非飞散性塑料微球的制备方法技术

通过使已加热到低于其发泡开始温度的温度的未发泡的、可发泡的塑料微球和已加热到至少等于可发泡塑料微球的发泡开始温度的温度的湿润剂与气体的混合物进行彼此接触以引起可发泡塑料微球进行发泡，该混合物接着冷却获得的发泡的塑料微球。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术涉及制造塑料微球(下文简称为“微球”)的方法，其可防止微球飞散并将其用于各种颜料、建筑材料、塑料和类似物中作为填充剂以降低其重量。特别应说明的是，由于发泡的微球较轻、具有明显飞散趋势并因此难以处理，因此通常发泡的微球要进行非飞散性处理后再使用。虽然它们还伴随有各种问题，但是其处理性和类似性能并不令人满意。本专利技术涉及一种生产具有良好处理性的非飞散性微球的方法。相关技术说明通常将微球装在容器如塑料袋或容器袋内。当从这样的容器中取出微球加入到基料如涂料时，由于重量非常轻，因此它们向空中飞散。在搅拌混合时，它们上升到基料的表面，因而要将其均匀加入基料内并与基料混合则需要相当长的时间。因此微球是一种极其难以处理的材料。为了解决这些问题，已经采取各种措施，例如一种向微球添加湿润剂(JP4-71664A)的方法和一种使无机填充剂沉积在微球的表皮或外壳上的方法。前一种方法是通过湿润剂如增塑剂使微球具有非飞散性，而后一种方法通过在可发泡微球(该微球未发泡并填充有发泡剂)的表皮或外壳上固定无机填充剂或类似物，然后产生未发泡微球而使微球非飞散。具有固定在表皮或外壳上的无机填充剂的微球具有这样的缺点，使得其破坏强度降低，并且，获得非飞散性是以牺牲其欲减轻重量的材料的性能为代价的。还提供另一种方法，例如包括JP 4-178442和JP 7-196813 A的方法。这些方法中每个方法的特征是使可发泡微球在湿润剂中进行发泡。根据前一种方法，将具有分散在增塑剂中的可发泡微球的稀浆(slurry)加热以使可发泡微球发泡，随后根据需要用新加入的增塑剂来冷却发泡的微球，去除增塑剂的过量部分以获得湿微球。另一方面，根据后一种方法，由已加热到接近可发泡微球开始发泡的温度的可发泡微球和增塑剂构成的浆料和已加热到可发泡微球开始发泡的温度的湿润剂(不含有可发泡微球)进行混合以使可发泡微球立即发泡，并将这样发泡的微球冷却以获得湿微球。将更详细说明这些通常方法。公开在JP4-178442 A的方法包括将稀浆形式的可发泡微球分散在湿润剂中，加热稀浆直到发泡以使可发泡微球发泡，添加用于冷却目的增塑剂，最后去除多余部分的增塑剂以获得湿微球。与上述方法有关的问题是，由于加热发泡时可发泡微球中的那些较早发泡的热传导性变得极低，因此阻止了可发泡微球的加热而产生下面的状态，其中处于未发泡形式的可发泡微球和过发泡微球存在于混合状态，因此难以获得均匀微球。还存在其它问题，即在冷却步骤中，热去除效率过低而不能实现均匀冷却。通过湿润剂的去除步骤而获得非飞散性微球。微球具有大表面积，并且湿润剂是粘性的，非常难以有效地将湿润剂去除到目标水平。因此，即使在去除湿润剂后，也会有过量湿润剂留在微球表面上。这导致严重的处理问题，如微球具有显著粘性并趋于形成附聚块。另一方面，公开在JP7-196813 A中的方法包括在发泡前即刻预加热浆料，其中可发泡微球分散在湿润剂中；使如此预加热的稀浆和湿润剂彼此进行接触，立即进行完全发泡作为发泡所需的热源的湿润剂已被加热到高于发泡的温度；接着在空气中立即冷却这样发泡的微球以获得呈阻止其飞散的形态的微球。该过程没有作为前一种方法的缺点之一的损害热传导的因素或原因，因此可以避免局部过热。此外，由于使用很小比例的湿润剂，因此便于冷却。因此可以避免可发泡微球的异常发泡和破坏微球，否则由于微球爆裂而破坏微球。此外，可以减少微球本身熔融附聚的发生。但是，该过程的问题在于，由于形成可发泡微球的树脂壳会在湿润剂中预热时受到溶胀，要强行限制湿润剂和构成可发泡微球的树脂的结合，在低于发泡开始温度的温度下进行预热以避免树脂外壳的溶胀。当预热温度降低时，有必要升高作为热源的湿润剂的温度或增大要使用的湿润剂的量。