[发明专利]一种微米级交联聚合物空心微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种微米级交联聚合物空心微球的制备方法。

背景技术

聚合物空心微球是一类具有特殊性能的功能微球材料，相比于实心微球，聚合物空心微球由于内部的空腔结构而具有低密度、高比表面积等优点，而且聚合物空心微球的内部空腔与壳层的折光指数不同，在光线进入后，会在其中发生多次折射，使其具有优秀的光散射性能以及隔热、吸音和光遮盖性能，在轻质填料、高性能遮光涂料、微胶囊、皮革等领域有广泛应用。目前制备聚合物空心微球方法有很多，其中，上世纪80年代，Kowalski等在专利US Patent 4427836中报到了采用碱溶胀乳液法制备聚合物空心微球，而且该方法已实现工业化，但该方法存在步骤复杂，制备的空心微球粒径较小等缺点。在专利CN200710132704(公开日：2008年2月20日)中公开了一种纳米级交联聚苯乙烯中空微球的制备方法，该方法使用细乳液聚合法，将单体苯乙烯、交联剂二乙烯基苯、疏水性有机物和油溶性引发剂混合后加入到含有乳化剂和助乳化剂的水相中，预乳化后，搅拌下升温聚合得到交联苯乙烯空心微球，该方法工艺简单，但是空心微球尺寸在亚微米级别，对空心微球更广泛的应用产生了限制。Okubo等人采用动态溶胀法制备出了微米级空心微球，该方法首先制备出聚苯乙烯种子微球，然后将其加入到甲苯和二乙烯基苯的乙醇溶液中，在缓慢滴加水使甲苯和二乙烯基苯溶胀进种子微球，最后引发聚合得到聚合物空心微球，虽然该方法制备的空心微球达到微米级，但是空心微球产量太低，且反应耗时太长。因此，探索简便的微米级空心微球的制备方法具有重要意义。

发明内容

本发明所提供一种微米级交联聚合物空心微球的制备方法，一种微米级交联聚合物空心微球的制备方法，其特征在于：包括分散剂、助分散剂、引发剂、主单体、共聚单体、交联剂、致孔剂和助稳定剂；

主单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯之一，共聚单体为α-甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯之一,其用量是单体质量的1％-10％；当单体不做特别限定时指的就是全部单体即主单体和共聚单体。

进一步，分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素和羟丙基纤维素之一，其用量是单体质量的5％-20％。

进一步，助分散剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠之一，其用量是单体质量的0.5％-3.5％。

进一步，引发剂为偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰之一，其用量是单体质量的0.5％-2％。

进一步，交联剂为二乙烯基苯和二甲基丙烯酸乙二醇酯之一，其用量是单体质量的1％-20％。

进一步，致孔剂为液体石蜡、甲苯和异辛烷之一，其用量是单体质量的35％-110％。

进一步，助稳定剂为十二烷、十六烷和十六醇之一，其用量是单体质量的5％-6％。

本发明所提供一种微米级交联聚合物空心微球的制备方法，其特征在于：制备方法如下：

1)将单体质量5％-20％的分散剂和单体质量0.5％-3.5％的助分散剂溶解在去离子水中，此为连续相；

2)将主单体、单体质量0.5％-2％的引发剂、共聚单体、单体质量35％-110％的致孔剂和单体质量5％-6％的助稳定剂混合均匀，此为分散相；

3)将分散相加入到连续相中，2000-4000rpm转速下搅拌分散15min后，升温至70-80℃，转速为200-400rpm，保温2h；

4)将单体质量1％-20％的交联剂加入到反应体系中，继续反应12h后冷却至室温；

5)将制备的空心微球离心洗涤后，干燥得到交联聚合物空心微球。

一种微米级交联聚合物空心微球的制备方法制备出的微球粒径在1-10μm范围，空心微球的中空度在60-74vol％(中空度：空心微球的空腔体积与空心微球体积的百分比)。

附图说明

图1交联聚苯乙烯空心微球TEM图之一。

图2交联聚苯乙烯空心微球TEM图之二。

具体实施方式

实施例1