一种弹性体微纳颗粒、其制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种弹性体微纳颗粒、其制备方法及应用。所述弹性体微纳颗粒的制备方法包括以下步骤：A)将弹性体、交联引发剂、有机溶剂和含有乳化剂的水溶液混合后，乳化，进行交联反应；B)除去水和有机溶剂，得到弹性体微纳颗粒。与现有技术相比，本发明专利技术将弹性体溶解到有机溶剂中，使乳液油相的流动性增加，更易被乳化；弹性体在乳液的溶剂颗粒中交联后，颗粒与颗粒之间联结性降低；除去水和有机溶剂后，颗粒之间不会聚并，且弹性体在原乳液颗粒尺寸的基础上进一步收缩，最终形成弹性体微纳颗粒。本发明专利技术提供的制备方法操作简单，无需投入高能辐射及喷雾干燥设备，成本较低。成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种弹性体微纳颗粒、其制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种弹性体微纳颗粒、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]弹性体被广泛被用于塑料的增韧，所形成的多相体系中，海岛结构是最有效的增韧结构。弹性体以分散相形式分散于基体树脂中。当材料受外力作用时，弹性体粒子成为应力集中点，若两相界面粘结良好，会导致颗粒所在区域产生大量银纹和剪切带而消耗能量；同时，银纹、弹性体粒子和剪切带又可以终止银纹或剪切带进一步转化为破坏性裂纹，从而起到了增韧作用。其中，分散相的分散性和粒径对材料的韧性起到关键作用。良好的分散性有助于韧性的提高，过大或过小的粒径都不利于材料的韧性提升。此外，已有研究表明，交联后的弹性体分散相由于其高弹性可以产生更好的增韧效果。
[0003]采用弹性体增韧，主要有三种方式。第一种是直接将弹性体与塑料高温共混，冷却后形成海岛多相结构，其中分散相的尺寸主要取决于两相的粘度比与加工条件，极难控制。第二种是动态硫化法，弹性体在共混过程中发生硫化交联，并发生相转变最终形成分散相，该方法也被用来制备TPV材料，共混体系的粒径控制同样极难实现。第三种是先制备尺寸可控的超细交联弹性体颗粒，而后与塑料共混，在共混过程中，弹性体颗粒不再熔融因而可以保持分散相尺寸不变。然而，该方法采用胶乳预辐射乳化与喷雾干燥相结合的方法，需要弹性体事先形成乳胶，适用性低，且需要投入高能辐射及喷雾干燥设备。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种弹性体微纳颗粒、其制备方法及应用，本专利技术制备的弹性体微纳颗粒尺寸可控，可应用于任意弹性体材料，无需投入高能辐射及喷雾干燥设备，应用于增韧抗冲领域时具备明显的技术优势。
[0005]本专利技术提供了一种弹性体微纳颗粒的制备方法，包括以下步骤：
[0006]A)将弹性体、交联引发剂、有机溶剂和含有乳化剂的水溶液混合后，乳化，进行交联反应；
[0007]B)除去水和有机溶剂，得到弹性体微纳颗粒。
[0008]优选的，所述弹性体包括乙烯
‑
α
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烯烃共聚物弹性体、丙烯
‑
α
‑
烯烃共聚物弹性体、SBS弹性体、SEBS弹性体、EPR弹性体和EPDM弹性体中的至少一种。
[0009]优选的，所述交联引发剂包括有机过氧化物引发剂和偶氮类引发剂中的至少一种；
[0010]所述有机过氧化物引发剂包括过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化十二酰、二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧化物和叔丁基过氧化苯甲酸酯中的至少一种；
[0011]所述偶氮类引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和偶氮二异丁酸二甲酯中的至少一种；
[0012]所述弹性体与交联引发剂的质量比为1：0.001～0.05；
[0013]所述有机溶剂包括碳原子数为4～10的直链烷烃、碳原子数为4～10的异构烷烃、碳原子数为4～10的环烷烃和碳原子数为6～10的芳烷烃中的至少一种。
[0014]优选的，所述有机溶剂为正己烷、甲苯或二甲苯；
[0015]所述弹性体与有机溶剂的用量比为0.2～40g：1mL。
[0016]优选的，所述乳化剂包括硬脂醇聚醚
‑
2、硬脂醇聚醚
‑
21、油醇聚醚
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10、PEG
‑
100硬脂酸酯、鲸蜡基聚乙二醇、PPG
‑
14、PPG
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25、二异硬脂酰基聚甘油
‑
3二聚亚油酸酯、聚甘油
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6聚蓖麻醇酸酯、聚甘油
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2二聚羟基硬脂酸酯、山梨坦硬脂酸酯、聚山梨醇酯
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60、鲸蜡硬脂基葡糖苷、蔗糖硬脂酸酯、甲基葡糖倍半硬脂酸酯、硬脂酰乳酰乳酸钠、硬脂酰谷氨酸钠、单油酸甘油酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、吐温
‑
80、Span 80、ER
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10、SR
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10、NE
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10、SE
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10N、2
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丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸钠和HE
‑
1012中的至少一种；
[0017]所述含有乳化剂的水溶液中，乳化剂的含量为0.05～10g/mL；