由于在前一种方法中从因加热湿润剂变质或安全考虑，和由于在后一种方法中需要使用大量湿润剂，该湿润剂的使用量显然高于有效防止微球飞散所需的量。结果，微球具有很强的粘性并趋于形成附聚块，因此带来麻烦或处理问题。为使工业上可用的可发泡微球在湿润剂中形成高流动性的稀浆，湿润剂的使用量通常按1.5至3倍于可发泡微球的重量。对于这种分散的稀浆，作为使可发泡微球发泡的热源的加热的湿润剂用量大体上是以相同重量，加入发泡的可发泡微球，从而获得非飞散性微球。当作为发泡热源的湿润剂必须同时加热构成分散稀浆的湿润剂时，作为发泡热源的该湿润剂的加入量必须足以提供可发泡微球发泡基本所需量的多倍以上的热量。因此，作为热源的湿润剂的用量至少3倍、通常大约5倍于可发泡微球的重量。这意味着，以大于需要防止微球飞散的量使用湿润剂。因此产生的微球具有很强粘性，由此带来麻烦或处理问题。此外，过量使用湿润剂还在冷却步骤中带来麻烦。需特别说明的是，构成微球外壳的树脂在发泡后处于软化状态。因此外壳本身经历熔融附聚以形成大附聚块。当添加到涂料或类似物时，这些附聚块带来麻烦并上升到表面上。使用该颜料时，有必要首先去除这种附聚块。即使试图去除这种附聚块，由于粘性，过筛效率很差，产生了几乎不能在工业上实现这样的去除的问题。专利技术概述本专利技术的目的在于提供一种非飞散性微球的生产方法，该方法不存在上述那些生产中的问题、由采用湿润剂防止其飞散的微球粘性过大带来的自动测量和包装工作中的困难以及其它使用时处理中的问题，例如，在发泡微球的装料工作中，在所使用的装置上的沉积物、测量装置中的故障、所使用装置和生产环境的结垢和污染。为实现上述目的，本专利技术人进行了大量的研究工作。结果发现，可以通过只预热可发泡微球并使用作为可发泡微球的发泡热源的湿润剂与气体的加热混合物来达到本专利技术目的，从而实现本专利技术。本专利技术的上述目的可以通过下面将要说明的本专利技术来实现。需特别说明的是，本专利技术提供一种用于生产非飞散性塑料微球的方法，其中包括使已加热到低于其发泡开始温度的温度的未发泡的可发泡塑料微球和已加热到至少等于所述可发泡塑料微球的所述发泡开始温度的湿润剂与气体的混合物彼此进行接触以便引起所述可发泡塑料球进行发泡，接着冷却产生的发泡塑料微球。通过湿润剂的粘性而使微球松散附聚的湿润剂的作用，从而致使微球非飞散性。获得非飞散性所需要的湿润剂的量基本上不随着与微球发泡率无关的微球的重量比例而不同，因为具有高发泡率的微球具有大表面积并且重量较轻，而具有低发泡率的微球具有小表面积并且重量较重。因此，换句话说，湿润剂的种类、其粘性程度对要使用的湿润剂的量有很大影响。例如，对于具有0.02的真比重和130微米或类似的平均微粒大小微球的重量100份，当按重量计的约20至100分比例使用时，湿润剂如DINP(增塑剂邻苯二甲酸二异壬酯)可以使微球获得足够的非飞散性。总之，按重量计时，湿润剂的上限要求为300份或更低。因此本专利技术方法可以通过使用具有大体上小于普通方法用量的湿润剂来使微球获得非飞散性，并且可以解决普通方法处理中的问题。当将用普通方法生产的微球添加到涂料、墨水、密封胶和类似物中时，由于包含有很大比例的湿润剂，因此微球对涂料、墨水、密封胶和类似物的物理性能产生影响。本专利技术的方法还可以降低这种影响。本专利技术可以降低湿润剂用量，并且还能提供改善处理性能的非飞散性微球。由本专利技术方法获得的微球具有的优点是，由于包含较小比例的湿润剂，因此使其应用不受限本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产非飞散性塑料微球的方法，其中包括使已加热到低于其发泡开始温度的温度的未发泡的可发泡塑料微球和已加热到至少等于所述可发泡塑料微球的所述发泡开始温度的湿润剂与气体的混合物彼此进行接触以引起所述可发泡塑料微球进行发泡，接着冷却所产生的发泡塑料微球。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：重森义浩，斋藤修，薄井善裕，
申请(专利权)人：大日精化工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]