一种彩色可膨胀微球及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种缓释膨胀微球及其制备方法。方法具体包括：将丙烯腈、偏氯乙烯、乙烯

【技术实现步骤摘要】
一种彩色可膨胀微球及其制备方法


[0001]本专利技术涉聚合物功能材料领域，具体涉及一种彩色可膨胀微球及其制备方法。

技术介绍

[0002]热可膨胀微球在现有的技术中是已知的，并在US3615972、EP486080、EP566367、EP1067151、ZL201210241564.5、201210109302.3和201280073857.5中有详细的描述，这些文件在此结合以作参考。热可膨胀微球一般采用悬浮聚合的方法，加有发泡剂及引发剂的油相单体在带有分散剂及助剂的水相中均匀分散成球滴，继而进行聚合反应得到包含有发泡剂的核壳结构微球。
[0003]对于彩色微球也在201210199843X、201310082236X、CN101463216B和CN110183968A中有提到。
[0004]201210199843X中介绍了一种彩色聚丙烯酸脂类高分子微球的制备方法，专利中先合成带有双键官能团的功能性的染料，然后以此类染料、丙烯酸酯类单体、分散稳定剂和引发剂为原料，在醇中制备彩色聚丙烯酸脂类高分子微球。聚丙烯酸酯反应采用醇类介质作为溶解，且染料的制备需要在低温下进行，工业化并不十分理想。
[0005]201310082236X中提供一种粒径可控的聚合物微球及其制备方法，染料先与油相进行混合，然后和水相通过膜乳化法得到均一粒径的乳液，最后聚合成微球。不过该方法需要经过3~5次膜乳化设备，工艺程序稍加繁琐。此外CN101463216B和CN110183968A两篇专利介绍的是在微球应用过程中添加颜料来得到最终带有色彩的产品。
[0006]彩色可膨胀微球，是在膨胀微球制备过程中，通过对膨胀微球聚合过程以及组成规律的深刻理解，在聚合物链段之中或者链段之间引入带有共轭结构或者生色团的结构单元，从而制备出具有颜色可控、膨胀度可控的彩色可膨胀微球。由于可膨胀微球外观一般呈现出白色或者米白色流动粉体，并无彩色（红色、蓝色、绿色等），主要是其结构由大量的丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸树脂等组成，其并无生色基团以及发光基团。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种彩色可膨胀微球及其制备方法。
[0008]本专利技术一方面提供了一种缓释膨胀微球的制备方法，包括以下步骤：（1）将气密性类单体（10
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90%）、丙烯酸酯单体（5
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70%）、酰胺类单体（0
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5%）与引发剂（0.1
‑
5%）、交联剂（0.01%
‑
5%）、芯材（5
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50%）、染料（1
‑
5%）混合，配制成油相，然后在油相釜内搅拌，油相釜可根据芯材的不同，进行压力设定，压力可选择0
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15Mpa，其中染料具有邻苯二甲酸结构，且含有多个羧基，可以进行1
‑
5个位点的不饱和键酯化反应；（2）待油相全部加入后，进行水相配制，将去离子水（20000g）、无机分散剂（400g）、表面活性剂（0.041
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1%）依次添加至水相釜，常压搅拌即可，搅拌时间可根据物料情况进行选择，一般0.5
‑
1h即可，待配制结束后，取上述5000g水相SS作为聚合反应的水相；
（3）待油相与水相搅拌充分后，将油水相转移至均化釜内进行均化，均化时间一般为0.5
‑
1h为了控制可膨胀微球粒径，实现粒径的均匀性，均化转速为500
‑
10000rpm；（4）待均化结束后，根据引发剂半衰期，升温到40
‑
80℃之间，待反应24小时后，抽滤，干燥，最终得到彩色可膨胀微球粉末。
[0009]进一步地，所述气密性单体为丙烯腈、甲基丙烯腈、巴豆腈、富马腈、偏二氯乙烯中的任意一种或多种；所述丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丙酯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的任意一种或多种；所述酰胺类单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N
‑
羟甲基丙烯酰胺、N，N
‑
二甲基丙烯酰胺中的任意一种或多种。
[0010]进一步地，所述引发剂为LPO(过氧化二月桂酰)、BPO（过氧化异丙苯）、AIBN（偶氮二异丁腈）、AIVN（偶氮二异庚腈）中的任意一种或多种。
[0011]进一步地，所述芯材为异丁烷，异辛烷、异戊烷中的任意一种或多种。
[0012]进一步地，所述交联剂为二乙烯基苯、三聚氰酸三烯丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二丙烯酸
‑
1，4
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丁二醇酯中的任意一种或多种。
[0013]进一步地，所述染料结构中含有双键结构，可进一步与丙烯腈、丙烯酸酯单体进行反应。
