一种三维交联可溶的聚合物微凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及了一种三维交联可溶的聚合物微凝胶及其制备方法，将含有乙烯基的单体、无水金属卤化物催化剂一起加入到溶剂中混匀，置于反应釜中密封，在高于溶剂沸点且在80‑95℃的水浴温度下，反应2‑48小时，反应完成后，所得产物经洗涤、离心沉淀、干燥后，即得到三维交联可溶的聚合物微凝胶，其中，所述催化剂与含有乙烯基的单体的重量比为(2‑100)∶100；所述含有乙烯基的单体与溶剂的体积比为(0.5‑10)∶100。本发明专利技术的一种三维交联可溶的聚合物微凝胶及其制备方法，制备过程简单，反应条件安全可靠，反应迅速，微凝胶的收率高达75％，远高于自由基溶液聚合方法所获得的微凝胶收率，易于工业化大生产。

A three dimensional crosslinked soluble polymer microgel and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种三维交联可溶的聚合物微凝胶及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，特别是涉及一种三维交联可溶的聚合物微凝胶及其制备方法。
技术介绍
微凝胶(microgel)是一类三维交联可溶的聚合物材料。微凝胶既具有三维交联的结构，从而在一定条件下，具有较好的物理和化学稳定性，同时也可以“溶解”在一定的溶剂中，便于加工成各种器件，以利于大规模工业化制造。因此，微凝胶广泛应用于涂料、吸附剂、催化剂载体和传感器件等众多领域。近年来，太阳能电池丝网印刷的要求不断提高，为了提高太阳能电池的转换效率，细线印刷需要不断的减少细栅烧结后的宽度，就需要提高太阳能电池银浆的过墨性，微凝胶的加入，会大大提高银浆的过墨性。目前，微凝胶的制备方法主要包括乳液聚合与溶液聚合。乳液聚合需要大量的表面活性剂来稳定聚合过程中液滴的尺寸，在聚合完成后，这些表面活性剂通常难以除去，有可能影响到产物的性能。溶液聚合体系相对比较简单，一般只含有单体、溶剂和引发剂，因此所得产物较为纯净。然而，在自由基稀溶液聚合中，由于单体转化率较低，微凝胶的收率通常较低(低于30％)，制约了微凝胶的大规模生产。
技术实现思路
本专利技术提供了一种三维交联可溶的聚合物微凝胶及其制备方法，制备过程简单，反应条件安全可靠，反应迅速，微凝胶的收率高达75％，远高于自由基溶液聚合方法所获得的微凝胶收率，易于工业化大生产。本专利技术提供了一种三维交联可溶的聚合物微凝胶的制备方法，具体是按以下步骤进行的：将含有乙烯基的单体、无水金属卤化物催化剂一起加入到溶剂中混匀，置于反应釜中密封，在高于溶剂沸点且在80-95℃的水浴温度下，反应2-48小时，反应完成后，所得产物经洗涤、离心沉淀、干燥后，即得到粒径分布在50-300nm的三维交联可溶的聚合物微凝胶，其中，所述催化剂与含有乙烯基的单体的重量比为(2-100)∶100；所述含有乙烯基的单体与溶剂的体积比为(0.5-10)∶100。优选地，所述含有乙烯基的单体包括但不限于二乙烯基苯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸苄酯、苯乙烯和2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基甲基丙烯酸酯中的一种或其中几种任意比例的组合物。优选地，所述无水金属卤化物催化剂包括但不限于无水氯化铁、溴化银、氟化钙。优选地，所述溶剂包括但不限于二氯乙烷、乙腈、异丙醇、四氢呋喃。优选地，所述反应时间为4-6小时。优选地，所述含有乙烯基的单体与溶剂的体积比为(0.8-1.5)∶100。优选地，所述催化剂与含有乙烯基的单体的重量比为(5-20)∶100。本专利技术还提供了一种三维交联可溶的聚合物微凝胶，由上述任一所述的制备方法制得。本专利技术的优点：本专利技术的一种三维交联可溶的聚合物微凝胶及其制备方法，制备过程简单，反应条件安全可靠，反应迅速，微凝胶的收率高达75％，远高于自由基溶液聚合方法所获得的微凝胶收率，易于工业化大生产。