一种可控温度微球发泡剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种可控温度微球发泡剂及其制备方法与应用。所述可控温度微球发泡剂包含包材及位于包材内部的芯材，以脲醛树脂为包材，以三氮烯聚合物为芯材，发泡温度可以精准控制，发泡起始温度为220℃，在低温作业中，无需担心由于包材的破损导致微球失效，避免了现有技术中残留溶剂影响产品性能的弊端，发泡温度与PVC的熔点接近一致，发泡均匀性优良，产品纯度高、无残留，具有优异的膨胀性能。具有优异的膨胀性能。具有优异的膨胀性能。

【技术实现步骤摘要】
一种可控温度微球发泡剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及发泡材料制备
，具体涉及一种可控温度微球发泡剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]发泡材料是指材料制备过程中，基体材料加入发泡剂，同时添加一些助剂，通过挤出发泡、注塑发泡等技术，使基体内部充满泡孔。由于有大量的微小气泡分布在塑料基体中，使发泡材料有密度小、吸音、减震和保温等优良性能，同时也节约了成分和资源。常见的发泡材料有聚氨酯发泡材料、聚氯乙烯发泡材料和橡胶发泡材料等。
[0003]发泡剂是指在发泡材料加工过程中受热放出大量气体，使基体材料形成泡孔结构而添加的一类助剂，是发泡材料发泡的关键成分。发泡剂主要分为化学发泡剂和物理发泡剂，化学发泡剂又分为无机发泡剂和有机发泡剂，无机发泡剂具有产生的气泡稳定、细腻等优点，但在基体中分散性较差，应用范围较小，主要用在聚氯乙烯和聚苯乙烯等低发泡材料中，有机发泡剂发展快、种类多，在基体中分散性好、气泡均匀细腻、分散温度可控，发泡效率高，但有机发泡剂在发泡中会急速放热分解，致使泡孔不均一。物理发泡剂是指通过其物理状态发生变化产生气体，从而使基体材料产生多孔结构的一类发泡剂，具有发泡工艺简单，成本低的特点。
[0004]微胶囊是一种由壁材包裹芯材组成的微小粒子，壁材一般是天然或合成的高分子材料，芯材为气体、液体或固体。20世纪30年代，美国学者Wurster首次利用悬浮法制备了空气的微胶囊，并将该方法成功应用到了药物制备中，随着科技不断创新，微胶囊技术在以后几十年的时间里迅速发展，并广泛应用于医药、化工、食品和化妆等领域。微胶囊发泡剂是物理发泡剂的一种，其壁材一般为热塑性聚合物，芯材为低沸点的有机溶剂，微胶囊发泡剂的应用非常广泛，最主要的是用作发泡剂减轻材料的密度，除此之外也可以用作添加剂。微胶囊发泡剂发泡均匀、细腻，与单纯的气体发泡剂制备的发泡材料相比，在强度、力学等性能方面有很大的优势。
[0005]专利CN112574465A提出了一种含化学发泡剂的可膨胀微球及其制备方法，解决了可膨胀微球在一段时间后发泡剂泄露的问题，但其发泡均匀性有待进一步提高。专利US20110123807A1提供了一种具有核壳结构的热膨胀型发泡微球的制备方法，以发泡剂为核，以长链交联剂为壳，增加了单体和发泡剂混合物的粘度，制备出的热膨胀型微球具直径均匀，但因为丙烯酸酯类长链交联剂的加入，缩小了稳泡温度范围。专利US7931967B2提供了一种热膨胀型微球，壳层包括可聚合单体共聚物与有机硅化合物，因为有机硅官能团的加入避免了发泡微球粒子在制备过程及发泡过程中产生的团聚问题，但液增加了制备成本，影响丙烯酸酯单体的聚合反应和微球表面键合的无机粒子影响微球的纯度。
[0006]因此，为了较好地满足生产及实际应用的需要，有必要提供一种纯度高无残留、发泡均匀性好、发泡起始温度可控、膨胀性能良好的微球发泡剂。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种纯度高无残留、发泡均匀性好、发泡起始温度可控、具有优异膨胀性能的微球发泡剂，以满足实际生产需求。
[0008]为达此目的，本专利技术的技术方案如下：
[0009]本专利技术提供了一种可控温度微球发泡剂，所述可控温度微球发泡剂包材为脲醛树脂，芯材为三氮烯聚合物，其中，三氮烯聚合物具有如下结构：
[0010][0011]其中，a为1
‑
7的整数，b为1
‑
5的整数。
[0012]进一步的，所述三氮烯聚合物制备方法包括以下步骤：
[0013](1)将4,4
’‑
二氨基苯醚和盐酸混合，机械搅拌，得到乳白色浊液，然后在冰浴条件下加入亚硝酸钠溶液，得到淡黄色透明澄清溶液；
[0014](2)调整pH值为9
