[发明专利]一种单分散聚合物多孔微球及其制备方法

权利要求书

1.一种单分散聚合物多孔微球的制备方法，其特征在于，该多孔微球以热塑性聚合物作为基体，该多孔微球的内部和表面均具有孔结构，位于该多孔微球的表面的孔结构为开孔式孔结构，位于该多孔微球内部的孔结构为闭孔式或/和开孔式孔结构；该多孔微球的制备方法包括以下步骤：

（1）制备共混物

将聚合物A的粒子和聚合物B在温度T₁的条件下进行熔融共混，冷却后得到共混物；温度T₁应满足T_{f(聚合物B)} + 10 ^oC ＜ T₁ ＜ T_{d(聚合物A)} – 10 ^oC，T_{f(聚合物B)}为聚合物B的可流动温度，T_{d(聚合物A)}为聚合物A的热变形温度；

或者，将聚合物B溶解于溶剂Ⅰ中形成聚合物B溶液，将聚合物A的粒子充分分散在聚合物B溶液中，去除溶剂Ⅰ后得到共混物；所述溶剂Ⅰ能溶解聚合物B，但不影响聚合物A的粒子的形态，也不会溶解功能填料或与功能填料发生化学反应；

该步骤中，控制聚合物A的粒子与聚合物B的质量比为(1 ~ 30) : 100；聚合物A的粒子由聚合物A，或者是聚合物A与功能填料组成，聚合物A的粒子为单分散的粒子，聚合物A为热塑性聚合物，聚合物A与聚合物B为不相容的聚合物；

（2）高压流体发泡

采用卸压法或升温法对步骤（1）所得共混物进行发泡；

卸压法发泡：将共混物置于高压釜中，向高压釜通入作为发泡剂的气体，控制高压釜中的压力为1 ~ 30 MPa、温度为T₂ ~ T₂ + 80 ^oC，保持前述压力和温度条件下至发泡剂在共混物中达到饱和，然后在保持前述压力的条件下调整高压釜的温度至T₂并保持不超过10min，再卸压发泡，得到发泡材料；

升温法发泡：将共混物置于高压釜中，向高压釜通入作为发泡剂的气体，控制高压釜中的压力为1 ~ 30 MPa、温度为0 ^oC~室温，保持前述压力和温度条件至发泡剂在共混物中达到饱和，然后卸压至常压，将经过前述处理的共混物置于温度为T₂的环境中发泡，得到发泡材料；

所述温度T₂应满足以下条件：

当聚合物A为非晶聚合物时，温度T₂应满足(T_{g(聚合物A)} - 50 ^oC) ＜ T₂＜ (T_{g(聚合物A)} + 30^oC)，T_{g(聚合物A)}为聚合物A的玻璃化转变温度；

当聚合物A为结晶聚合物时，温度T₂应满足(T_{m(聚合物A)} - 80 ^oC ) ＜ T₂ ＜ (T_{m(聚合物A)} +30 ^oC)，T_{m(聚合物A)}为聚合物A的熔点；

（3）制备单分散聚合物多孔微球

将步骤（2）所得发泡材料置于溶剂Ⅱ中，刻蚀去除聚合物B，固液分离、洗涤、干燥，即得单分散的聚合物多孔微球；

所述溶剂Ⅱ能溶解聚合物B或能与聚合物B反应将聚合物B从发泡材料中去除，但不会对发泡后的聚合物A的形态造成影响，也不会溶解功能填料或与功能填料发生化学反应。

2.根据权利要求1所述单分散聚合物多孔微球的制备方法，其特征在于，聚合物A的粒子的粒径为1 ~ 500 μm。

3.根据权利要求1所述单分散聚合物多孔微球的制备方法，其特征在于，聚合物A的粒子中，功能填料的量不超过聚合物A质量的50%。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述单分散聚合物多孔微球的制备方法，其特征在于，步骤（1）在制备共混物时，控制聚合物A的粒子与聚合物B的质量比为(5~15) : 100。

5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述单分散聚合物多孔微球的制备方法，其特征在于，当步骤（2）采用卸压法发泡时，采用一步卸压法或多步卸压法进行发泡；采用一步卸压法进行发泡是指在保持高压釜的温度在T₂的条件下一次性将高压釜内的压力卸至常压；采用多步卸压法进行发泡是指在保持高压釜的温度在T₂的条件下，分多次将高压釜内的压力卸至常压，在高压釜内的压力卸至常压前，每进行一次卸压操作后，需要在温度为T₂的条件保压1 min ~ 2 h。