具体实施方式为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例对本专利技术做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不对本专利技术的保护范围构成限定。实施例一本实施例提供了一种三维交联可溶的聚合物微凝胶，由3mL二乙烯基苯单体、0.15g无水三氯化铁、300mL四氢呋喃制备而成。制备方法：将3mL二乙烯基苯单体、0.15g无水三氯化铁、300mL四氢呋喃在冰水浴的条件下混溶，而后加入至不锈钢反应釜的聚四氟乙烯内衬中，密封；然后置于水浴中，水浴温度设置为88℃，反应6小时，反应完成后，用异丙醇洗涤、离心沉淀、干燥后，即得到粒径分布在50-300nm的三维交联可溶的聚二乙烯基苯微凝胶，产率为75％，可溶于常规的有机溶剂。实施例二本实施例提供了一种三维交联可溶的聚合物微凝胶，由3mL甲基丙烯酸甲酯单体、0.6g溴化银、300mL乙腈制备而成。制备方法：将3mL甲基丙烯酸甲酯单体、0.6g溴化银、300mL乙腈在冰水浴的条件下混溶，而后加入至不锈钢反应釜的聚四氟乙烯内衬中，密封；然后置于水浴中，水浴温度设置为90℃，反应5小时，反应完成后，用乙醇洗涤、离心沉淀、干燥后，即得到粒径分布在50-300nm的三维交联可溶的聚甲基丙烯酸甲酯微凝胶，产率为73％，可溶于常规的有机溶剂。实施例二本实施例提供了一种三维交联可溶的聚合物微凝胶，由3mL甲基丙烯酸甲酯单体、0.6g溴化银、300mL乙腈制备而成。制备方法：将1.5mL甲基丙烯酸甲酯单体、1.5mL甲基丙烯酸正丁酯单体、0.55g氯化银、300mL乙腈在冰水浴的条件下混溶，而后加入至不锈钢反应釜的聚四氟乙烯内衬中，密封；然后置于水浴中，水浴温度设置为90℃，反应4小时，反应完成后，用异丙醇洗涤、离心沉淀、干燥后，即得到粒径分布在50-300nm的三维交联可溶的甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸正丁酯共聚物微凝胶，产率为71％，可溶于常规的有机溶剂。以上实施例的聚合物微凝胶及其制备方法，制备过程简单，反应条件安全可靠，反应迅速，微凝胶的收率可高达75％，远高于自由基溶液聚合方法所获得的微凝胶收率，易于工业化大生产。上述实施例不应以任何方式限制本专利技术，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维交联可溶的聚合物微凝胶的制备方法，其特征在于：具体是按以下步骤进行的：将含有乙烯基的单体、无水金属卤化物催化剂一起加入到溶剂中混匀，置于反应釜中密封，在高于溶剂沸点且在80‑95℃的水浴温度下，反应2‑48小时，反应完成后，所得产物经洗涤、离心沉淀、干燥后，即得到粒径分布在50‑300nm的三维交联可溶的聚合物微凝胶，其中，所述催化剂与含有乙烯基的单体的重量比为(2‑100)∶100；所述含有乙烯基的单体与溶剂的体积比为(0.5‑10)∶100。

【技术特征摘要】
1.一种三维交联可溶的聚合物微凝胶的制备方法，其特征在于：具体是按以下步骤进行的：将含有乙烯基的单体、无水金属卤化物催化剂一起加入到溶剂中混匀，置于反应釜中密封，在高于溶剂沸点且在80-95℃的水浴温度下，反应2-48小时，反应完成后，所得产物经洗涤、离心沉淀、干燥后，即得到粒径分布在50-300nm的三维交联可溶的聚合物微凝胶，其中，所述催化剂与含有乙烯基的单体的重量比为(2-100)∶100；所述含有乙烯基的单体与溶剂的体积比为(0.5-10)∶100。2.根据权利要求1所述的一种三维交联可溶的聚合物微凝胶的制备方法，其特征在于：所述含有乙烯基的单体包括但不限于二乙烯基苯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸苄酯、苯乙烯和2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基甲基丙烯酸酯中的一种或其中几种任意比例的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宝军，丁兴隆，白少勇，
申请(专利权)人：苏州柏特瑞新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32