一种微胶囊、制备方法及应用和聚氨酯胶膜技术

本发明专利技术提供一种微胶囊，包括囊壁和囊芯，所述囊芯包埋于所述囊壁内，形成单层包覆的微囊结构；所述囊壁包括改性脲醛树脂和增粘剂；所述囊芯包括催化剂和交联剂。其中，所述增粘剂与所述脲醛树脂的摩尔比为1:10～1:40；所述交联剂为含有

【技术实现步骤摘要】
一种微胶囊、制备方法及应用和聚氨酯胶膜


[0001]本专利技术涉及微胶囊
，具体地，涉及一种微胶囊及其制备方法及应用和聚氨酯胶膜。

技术介绍

[0002]微胶囊技术是指利用天然的或合成的高分子材料将目的物包覆于其中形成的直径从几到几百微米乃至上千微米的核壳结构的微小容器。就目的物本身而言其性质基本不变。高分子材料包封住目的物，制成微胶囊，然后将所制得的微胶囊通过加热、加压或辐射等手段使微胶囊皮材破裂，定时释放出被包囊的物质，施于被应用的基材上实现预设功能。
[0003]在主链上含有基团的高聚物称为聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯。它是由多元异氰酸酯和多元端羟基化合物通过逐步加成聚合而得的，高聚物的化学组成与单体的化学组成相同。聚氨酯高分子具有的高的极性、良好的稳定性以及其聚合物链之内的部分结晶的结构使其在难以胶粘的表面上也非常好的附着特性使其在胶粘剂领域具有广泛的应用。随着胶粘技术的发展，胶粘连接的要求变得越来越高，传统工艺中的胶带使用范围受限推动了基于聚氨酯的、可热活化的反应性的胶膜或微胶囊的应用技术的发展，基于聚氨酯的潜在反应型微胶囊技术也成为本领域技术人员关注的重点。潜在反应型微胶囊技术一方面与水性聚氨酯混合后能够提供单组分体系，并能够直接使用，无需应用前混合等待直至最终硬化的适用期。另一方面借助于潜在反应性能，含有固化剂的微胶囊分散于水性聚氨酯中，涂布于离型膜上，烘干后形成双面的聚氨酯胶膜，使用前将微胶囊破壁后固化剂与聚氨酯进行交联反应的实现粘结作用。
[0004]因此，基于微胶囊的聚氨酯胶膜在使用方法上具有极大的优势。在室温中，水性聚氨酯和微胶囊的混合体系能够保持贮存稳定，将混合体系涂布在离型纸上烘干即可得到聚氨酯胶膜。在使用时仅需要将聚氨酯胶膜置于两个基材表面之间，其中使聚氨酯胶膜分别与两个基材表面接触，然后通过热压法即可实现快速固化。显而易见地，使用过程前能够将胶粘剂应用和胶粘连接的处于不同的状态，在时间和空间上分开，大大增加了使用的便利性。
[0005]但是现有技术中，微胶囊的囊壁在实际受热破裂时破裂程度并不能保持均一、平衡状态，导致包埋于胶囊内的固化剂或交联剂移动困难，部分固化剂甚至无法从胶囊中脱出，基材表面表现出了交联剂粘性不均匀的现象。其主要原因在于，微胶囊的囊壁脆性不足，受热压作用时不能快速破裂，或韧性过高，受热压作用无法完全破裂等。因此对于微胶囊的囊壁的性能优化时解决上述技术问题的关键。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本申请的目的在于提供一种微胶囊及其制备方法，采用本专利技术技术方
案，在微胶囊具有一定的刚性和脆性双重特点，微胶囊能够快速、均匀地破裂与聚氨酯基膜发生交联反应，提高微胶囊的破裂率接近100%，充分提高了微胶囊作为潜在型固化剂与聚氨酯交联反应使用的利用率，且囊壁破裂均匀，能够有效避免固化剂于聚氨酯交联后，基材表面的粘度均匀性。
[0007]为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案。
[0008]一种微胶囊，包括囊壁和囊芯，所述囊芯包埋于所述囊壁内，形成单层包覆的微囊结构；所述囊壁包括改性脲醛树脂和增粘剂；所述囊芯包括催化剂和交联剂。具体地，所述微胶囊的粒径为10~40微米。该粒径能够满足其在使用过程中的粘结性能要求，同时能将微胶囊破裂后囊壁碎片对粘接强度的影响降至最低，有效地节约了成本。
[0009]其中，以脲醛树脂计，所述增粘剂与所述改性脲醛树脂的摩尔比为1:10～1:40；所述交联剂为含有
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NCO基团的酯类；所述催化剂为有机锡催化剂，包括但不限于二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡或辛酸亚锡等。进一步地，所述含有
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NCO基团的酯类为异氰酸酯类有机物。所述异氰酸酯类有机物为二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、4,4 '
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二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）中的一种或多种。优选地，所述增粘剂为无羟基山梨醇衍生物。
[0010]进一步地，所述改性脲醛树脂通过氧化锌和硅烷偶联剂进行改性得到氧化锌
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g
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脲醛树脂；氧化锌
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g
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脲醛树脂中，氧化锌含量为5
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25wt%，硅烷偶联剂含量为1~5wt%。其中，氧化锌的粒径为1~3微米；所述硅烷偶联剂为KH570、KH550或KH560中的任一种。
[0011]进一步地，所述无羟基山梨醇衍生物中，山梨醇衍生物包括1,3
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2,4
