[发明专利]一种高弹性纳米空心球状自交联乳胶粒子的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种高弹性纳米空心球状、自交联乳胶粒子的制备方法，具体地讲是涉及一种聚合物链段连续玻璃化温度梯度、连续乳胶粒子粒径梯度，和连续交联度变化的、内部多空的高弹性高分子聚合物乳胶粒子的制备及其应用。

背景技术

阻尼材料是将振动能转变为热能而耗散的材料，广泛应用于减振和降噪的场所。它们减轻了振动破坏的危害，提高了空间的舒适度。

目前，普遍使用的减振材料主要以不同玻璃化温度的材料混合或物理、化学穿插的聚合物材料实现。不仅制备复杂，吸收转化振动波的频率范围不连续，而且很难满足多变振动频率的实际环境要求。

另外，目前可吸收连续频率的材料不多，如用于汽车装甲底盘的某美国制汽车底盘装甲和德国造黑色高固份底盘涂料/底盘装甲胶，它们为多种玻璃化温度材料的复配，虽然性能杰出，但是也很难满足复杂的振动频率要求。

连续玻璃化温度梯度、连续乳胶粒子粒径梯度，和连续交联度变化的、内部多空的高弹性高分子聚合物乳胶粒子为此类材料的研究提供了可能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具备连续的玻璃化转变温度的高弹性纳米空心球状自交联胶乳的制备方法，具备克服目前减震吸波阻尼材料的不足的潜力。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高弹性纳米空心球状自交联乳胶粒子的制备方法，包括如下步骤：

a)聚合种子的制备：以常温下为固体且具有式(I)和式(II)结构的单体分别为核单体，并分别用乳化剂乳化后，获得两种聚合种子备用；

其中：R₁、R₃均选自氢、任选取代或未取代的烷基、任选取代或未取代的杂烷基、任选取代或未取代的环烷基、任选取代或未取代的杂环烷基、任选取代或未取代的芳基和任选取代或未取代的杂芳基；R₂选自任选取代或未取代的烷基、任选取代或未取代的杂烷基、任选取代或未取代的环烷基、任选取代或未取代的杂环烷基、任选取代或未取代的芳基和任选取代或未取代的杂芳基；

b)以环氧固化剂型单体为壳层单体，将其与软单体和硬单体进行乳液聚合反应，获得乳胶粒子；并于所述乳液聚合反应过程中加入步骤1)中由具有式(I)结构的单体所制备的聚合种子；待所述聚合反应结束后，将体系温度升到所述核单体的熔点以上，使核单体迁移到所述乳胶粒子表面，并使所述核单体接枝聚合在所述乳胶粒子的外表面；获得空心球状乳胶粒子；

c)以环氧树脂型单体为壳层单体，将其与软单体和硬单体进行乳液聚合反应，获得乳胶粒子；并于所述乳液聚合反应过程中加入步骤1)中由具有式(II)结构的单体所制备的聚合种子；待所述聚合反应结束后，将体系温度升到所述核单体的熔点以上，使核单体迁移到所述乳胶粒子表面，并使所述核单体接枝聚合在所述乳胶粒子的外表面；获得空心球状乳胶粒子；

d)将步骤b)与步骤c)所得空心球状乳胶粒子混合，即获得本发明的高弹性空心球状自交联乳胶粒子。

步骤a)中，所述具有式(I)和式(II)结构的单体的熔点均在20℃以上。这类单体在低温条件下结晶疏水、在高温条件下为表面活性剂，从而使其在低温状态下不参与软单体、硬单体与壳层单体的之间的聚合反应，待温度升高后，从乳胶粒子内部迁出，并接枝聚合在乳胶粒子的外表面；最终在乳胶粒子内部形成空心结构。