值至2-3；将三氯化铁溶液加入到微胶囊悬浮液中，以150-200rpm的转速搅拌0.5-1h，得到反应体系。进一步地，其中在步骤6)中，所述氧化剂选自六水合三氯化铁、九水硫酸铁、四水合氯化锰或六水合氯化钴中的一种，其用量为单体重量的0.8％-1.5％；所述反应体系中氧化剂与单体的摩尔比为(2-3):1。进一步地，其中在步骤6)中，所述微胶囊的用量为单体重量的20％-30％。进一步地，其中在步骤6)中，所述稀盐酸的浓度为10wt％-15wt％。进一步地，其中在步骤7)中，所述导电高分子单体选自吡咯单体、噻吩单体、苯胺单体或苯乙烯单体中的一种，其用量为单体重量的0.4％-0.6％。进一步地，其中在步骤7)中，所述搅拌的转速为250-400rpm。进一步地，其中在步骤8)中，所述抽滤是通过水泵减压抽滤到-0.1至-0.08MPa实现的；所述干燥的温度为50-60℃，时间为3-5h。本专利技术还提供了一种导电型可膨胀微胶囊，其特征在于，所述导电型可膨胀微胶囊通过上述任一项的方法制得。本专利技术具有以下有益效果：本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电型可膨胀微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)油相的制备：依次在单体中加入引发剂、交联剂和发泡剂，充分搅拌使其形成混合均匀的油相；2)水相的制备：将碱溶液中加入表面活性剂，搅拌均匀；再向其中滴加分散剂，高速搅拌；之后向其中加入乳化剂并搅拌均匀，得到水相；3)悬浮聚合：将步骤2)得到的水相和步骤1)得到的油相混合，搅拌，使油相充分分散于水相中，得到分散均匀的悬浮液；4)制备微胶囊：将步骤3)得到的悬浮液水浴加热，搅拌反应，得到微胶囊粗产品；5)一次后处理：将酸加入到步骤4)得到的微胶囊粗产品中，调节pH值，搅拌，使酸与该微胶囊粗产品的分散剂的化学沉淀物充分反应后，用蒸馏水反复清洗数次，抽滤，干燥，用筛网将团聚体和大的颗粒筛除后，得到可发泡的微胶囊；6)反应体系制备：将步骤5)得到的微胶囊加入去离子水中，搅拌均匀，得到微胶囊悬浮液；之后将三氯化铁溶液加入到微胶囊悬浮液中，搅拌均匀；7)原位氧化聚合反应：将导电高分子单体加入到步骤6)得到的反应体系中，在室温下连续搅拌22～24h后终止反应；8)二次后处理：用蒸馏水重复多次清洗并对步骤7)得到的产物进行抽滤，充分干燥，即得到所述导电型可膨胀微胶囊。...

【技术特征摘要】
1.一种导电型可膨胀微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)油相的制备：依次在单体中加入引发剂、交联剂和发泡剂，充分搅拌使其形成混合均匀的油相；2)水相的制备：将碱溶液中加入表面活性剂，搅拌均匀；再向其中滴加分散剂，高速搅拌；之后向其中加入乳化剂并搅拌均匀，得到水相；3)悬浮聚合：将步骤2)得到的水相和步骤1)得到的油相混合，搅拌，使油相充分分散于水相中，得到分散均匀的悬浮液；4)制备微胶囊：将步骤3)得到的悬浮液水浴加热，搅拌反应，得到微胶囊粗产品；5)一次后处理：将酸加入到步骤4)得到的微胶囊粗产品中，调节pH值，搅拌，使酸与该微胶囊粗产品的分散剂的化学沉淀物充分反应后，用蒸馏水反复清洗数次，抽滤，干燥，用筛网将团聚体和大的颗粒筛除后，得到可发泡的微胶囊；6)反应体系制备：将步骤5)得到的微胶囊加入去离子水中，搅拌均匀，得到微胶囊悬浮液；之后将三氯化铁溶液加入到微胶囊悬浮液中，搅拌均匀；7)原位氧化聚合反应：将导电高分子单体加入到步骤6)得到的反应体系中，在室温下连续搅拌22～24h后终止反应；8)二次后处理：用蒸馏水重复多次清洗并对步骤7)得到的产物进行抽滤，充分干燥，即得到所述导电型可膨胀微胶囊。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，所述搅拌的转速为200-500rpm；搅拌的时间为10-12min；所述单体选自丙烯腈、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、N，N-二甲基丙烯酰胺或偏二氯乙烯中的至少两种。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，所述单体为两单体体系或三单体体系。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，所述两单体体系为丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯混合物，二者的摩尔比为1:1-4:1。5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，所述三单体体系为丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸甲酯混合物，三者的摩尔比为12:4:(1-3)。6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、过氧化二碳酸二环己酯或过氧化二月桂酰中的一种，其用量为单体重量的1％-3％；所述交联剂选自二甲基丙烯酸1，4-丁二醇酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种，其用量为单体重量的0.1％-0.3％；所述发泡剂选自正己烷、异戊烷、环己烷、异辛烷、甲基环己烷或正辛烷中的至少一种，其用量为单体重量的20％-30％；在步骤2)中，所述水相的制备具体包括：将碱溶液中加入表面活性剂，以100-150rpm的转速搅拌5-15min使其均匀；再向其中滴加分散剂，以200-400rpm的转速高速搅拌10-12min；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建华，孙志成，焦守政，李芙蓉，李洪娟，李路海，金旺，
申请(专利权)人：唐山开滦化工科技有限公司，北京印刷学院，
类型：发明
国别省市：河北,13