[发明专利]一种热致膨胀微球的制备方法

说明书

本发明属于聚合物微球制备技术领域，具体为一种热致膨胀微球的制备方法。本发明方法是利用界面氧化还原引发单体聚合制备热致膨胀微球，具体是在温和的温度条件下，由油溶性的氧化剂或油溶性的还原剂和与之匹配的水溶性还原剂或水溶性氧化剂反应引发单体聚合。本发明能有效避免微球因齐聚物来不及相分离至界面而出现多核结构，使外壳厚度提高，缺陷结构减少，从而获得耐温性能出色的热致膨胀微球。本发明制备的热致膨胀微球，直径可为10~50µm，膨胀倍率为3~5倍，耐受温程为30~60℃。

技术领域

本发明属于聚合物微球制备技术领域，具体涉及一种热致膨胀微球的制备方法。

背景技术

热致膨胀微球是指一种以热塑型聚合物为壳，发泡剂为核的聚合物微球。通过对这类微球进行加热，内部发泡剂气化且聚合物壳软化，导致微球膨胀，得到较低密度的中空微球。

热致膨胀微球主要是通过悬浮聚合来制备的，每个微球在聚合开始进行前都是一个小液滴。聚合进行一段时间后，液滴内部的齐聚物就开始发生相分离，直至单体完全聚合，形成具有核壳结构的微球。但该过程是非常理想的，在实际操作过程中，很容易出现齐聚物来不及相分离至界面，在液滴内部与另外的齐聚物团聚在一起形成小尺寸微球的情况。

因此，提供一种在界面发生聚合的悬浮聚合体系。该体系的原理是：令油相和水相中分别含有氧化剂和还原剂，导致自由基都在界面生成，从而使得单体在界面发生聚合反应。运用界面氧化还原聚合反应就大大减少了因为齐聚物来不及相分离至界面，而在内部形成小球，使得壳层厚度低于正常值这一情况的出现。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种热致膨胀微球的制备方法，以进一步改善微球的结构，提高微球的耐温性能，降低工业生产的危险性。

本发明提供的热致膨胀微球的制备方法，是利用界面氧化还原引发单体聚合制备热致膨胀微球，具体步骤为：

（1）油相制备：将可聚合单体、发泡剂、交联剂，以及油溶性氧化剂或油溶性还原剂充分搅拌混匀，得到油相；

（2）水相制备：将稳定剂、助稳定剂、阻聚剂、无机盐，以及水溶性还原剂或水溶性氧化剂充分搅拌混匀，得到水相；

（3）乳化：将步骤（1）得到的油相和步骤（2）得到的水相混合，并通过高速均质得到乳液；其中，当油相选择氧化剂时，水相中则选择还原剂；当油相中选择还原剂时，水相中选择氧化剂；

（4）聚合：将步骤（3）得到的乳液在0~70℃的环境中进行聚合，反应10~30小时，即得到热致膨胀微球。

步骤（1）中，所述单体是以腈系单体、（甲基）丙烯酸酯单体、含酰胺基单体及含羧基单体为必需成分。

步骤（1）中，所述单体中，以腈系单体质量为100wt%做计算基准，（甲基）丙烯酸酯单体为腈系单体质量的5%~95%，含酰胺基的单体为腈系单体质量的1%~40%，含羧基单体为腈系单体质量的5%~95%。

步骤（1）中，所述的发泡剂是以烷烃为必需成分。可选自异丁烷、异戊烷、异辛烷、正戊烷、正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷等。

步骤（1）中，所述的交联剂为含有交联性官能团的化合物中一种或多种。具体可选自二乙烯基苯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、PEG#200二(甲基)丙烯酸酯、PEG#400二(甲基)丙烯酸酯、PEG#600二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇二丙烯酸酯等二(甲基)丙烯酸酯化合物等。

步骤（1）中，所述的油溶性氧化剂为氢过氧化物、过氧化二烷基、过氧化碳酸酯、过氧化二酰基中的一种，或其中几种的混合物。