一种热膨胀微球的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种热膨胀微球的制备方法，该热膨胀微球包括热塑性树脂外壳和包封在外壳中的沸点不高于该热塑性树脂软化点的发泡剂，该制备方法包括以下步骤：在水性分散介质中，使可聚合组分在水溶性组合物的存在下悬浮聚合，聚合组分主体单体采用丙烯酸类单体组合物，聚合后形成高阻隔性和较高玻璃化转变温度的壳体，未采用剧毒的丙烯腈类单体，从而降低单体原料综合成本、提高了生产操作过程中的安全性，降低了生产周围环境的潜在污染风险。

A preparation method of thermal expansion microsphere

【技术实现步骤摘要】
一种热膨胀微球的制备方法
本专利技术涉及一种热膨胀微球的制备方法，属于悬浮聚合法制备热膨胀微球的

技术介绍
热膨胀微球的巨大膨胀能力使它在各个领域中有广泛的应用，例如，可以减轻产品的质量，改变产品的性能(比如热性能、声性能和电绝缘性能)和节约材料的用量；热膨胀微球还具有优良的耐溶剂性、耐磨性、良好的机械性能及无毒无污染等优点。目前国内外基本采用悬浮聚合法制备热膨胀微球，悬浮聚合法是合成功能高分子微球的常用方法，利用悬浮聚合法，将多种单体和发泡剂在液滴内共聚并沉淀在液滴表面，得到具有核壳结构的热膨胀微球。并且目前国内外制备热膨胀微球的悬浮聚合法基本采用剧毒的丙烯腈类为主要单体、操作安全性低、环保要求严、成本高以及工艺控制复杂。因此，有必要开发一种新颖的热膨胀微球的制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术毒性大、操作安全性低、环保要求高的不足，提供了代替丙烯腈类单体的单体组合物。为了实现本专利技术的目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供了一种热膨胀微球的制备方法，所述热膨胀微球包括热塑性树脂外壳和包封在所述外壳中的沸点不高于所述热塑性树脂软化点的发泡剂，其中，所述方法包括如下步骤：(1)油相的制备：将80-200重量份的发泡剂、100重量份的聚合组合单体组合物、0.05-5重量份的交联剂和0.01-10重量份的引发剂混合制得油相；(2)水相的制备：将0.001-2重量份的水溶性组合物、100-800重量份的水性分散介质、5-50重量份的分散稳定剂和0.005-0.03重量份的亚硝酸碱金属盐抑制剂混合制得水相；(3)热膨胀微球的制备：将步骤(1)中的油相与步骤(2)中的水相混合制得悬浮液，接着将所述悬浮液移入反应釜中，在氮气的氛围中，升温到35-105℃，反应8-20h后，干燥得到热膨胀微球。在本专利技术的一优选实施方案中，所述发泡剂为异丁烷、异戊烷、正戊烷、异己烷、异辛烷或正辛烷中的一种或多种，优选为异戊烷或异辛烷。在本专利技术的一优选实施方案中，所述聚合组合单体组合物包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、N，N二甲基丙烯酰胺或聚(乙二醇)甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种，优选包括甲基丙烯酸甲酯、N，N二甲基丙烯酰胺、聚(乙二醇)甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸六氟丁酯。在本专利技术的一更优选实施方案中，甲基丙烯酸甲酯、N，N二甲基丙烯酰胺、聚(乙二醇)甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸六氟丁酯的重量份比为8：2.5：0.2：1：0.5。在本专利技术的一优选实施方案中，所述交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、1，3-丙二醇二甲基丙烯酸酯或1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种。在本专利技术的一优选实施方案中，所述水溶性组合物包括聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基硫酸钠。在本专利技术的一优选实施方案中，所述发泡剂的重量份为23-32。在本专利技术的一优选实施方案中，所述引发剂为有机过氧化物或偶氮类化合物，优选过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酞、过氧化二癸酸、叔丁基过乙酸酯、叔丁基过月桂酸酯或偶氮二异丁腈、2，2’-偶氮双,(2，4-二甲基戊睛)及1，1’-偶氮双(环己烷-1-睛)中的一种或多种。在本专利技术的一优选实施方案中，所述水性分散介质为含电解质的水。在本专利技术的一优选实施方案中，将步骤(1)中制得的油相和步骤(2)中制得的水相通过搅拌机械剪切制成悬浮液，其中，搅拌机械剪切的转速3000-8000rpm，时间为5-45min。具体实施方式本专利技术的目的是解决现有技术毒性大、操作安全性低、环保要求高的不足，提供了代替丙烯腈类单体的单体组合物。为了实现本专利技术的目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供了一种热膨胀微球的制备方法，所述热膨胀微球包括热塑性树脂外壳和包封在所述外壳中的沸点不高于所述热塑性树脂软化点的发泡剂，其中，所述方法包括如下步骤：(1)油相的制备：将80-200重量份的发泡剂、100重量份的聚合组合单体组合物、0.05-5重量份的交联剂和0.01-10重量份的引发剂混合制得油相；(2)水相的制备：将0.001-2重量份的水溶性组合物、100-800重量份的水性分散介质、5-50重量份的分散稳定剂和0.005-0.03重量份的亚硝酸碱金属盐抑制剂混合制得水相；(3)热膨胀微球的制备：将步骤(1)中的油相与步骤(2)中的水相混合制得悬浮液，接着将所述悬浮液移入反应釜中，在氮气的氛围中，升温到35-105℃，反应8-20h，反应后得到的乳白色液体经过抽滤和去离子水洗涤后，干燥得到热膨胀微球。在本专利技术的一优选实施方案中，所述发泡剂为异丁烷、异戊烷、正戊烷、异己烷、异辛烷或正辛烷中的一种或多种，优选为异戊烷或异辛烷。在本专利技术的一优选实施方案中，所述聚合组合单体组合物包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、N，N二甲基丙烯酰胺或聚(乙二醇)甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种，优选包括甲基丙烯酸甲酯、N，N二甲基丙烯酰胺、聚(乙二醇)甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸六氟丁酯。所述聚合组合单体组合物用于聚合形成热塑性树脂的壳。在本专利技术的一更优选实施方案中，甲基丙烯酸甲酯、N，N二甲基丙烯酰胺、聚(乙二醇)甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸六氟丁酯的重量份比为8：2.5：0.2：1：0.5。在本专利技术的一优选实施方案中，所述交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、1，3-丙二醇二甲基丙烯酸酯或1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯等中的一种或多种。在本专利技术的一优选实施方案中，所述水溶性组合物包括聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基硫酸钠。在本专利技术的一优选实施方案中，所述发泡剂的重量份为23-32。在本专利技术的一优选实施方案中，所述引发剂为有机过氧化物或偶氮类化合物，优选过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酞、过氧化二癸酸、叔丁基过乙酸酯、叔丁基过月桂酸酯或偶氮二异丁腈、2，2’-偶氮双,(2，4-二甲基戊睛)及1，1’-偶氮双(环己烷-1-睛)等中的一种或多种。在本专利技术的一优选实施方案中，所述水性分散介质为含电解质的水。在本专利技术的一优选实施方案中，将步骤(1)中制得的油相和步骤(2)中制得的水相通过搅拌机械剪切制成悬浮液，其中，搅拌机械剪切的转速3000-8000rpm，时间为5-45min。对本专利技术的悬浮聚合中所用的引发剂及交联剂并无特别要求，本领域技术人员根据反应的进行和预期结果选择适合的材料和助剂即可。本专利技术制备的热膨胀微球未膨胀前的直径为15-25μm，发泡剂含量为23-32％。本专利技术采用的分散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热膨胀微球的制备方法，所述热膨胀微球包括热塑性树脂外壳和包封在所述外壳中的沸点不高于所述热塑性树脂软化点的发泡剂，其中，所述方法包括如下步骤：/n(1)油相的制备：将80-200重量份的发泡剂、100重量份的聚合组合单体组合物、0.05-5重量份的交联剂和0.01-10重量份的引发剂混合制得油相；/n(2)水相的制备：将0.001-2重量份的水溶性组合物、100-800重量份的水性分散介质、5-50重量份的分散稳定剂和0.005-0.03重量份的亚硝酸碱金属盐抑制剂混合制得水相；/n(3)热膨胀微球的制备：将步骤(1)中的油相与步骤(2)中的水相混合制得悬浮液，接着将所述悬浮液移入反应釜中，在氮气的氛围中，升温到35-105℃，反应8-20h后，干燥得到热膨胀微球。/n