[0014]进一步地，所述所述表面活性剂为阴离子分散剂。
[0015]进一步地，无机分散剂为二氧化硅、二氧化钛、氯化银、碳酸钙、硫酸钡、氢氧化镁、氢氧化铁、氢氧化铜、氧化亚铜、氧化铜、氢氧化镁镁铝中的任意一种。
[0016]进一步地，所述步骤（1）中油相釜的压力为5
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8Mpa；所述步骤（3）中均化转速为1000
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2000rpm。
[0017]本专利技术另一方面提供了一种彩色可膨胀微球，所述彩色可膨胀微球采用上述方法制备而成。
[0018]本专利技术提供的一种彩色可膨胀微球及其制备方法，有益效果如下：本专利技术在彩色膨胀微球制备过程中，结合自由基共聚的特点，专利技术了两种制备方法：沉淀析出法和聚合偶联法，首先本专利技术制备了具有邻苯二甲酸结构的染料，染料含有多个羧基，可以进行1
‑
5个位点的不饱和键酯化反应，提高了染料参与膨胀微球制备的活性位点。本专利技术合成的氧杂蒽染料具有高稳定性，是彩色膨胀微球制备的关键。
[0019]聚合法就是对染料进行修饰，使其结构中含有不饱和键，本专利技术合成了具有一系列氧杂蒽环的染料，并对染料进行酯化反应使其结构中含有双键结构，其可进一步与丙烯腈、丙烯酸酯等单体进行反应，制备出具有强发光基团结构的膨胀微球，上述结构的微球不仅具有彩色结构，而且具有荧光性质。
[0020]沉淀析出法就是利用染料易溶于油相单体组成部分，不溶于核芯发泡剂，且染料结构中无可进行反应的不饱和双键结构，染料本身不参与到聚合反应中去，在膨胀微球聚合过程，随着油相单体逐渐减少生成聚合物壳层，染料便从油相中逐渐沉淀析出，残留于微球壳层聚合物链段之间，某些种类的染料分子如直接染料分散染料等会被裹挟在聚合物分子空穴中，随着聚合物外壳的持续增长，聚合反应结束后便得到了具有色彩的可膨胀微球。
[0021]染料的结构稳定性是决定能否实现彩色膨胀微球制备的关键，本专利技术制备的新结构染料，具有较高的反应活性位点，可以多位点参与到微球聚合物结构中去。
[0022]本专利技术通过设计一种新的染料结构并将其用于膨胀微球制备中，得到了具有不同颜色本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种彩色可膨胀微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将气密性类单体（10
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90%）、丙烯酸酯单体（5
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70%）、酰胺类单体（0
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5%）与引发剂（0.1
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5%）、交联剂（0.01%
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5%）、芯材（5
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50%）、染料（1
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5%）混合，配制成油相，然后在油相釜内搅拌，油相釜可根据芯材的不同，进行压力设定，压力可选择0
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15Mpa，其中染料具有邻苯二甲酸结构，且含有多个羧基，可以进行1
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5个位点的不饱和键酯化反应；（2）待油相全部加入后，进行水相配制，将去离子水（20000g）、无机分散剂（400g）、表面活性剂（0.041
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1%）依次添加至水相釜，常压搅拌即可，搅拌时间可根据物料情况进行选择，一般0.5
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1h即可，待配制结束后，取上述5000g水相SS作为聚合反应的水相；（3）待油相与水相搅拌充分后，将油水相转移至均化釜内进行均化，均化时间一般为0.5
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1h为了控制可膨胀微球粒径，实现粒径的均匀性，均化转速为500
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10000rpm；（4）待均化结束后，根据引发剂半衰期，升温到40
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80℃之间，待反应24小时后，抽滤，干燥，最终得到彩色可膨胀微球粉末。2.根据权利要求1所述的彩色可膨胀微球的制备方法，其特征在于，所述气密性单体为丙烯腈、甲基丙烯腈、巴豆腈、富马腈、偏二氯乙烯中的任意一种或多种；所述丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：成晓军，张志浩，
申请(专利权)人：快思瑞科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：