‑
10，在冰浴条件下，向步骤(1)的产物中加入二元胺，析出米黄色固体，继续搅拌、抽滤，产物即为三氮烯聚合物。
[0015]在本专利技术的一些实施方案中，所述4,4
’‑
二氨基苯醚和二元胺的摩尔比为1:1
‑
1.2(例如，可以是1:1，1:1.11，1:1.12，1:1.13，1:1.14，1:1.15，1:1.16，1:1.17，1:1.18，1:1.19，1:1.2或其中任意值)。
[0016]在本专利技术的一些实施方案中，步骤(1)中所述盐酸的浓度为40
‑
60％(例如，可以是40％，42％，44％，46％，48％，50％，52％，54％，56％，58％，60％或其中任意值)。
[0017]在本专利技术的一些实施方案中，步骤(2)中所述二元胺为无水哌嗪或1,6
‑
己二胺。
[0018]进一步地，所述可控温度微球发泡剂的制备方法包括以下步骤：
[0019](1)将尿素、甲醛混合均匀，用去离子水溶解；
[0020](2)将体系升温进行搅拌，得到预聚体；
[0021](3)将三氮烯类聚合物加入到体系中，并加入乳化剂，然后分散成均匀稳定的乳液；
[0022](4)调整pH为2
‑
3，开始聚合，升温熟化反应，然后调节pH到7
‑
9左右，将水去除，即得到微球发泡剂。
[0023]在本专利技术的一些实施方案中，步骤(1)中所述的尿素与甲醛的摩尔比为1.5
‑
2：1(例如可以是1.5：1,1.6：1,1.7：1,1.8：1,1.9：1,2：1或其中任意点值)，去离子水的质量为尿素与甲醛质量和的2
‑
4倍(例如可以是2倍，2.5倍，3倍，3.5倍，4倍或其中任意值)。
[0024]在本专利技术的一些实施方案中，步骤(2)中所述的体系升温为70
‑
80℃(例如可以是70℃，71℃，72℃，73℃，74℃，75℃，76℃，77℃，78℃，79℃，80℃或其中任意值)。
[0025]在本专利技术的一些实施方案中，步骤(3)中所述的三氮烯类聚合物质量为包材的8
‑
9倍(例如可以是8倍，8.1倍，8.2倍，8.3倍，8.4倍，8.5倍，8.6倍，8.7倍，8.8倍，8.9倍，9倍或
其中任意值)；乳化剂为PVA1788或PVA1799。
[0026]在本专利技术的一些实施方案中，步骤(4)中所述的反应温度为40
‑
60℃(例如可以是40℃，41℃，42℃，43℃，44℃，45℃，46℃，47℃，48℃，49℃，50℃，51℃，52℃，53℃，54℃，55℃，56℃，57℃，58℃，59℃，60℃或其中任意值)。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0028](1)本专利技术提供的可控温度微球发泡剂，以三氮烯聚合物作为发泡剂，发泡温度可以精准控制，具有较高的发泡起始温度，在低温作业中，无需担心由于包材的破损导致微球失效。
[0029](2)本专利技术提供的可控温度微球发泡剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可控温度微球发泡剂，其特征在于，所述可控温度微球发泡剂包含包材及位于包材内部的芯材，所述包材为脲醛树脂，所述芯材为三氮烯聚合物，其中，三氮烯聚合物选自如下式I
‑
1和/或式I
‑
2的化合物：其中，a为1
‑
7的整数，b为1
‑
5的整数。2.根据权利要求1所述的可控温度微球发泡剂，其特征在于，所述三氮烯聚合物制备方法包括以下步骤：(1)将4,4
’‑
二氨基苯醚和盐酸混合，机械搅拌，得到乳白色浊液，然后在冰浴条件下加入亚硝酸钠溶液，得到淡黄色透明澄清溶液；(2)调整pH值为9
‑
10，在冰浴条件下，向步骤(1)的产物中加入二元胺，析出米黄色固体，继续搅拌、抽滤，产物即为三氮烯聚合物。3.根据权利要求2所述的三氮烯聚合物制备方法，其特征在于，所述4,4
’‑
二氨基苯醚和二元胺的摩尔比为1:1
‑
1.2。4.根据权利要求2所述的三氮烯聚合物制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述盐酸的浓度为40
‑
60％。5.根据权利要求2所述的三氮烯聚合物制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林枭，许斌，陈建，林海明，王吉宁，章晓阳，
申请(专利权)人：海啊科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：