一种可膨胀微球及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种可膨胀微球及其制备方法，其中，所述可膨胀微球包括以下原料组分：可聚合单体、交联剂、偶氮二异丁腈、分散剂、水相阻聚剂和发泡剂；其中，所述可聚合单体包括丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸，所述可聚合单体中，所述甲基丙烯酸甲酯的质量分数为60～70％，所述甲基丙烯酸的质量分数为6～9％，通过对原料组分的设计，使制得的可膨胀微球能够具有较高的起始膨胀温度，耐热性能较好；同时，丙烯腈的添加量较少，从而使其在应用过程中不容易黄变和破裂。容易黄变和破裂。容易黄变和破裂。

【技术实现步骤摘要】
一种可膨胀微球及其制备方法


[0001]本专利技术涉及发泡材料
，特别涉及一种可膨胀微球及其制备方法。

技术介绍

[0002]可膨胀微球是一种以热塑性聚合物为壳和以可膨胀物质为核所构成的具有核壳结构的微球体。其中，可膨胀物质通常为沸点不高于热塑性聚合物的软化温度的液体。常温下，微球外壳坚硬，粒子微小；受热时，当加热温度高于壳体(即热塑性聚合物)的玻璃化转化温度时，壳内气体压力增加并且热塑性外壳软化，致使微球膨胀，体积明显增大；当冷却后，聚合物外壳不回缩，即微球的体积仍然保持在膨胀后的状态。膨胀开始时的温度被称为T
开始
，而达到最大膨胀时的温度被称为T
最大
。
[0003]由于可膨胀微球本身特殊的结构赋予可膨胀微球良好的发泡性能，被广泛应用于热塑性树脂、橡胶或热塑性弹性体的发泡加工。但是，热塑性树脂，如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、热塑性聚氨酯等的发泡加工，需要在较高的温度下(160～200℃)操作，且操作所需时间较长。而目前的可膨胀微球的T
开始
温度较低，也即耐热性较差；此外，丙烯腈含量较高，导致可膨胀微球在树脂发泡加工过程中，容易黄变和破裂，从而限制了其应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提出一种可膨胀微球及其制备方法，旨在解决现有可膨胀微球容易黄变和破裂的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出一种可膨胀微球，所述可膨胀微球包括以下原料组分：
[0006]可聚合单体、交联剂、偶氮二异丁腈、分散剂、水相阻聚剂和发泡剂；
[0007]其中，所述可聚合单体包括丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸，所述可聚合单体中，所述甲基丙烯酸甲酯的质量分数为60～70％，所述甲基丙烯酸的质量分数为6～9％。
[0008]可选地，所述发泡剂包括异辛烷、异戊烷、正辛烷、正己烷和正戊烷中的至少一种。
[0009]可选地，所述水相阻聚剂包括亚硝酸钠。
[0010]可选地，所述可聚合单体、交联剂、偶氮二异丁腈、分散剂、水相阻聚剂和发泡剂之间的质量比为80：0.1～0.2：1～3：5～10：0.4～0.5：20～30。
[0011]可选地，所述交联剂包括三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
[0012]可选地，所述分散剂包括氢氧化镁、二氧化硅、氢氧化钙、氢氧化钡和氢氧化镍中的至少一种。
[0013]进一步地，本专利技术还提出一种如上所述的可膨胀微球的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
[0014]依次加入可聚合单体、交联剂、发泡剂和偶氮二异丁腈并混合均匀，得到油相组合物；
[0015]将水、无机盐和酒精混合均匀后，向其加入中性硅溶液、分散剂和水相阻聚剂，得
到水相组合物；
[0016]将所述油相组合物与所述水相组合物混合并搅拌均匀，得到悬浮液；
[0017]将所述悬浮液在氮气氛围下，于60～65℃下悬浮聚合反应8～13h，得到可膨胀微球。
[0018]可选地，所述水、盐、酒精、中性硅溶液和分散剂之间的质量比为300：70～80：25～35：1～2：5～10。
[0019]可选地，所述水相组合物与所述油相组合物的质量比为10～14：3。
[0020]可选地，在所述将所述油相组合物与水相组合物混合并搅拌均匀，得到悬浮液的步骤中：
