[发明专利]由生物基单体制成的热膨胀性微球

说明书

本发明涉及至少部分由生物基单体制成的热膨胀性微球和它们的制造方法。所述微球包含包封发泡剂的热塑性聚合物壳，其中所述热塑性聚合物壳包含作为根据式(1)的内酯的均聚物或共聚物的聚合物：其中R₁、R₂、R₃、R₄各自互相独立地选自H和优选具有1‑4个碳原子的烷基。本发明进一步提供可用于各种用途的膨胀微球。

技术领域

本发明涉及至少部分由生物基单体制成的热膨胀性微球和它们的制造方法。本发明进一步提供由热膨胀性微球制成的膨胀微球。

背景技术

热膨胀性微球是本领域中已知的，如例如US 3,615,972和WO 2007/091960中所公开。热膨胀性微球包含热塑性树脂壳和包封在其中的发泡剂(推进剂)。在加热时，热塑性壳软化，同时发泡剂在留在热塑性壳内的同时挥发，进而导致热膨胀性热塑性微球的膨胀以形成膨胀微球。可膨胀微球以各种形式出售，例如作为干燥自由流动粒子、作为水性浆料或作为部分脱水的湿滤饼。

可膨胀微球可通过使烯属不饱和单体在发泡剂存在下聚合制造。用于形成热塑性壳的聚合物的常规单体为含乙烯基的单体，如偏二氯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯腈和甲基丙烯酸在各种组合下的混合物。使用常规单体，因为它们赋予热塑性壳热塑性质以确保热膨胀性热塑性微球在加热时令人满意地膨胀以形成膨胀微球，同时将发泡剂留在其内。

常规单体通常由源自化石燃料的石油化学品生产。因此，越来越需要至少部分由获自可再生资源的单体(生物基单体)制成的聚合物。

但是，用生物基单体替代常规单体不是容易的，因为生物基单体需要满足常规单体的要求并与这些相容以形成聚合物。为了由聚合物制造可膨胀微球，还有更多的要求。首先，该聚合物必须具有正确的表面能以在悬浮聚合反应中获得核壳粒子，以包封发泡剂。其次，制成的聚合物必须具有良好的气体阻隔性质以能够留存发泡剂。最后，该聚合物必须在玻璃化转变温度T_g以上具有合适的粘弹性性质以使壳可在膨胀过程中伸展。

发明概述

已经令人惊讶地发现，当聚合物至少部分由某类不饱和内酯作为(共聚)单体制成时，满足上述要求，并且有可能由这些内酯的均聚物和共聚物获得具有良好膨胀性质的热膨胀性微球。

相应地，在第一个方面中，本发明提供热膨胀性微球，其包含包封发泡剂的热塑性聚合物壳，其中所述热塑性聚合物壳包含作为式(1)的内酯的均聚物或共聚物的聚合物：

其中R₁、R₂、R₃、R₄各自互相独立地选自H和优选具有1-4个碳原子的烷基。

在另一方面中，本发明涉及一种制造热膨胀性微球的方法，其包括在发泡剂存在下使用自由基引发剂的烯属不饱和单体的水性悬浮聚合，其中至少一种烯属不饱和单体为根据式(1)的内酯。

在另一方面中，本发明涉及通过本发明的微球的热膨胀获得的膨胀微球。

实施方案的描述

根据本发明的微球的热塑性聚合物壳包含根据式(1)的内酯的均聚物或共聚物：

其中R₁、R₂、R₃、R₄各自互相独立地选自H和烷基。该烷基优选含有1-4个碳原子。特别优选的烷基是甲基和乙基。更优选地，R₁、R₂、R₃、R₄各自互相独立地选自H和CH₃。