【技术特征摘要】
1.一种热膨胀微球的制备方法，所述热膨胀微球包括热塑性树脂外壳和包封在所述外壳中的沸点不高于所述热塑性树脂软化点的发泡剂，其中，所述方法包括如下步骤：
(1)油相的制备：将80-200重量份的发泡剂、100重量份的聚合组合单体组合物、0.05-5重量份的交联剂和0.01-10重量份的引发剂混合制得油相；
(2)水相的制备：将0.001-2重量份的水溶性组合物、100-800重量份的水性分散介质、5-50重量份的分散稳定剂和0.005-0.03重量份的亚硝酸碱金属盐抑制剂混合制得水相；
(3)热膨胀微球的制备：将步骤(1)中的油相与步骤(2)中的水相混合制得悬浮液，接着将所述悬浮液移入反应釜中，在氮气的氛围中，升温到35-105℃，反应8-20h后，干燥得到热膨胀微球。


2.如权利要求1所述的热膨胀微球的制备方法，其中，所述发泡剂为异丁烷、异戊烷、正戊烷、异己烷、异辛烷或正辛烷中的一种或多种，优选为异戊烷或异辛烷。


3.如权利要求1所述的热膨胀微球的制备方法，其中，所述聚合组合单体组合物包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、N，N二甲基丙烯酰胺或聚(乙二醇)甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种，优选包括甲基丙烯酸甲酯、N，N二甲基丙烯酰胺、聚(乙二醇)甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸六氟丁酯。


4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘仕荣，周小三，
申请(专利权)人：运研材料科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31