[0021]所述搅拌的搅拌速率为4000～7000rpm，搅拌时间为5～12min。
[0022]本专利技术提供的技术方案中，通过以可聚合单体、交联剂、偶氮二异丁腈、分散剂、水相阻聚剂和发泡剂为原料，其中，所述可聚合单体包括丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸，且所述甲基丙烯酸甲酯的质量分数为60～70％，所述甲基丙烯酸的质量分数为6～9％，使制得的可膨胀微球能够具有较高的起始膨胀温度，耐热性能较好；同时，丙烯腈的添加量较少，从而使其在应用过程中不容易黄变和破裂。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0024]图1为本专利技术提出的可膨胀微球的制备方法的一实施例的流程示意图。
[0025]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0027]另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]热塑性树脂，如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、热塑性聚氨酯等的发泡加工，需要在较高的温度下(160～200℃)操作，且操作所需时间较长。而目前的可膨胀微球的T
开始
温度较低，也即耐热性较差；此外，丙烯腈含量较高，导致可膨胀微球在树脂发泡加工过程中，容易黄变和破裂，从而限制了其应用。
[0029]鉴于此，本专利技术提出一种可膨胀微球，在一实施例中，所述可膨胀微球包括以下原料组分：可聚合单体、交联剂、偶氮二异丁腈、分散剂、水相阻聚剂和发泡剂；
[0030]甲基丙烯酸(MAA)单体制得的聚合物的玻璃化转变温度较高，但其在水中的溶解度很大，聚合初期会向水相扩散，界面张力和反应液滴粘弹性发生变化，会影响制得的可膨胀微球的形貌，从而影响其性能。在本实施例中，所述可聚合单体中，所述甲基丙烯酸的质量分数为6～9％，所述甲基丙烯酸甲酯的质量分数为60～70％，可以理解的是，所述丙烯腈的质量分数为21～34％。而甲基丙烯酸甲酯的溶解度低于甲基丙烯酸，通过添加适量的甲基丙烯酸，使制得的微球内都包覆了发泡剂，且核壳结构完整，从而具有较好的膨胀性能；同时，耐热性好。
[0031]通过以偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发剂，能引发水相聚合生成次级聚合物粒子，吸附于微球表面，同时能加速聚合过程中相分离过程，有利于形成核壳结构微球。
[0032]通过添加水相阻聚剂，能适当的抑制水相聚合，从而避免微球的表面吸附较多细小的聚合物碎屑，使制得的核壳结构的可膨胀微球的表面光滑。
[0033]本专利技术提供的技术方案中，通过以可聚合单体、交联剂、偶氮二异丁腈、分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可膨胀微球，其特征在于，包括以下原料组分：可聚合单体、交联剂、偶氮二异丁腈、分散剂、水相阻聚剂和发泡剂；其中，所述可聚合单体包括丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸，所述可聚合单体中，所述甲基丙烯酸甲酯的质量分数为60～70％，所述甲基丙烯酸的质量分数为6～9％。2.如权利要求1所述的可膨胀微球，其特征在于，所述发泡剂包括异辛烷、异戊烷、正辛烷、正己烷和正戊烷中的至少一种。3.如权利要求1所述的可膨胀微球，其特征在于，所述水相阻聚剂包括亚硝酸钠。4.如权利要求1所述的可膨胀微球，其特征在于，所述可聚合单体、交联剂、偶氮二异丁腈、分散剂、水相阻聚剂和发泡剂之间的质量比为80：0.1～0.2：1～3：5～10：0.4～0.5：20～30。5.如权利要求1所述的可膨胀微球，其特征在于，所述交联剂包括三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。6.如权利要求1所述的可膨胀微球，其特征在于，所述分散剂包括氢氧化镁、二氧化硅、氢氧化钙、氢氧化钡和氢氧化镍中的至少一种。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：崔宾，
申请(专利权)人：崔宾，
类型：发明
国别省市：