[发明专利]一种具有良好阻燃性的导电热膨胀性微球及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有良好阻燃性的导电热膨胀性微球及其制备方法。所述微球以烯属不饱和单体及导电性单体为起始原料，采用悬浮聚合法所形成的壳体和包裹在所述壳体内的发泡剂。制备方法为：将烯属不饱和单体、交联剂和发泡剂等混合，制得油相；将分散稳定剂、分散稳定助剂、分散介质和电解质混合，制得水相；将油相和水相混合，乳化成悬浮液，再进行悬浮聚合反应。本发明采用导电性单体制备的导电热膨胀微球具有非常优异的防静电性能，从而提高分散性能，采用苯胺、萘系等含芳环结构的导电性单体，阻燃性能优异，可应用于防火阻燃材料，以及一些要求阻燃等级的热塑性树脂，并具有电子封装材料及航空航天等高性能复合材料。

技术领域

本发明涉及一种具有良好阻燃性的导电热膨胀性微球及其制备方法，主要应用于化工合成、电子封装材料及航空航天等高性能复合材料技术领域。

背景技术

热膨胀性微球一般通过悬浮聚合方法制备。悬浮聚合通过将包括聚合单体的可聚合化合物和发泡剂分散至不相容液体如水中而形成壳。壳以包裹内发泡剂的薄层形式形成。在悬浮聚合工艺中，可聚合单体的可聚合化合物和发泡剂通过连续搅拌或添加诸如氢氧化镁或胶体二氧化硅等稳定剂而保持悬浮状态。经过悬浮聚合，聚合物能够形成球形。

在此类微球中，发泡剂通常是沸点温度不高于热塑性聚合物壳软化温度的液体。一旦加热，发泡剂蒸发而增加内压，与此同时该壳软化，从而导致该微球显著的膨胀。膨胀开始时的温度被称为T开始(T_start)，而达到最大膨胀时的温度被称为T最大(T_max)。热膨胀性微球以各种形式，例如以干燥的自由流动颗粒，水性浆料或者部分脱水的湿饼的形式销售。

各种热膨胀性微球的制备方法在US3615972、US3945956、EP486080、US5536756、US6235800、US6235394和US6509384等专利中已被披露。

通常采用上述方法制备得到的热膨胀微球通常是微米级尺寸粉体，非常容易发生结块团聚现象，所以常常难以良好分散于涂料、胶粘剂、聚氨酯组合料及热成型树脂等，对于实际应用带来一定的弊端。CN201910278913.2提供了一种导电热膨胀型微胶囊及其制备方法，采用碳纳米管、石墨烯无机导电材料进行物理包覆，这种方法是在水相反应中加入无机导电材料，而碳纳米管本身就存在分散困难的问题，与所包覆材料的结合力较差，所以物理包覆通常难以达到理想的阻燃和分散效果。

通常热膨胀微球是微米级尺寸粉体，非常容易发生结块团聚现象，所以常常难以良好分散于涂料、胶粘剂、聚氨酯组合料及热成型树脂等，对于实际应用带来一定的弊端，而采用导电性单体制备的导电热膨胀微球具有非常优异的防静电性能，从而提高分散性能，并且可应用于防火阻燃材料如聚氨酯硬质泡沫保温板、酚醛保温板、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂等热固性保温板，以及一些要求阻燃等级的热塑性树脂，并具有电子封装材料及航空航天等高性能复合材料应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何提高微球的导电性能、分散及阻燃性能，以解决分散性差、极易燃烧等问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有良好阻燃性的导电热膨胀性微球，其特征在于，以烯属不饱和单体及导电性单体为起始原料，采用悬浮聚合法所形成的壳体和包裹在所述壳体内的发泡剂。

优选地，原料包括以下以重量份数计的组分：

优选地，所述烯属不饱和单体包括以下重量百分比的组分：