[发明专利]制备贮存稳定的用于不饱和聚酯固化的微胶囊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明采用原位聚合制备微胶囊，微胶囊的芯材为低温引发剂或者促进剂，壁材为全合成高分子材料。该微胶囊用于贮存稳定的不饱和聚酯树脂固化,使反应在特定温度下进行。它可用于各种成型工艺，尤其是团状模塑料的制备。

背景技术

不饱和聚酯树脂发生交联反应而转变成为不溶、不熔的具有三维网络的固化物的全过程称为树脂的固化。在与不饱和单体结合过程中，不饱和聚酯可利用固化剂（即聚合反应引发剂）发生聚合。采用引发剂固化树脂时，可以有效的控制反应速度，在配以适当的促进剂后，满足固化工艺要求，得到稳定质量的产品。常使用的聚合反应引发剂主要是过氧化物类。按制品成型温度可将引发剂分为常温引发剂、中温引发剂和高温引发剂。促进剂是指聚酯树脂在固化过程中，能降低引发剂引发温度，促使有机过氧化物产生游离基的物质。促进剂有金属化合物（钴类、铜类、锰类）和叔胺类。

常见的不饱和聚酯树脂生产工艺有手糊成型工艺、模压成型工艺、层压成型工艺、缠绕成型工艺、树脂传递模塑（RTM）成型工艺和拉挤成型工艺。

短切玻璃纤维与不饱和聚酯浆料混合而成的团状模塑料，适用于采用模压、传递模塑、注塑成型等工艺成型，制得的制品机械性能良好、尺寸稳定性高、表面光洁度好、耐水、耐油、耐腐蚀性优良，耐热，电性能优良，尤其是耐电弧性可达到190s左右。主要用于电器、电机、无线电、仪表、机械制造、化工设备、建筑、交通运输和国防等部门。现在制备团状模塑料制品的工艺条件：在120℃-150℃下压制1-2min/mm。制品在更容易的条件下成型能达到提高生产效率、降低能耗和节约劳动生产力的目的。为了降低固化温度和减少固化时间，现在工业上常采用的办法有两种，其一是加入促进剂，其二就是采用高温引发剂和较大活性的低温引发剂混合物，组成两种或两种以上的引发剂构成复合引发体系。方法一中促进剂的加入使体系的固化温度和固化时间都有所降低。促进剂不仅使引发剂活化，在较低温度下分解产生游离基，还可以使引发剂的分解速度加快，从而使树脂凝胶固化时间缩短，使放热峰温度升高。但促进剂用量很有限，若促进剂用量过度，制品的硬度就会下降，且存放期会大大缩短。方法二中由于较大活性的低温引发剂自身能使树脂发生固化反应，贮存期间的稳定性降低。这两种办法虽然对于固化条件的降低都有效果，然而，随之而来的贮存稳定性的降低却也不可避免。而微胶囊的引用就可以有效解决这个问题。

微胶囊是指具有聚合物壁壳和微型容器或包装物。微胶囊化技术是指用涂层薄膜或壳材料敷涂微小的固体颗粒、液滴或气泡的一种技术。利用微胶囊化技术可以实现如下目的：改善芯材物质的物理性能，提高物质的稳定性，使芯材免受环境的影响，改善芯材的反应活性、耐久性（延长挥发物质的贮存时间）、压敏性、热敏性和光敏性；减少有毒物质对环境造成的不利影响；使药物具有缓释和靶向功能；屏蔽气味；降低物质毒性。一般根据涂层方法的不同，将微胶囊化分为化学法、物理法、物理化学法，其中化学法主要包括界面聚合法、原位聚合法和锐孔法。其中原位聚合微胶囊化工艺，是将有机高分子单体与引发剂全部加入分散向或连续相中，即单体成分及催化剂全部位于芯材液滴的内部或外部。在微胶囊化体系中，单体在单一相中是可溶的，而聚合物在整个体系中是不可溶的，因此聚合反应在芯材液滴的表面上发生。该法可采用水溶性或油溶性单体或单体的混合物，亦可采用低分子量的聚合物或预聚物来代替单体。DE03808589.3专利中就采用环氧树脂作为胶囊壳，有机过氧化物引发剂为芯材采用喷雾干燥的方法制备微胶囊来制备能贮存稳定的不饱和聚合物组合物，解决了固化速率和贮存稳定的矛盾。喷雾干燥的制备方法所得到的微胶囊无论外观形貌还是粒径分布都不能很好地控制。而采用原位聚合制备的微胶囊具有稳定性、良好的外观形貌、均匀的粒径大小分布。

微胶囊的引入使不饱和聚酯团状模塑料能在可控的基础上，于特定的温度下发生固化反应，实现其在更低的温度下，更短的时间内完成反应并具有一定的贮存稳定性。

发明内容

本发明设计将促进剂或中低温引发剂包覆在微胶囊内，使微胶囊在特定温度下破裂释放促进剂或中低温引发剂以完成反应。促进剂的加入使引发剂在更低的温度下引发反应，并且更快地完成反应。低温引发剂配合原有引发剂产生复配作用，使引发温度降低，引发时间缩短。这样的微胶囊既能使体系贮存稳定，又能达到降低固化温度和缩短固化时间的作用。