[0018]所述乳化剂与所述弹性体的质量比为1：100～80：100。
[0019]优选的，所述混合的原料还包括交联剂；
[0020]所述交联剂包括乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、二异氰酸酯和N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺中的至少一种。
[0021]优选的，所述乳化的温度为50～100℃；
[0022]所述乳化的方式为机械搅拌乳化或超声乳化；
[0023]所述交联的方式为加热交联、辐射交联或超声交联；
[0024]所述交联的方式为加热交联时，交联反应的温度为70～100℃，时间为1～6h。
[0025]优选的，除去水和有机溶剂的方法为常压蒸馏、减压蒸馏、旋蒸或冷冻干燥；
[0026]除去水和有机溶剂后，还包括：洗涤和干燥；
[0027]所述弹性体微纳颗粒的平均粒径为0.01～2000μm。
[0028]本专利技术还提供了一种上文所述的制备方法制得的弹性体微纳颗粒。
[0029]本专利技术还提供了一种上文所述的弹性体微纳颗粒在增韧抗冲领域中的应用。
[0030]本专利技术提供了一种弹性体微纳颗粒的制备方法，包括以下步骤：A)将弹性体、交联引发剂、有机溶剂和含有乳化剂的水溶液混合后，乳化，进行交联反应；B)除去水和有机溶剂，得到弹性体微纳颗粒。与现有技术相比，本专利技术将弹性体溶解到有机溶剂中，使乳液油相的流动性增加，更易被乳化；弹性体在乳液的溶剂颗粒中交联后，颗粒与颗粒之间联结性降低；除去水和有机溶剂后，颗粒之间不会聚并，且弹性体在原乳液颗粒尺寸的基础上进一步收缩，最终形成弹性体微纳颗粒。本专利技术制备的弹性体微纳颗粒尺寸可控，可应用于任意弹性体材料，且应用于增韧抗冲领域时具备明显的技术优势。本专利技术提供的制备方法操作简单，无需投入高能辐射及喷雾干燥设备，成本较低。
具体实施方式
[0031]本专利技术提供了一种弹性体微纳颗粒的制备方法，包括以下步骤：
[0032]A)将弹性体、交联引发剂、有机溶剂和含有乳化剂的水溶液混合后，乳化，进行交联反应；
[0033]B)除去水和有机溶剂，得到弹性体微纳颗粒。
[0034]步骤A)中：
[0035]将弹性体、交联引发剂、有机溶剂和含有乳化剂的水溶液混合后，乳化，进行交联反应。
[0036]在本专利技术的某些实施例中，所述弹性体包括乙烯
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α
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烯烃共聚物弹性体、丙烯
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α
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烯烃共聚物弹性体、SBS弹性体、SEBS弹性体、EPR弹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弹性体微纳颗粒的制备方法，包括以下步骤：A)将弹性体、交联引发剂、有机溶剂和含有乳化剂的水溶液混合后，乳化，进行交联反应；B)除去水和有机溶剂，得到弹性体微纳颗粒。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述弹性体包括乙烯
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α
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烯烃共聚物弹性体、丙烯
‑
α
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烯烃共聚物弹性体、SBS弹性体、SEBS弹性体、EPR弹性体和EPDM弹性体中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联引发剂包括有机过氧化物引发剂和偶氮类引发剂中的至少一种；所述有机过氧化物引发剂包括过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化十二酰、二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧化物和叔丁基过氧化苯甲酸酯中的至少一种；所述偶氮类引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和偶氮二异丁酸二甲酯中的至少一种；所述弹性体与交联引发剂的质量比为1：0.001～0.05；所述有机溶剂包括碳原子数为4～10的直链烷烃、碳原子数为4～10的异构烷烃、碳原子数为4～10的环烷烃和碳原子数为6～10的芳烷烃中的至少一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为正己烷、甲苯或二甲苯；所述弹性体与有机溶剂的用量比为0.2～40g：1mL。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乳化剂包括硬脂醇聚醚
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2、硬脂醇聚醚
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21、油醇聚醚
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10、PEG
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100硬脂酸酯、鲸蜡基聚乙二醇、PPG
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14、PPG
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25、二异硬脂酰基聚甘油
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3二聚亚油酸酯、聚甘油
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【专利技术属性】
技术研发人员：李德文，赵明雷，柳金章，袁文博，王耀伟，栾波，
申请(专利权)人：山东京博聚烯烃新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：