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二亚（对乙基）苄基山梨醇、二（3,4
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二甲基二苄叉）山梨醇、1,3
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2,3
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二亚（对乙基）苄基山梨醇中任一种。
[0012]进一步地，所述无羟基山梨醇衍生物的制备方法，包括如下步骤：（1）将山梨醇衍生物、氢氧化钠和四丁基溴化铵溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺溶剂之中，搅拌均匀得到混合液；（2）再步骤（1）得到的所述混合液中加入环氧氯丙烷，环氧氯丙烷与山梨醇衍生物的摩尔比为2~3:1；（3）过滤、洗涤、除杂、干燥，即可得到所述无羟基山梨醇衍生物。
[0013]为实现另一个技术目的，本专利技术还提供了上述微胶囊的制备方法，包括以下步骤：S1.称取甲醛、尿素混合反应得到脲醛树脂预聚体；S2.将脲醛树脂预聚体、硅烷偶联剂和氧化锌混合，搅拌均匀得到氧化锌
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g
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脲醛树脂；S3.将氧化锌
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g
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脲醛树脂、增粘剂分散于水中，搅拌后作为水相；S4.将交联剂、催化剂、稳定剂、乳化剂溶于有机溶剂中，搅拌后作为油相；S5.将水相和油相按照50/50的质量比混合，并进行搅拌以形成稳定的水包油乳液，得到预产物；S6.对所述预产物进行固化处理得到所述微胶囊。
[0014]进一步地，S1中，尿素/甲醛的摩尔比为1:1.5~2。
[0015]S3中，分散的时间为10~25min，搅拌速度为600~800转/分钟。
[0016]S4中，所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠；所述稳定剂为聚乙烯醇或聚乙二醇；所述
有机溶剂为在二氯甲烷；所述催化剂为二丁基锡二月桂酸酯、二醋酸二丁基锡或辛酸亚锡；所述交联剂为含有
‑
NCO基团的酯类，含有
‑
NCO基团的酯类为异氰酸酯类有机物，具体地，可以为二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、4,4 '
‑
二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）中的一种或多种。
[0017]S6中，所述固化处理包括将乳液升温至35℃，以800r/min搅拌，用0.5mol/L HCl溶液调整体系至pH=2，再逐渐升温至60℃，固化2h。
[0018]采用上述的技术方案，将制备得到的微胶囊作为潜伏反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微胶囊，其特征在于，包括囊壁和囊芯，所述囊芯包埋于所述囊壁内，形成单层包覆的微囊结构；所述囊壁包括改性脲醛树脂和增粘剂；所述囊芯包括催化剂和交联剂；其中，以脲醛树脂计，所述增粘剂与所述改性脲醛树脂的摩尔比为1:10～1:40；所述交联剂为含有
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NCO基团的酯类；所述催化剂为有机锡催化剂；所述增粘剂为无羟基山梨醇衍生物。2.根据权利要求1所述的微胶囊，其特征在于，所述改性脲醛树脂为氧化锌
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g
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脲醛树脂，通过氧化锌和硅烷偶联剂进行改性得到；氧化锌
‑
g
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脲醛树脂中，氧化锌含量为5
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25wt%，硅烷偶联剂含量为1~5wt%。3.根据权利要求2所述的微胶囊，其特征在于，氧化锌的粒径为1~3微米。4.根据权利要求2所述的微胶囊，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH570、KH550或KH560中的任一种。5.根据权利要求1
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4任一项所述的微胶囊，其特征在于，所述无羟基山梨醇衍生物中，山梨醇衍生物为1,3
‑
2,4
‑
二亚（对乙基）苄基山梨醇、二（3,4
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二甲基二苄叉）山梨醇、1,3
‑
2,3
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二亚（对乙基）苄基山梨醇中任一种。6.根据权利要求5所述的微胶囊，其特征在于，所述无羟基山梨醇衍生物的制备方法，包括如下步骤：（1）将山梨醇衍生物、氢氧化钠和四丁基溴化铵溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺溶剂之中，搅拌均匀得到混合液；（2）在步骤（1）得到的所述混合液中加入环氧氯丙烷，环氧氯丙烷与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文阳，汪义方，
申请(专利权)人：苏州高泰电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：