[發明專利]一種聚合物空心微球及其制備方法

無效

• 申請號: 200810047244.X
• 申請日: 2008-04-03
• 公開（公告）號: CN101250244A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 金小剛;鄧巖剛;李曉勇
• 申請（專利權）人: 武漢昂泰科技有限公司
• 主分類號: C08F220/06
• 分類號: C08F220/06;C08F220/12;C08F212/08;C08F226/06;C08F218/08;C08F2/22;C08F8/00;C08J9/00;C08J3/12
• 代理公司: 武漢荊楚聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 王健

技術領域

本發明涉及一種聚合材料及其制備方法，尤其是一種聚合物空心微球及其制備方法。

背景技術

在近幾年的聚合研究中中空微球受到了廣泛地關注，其原因是因為中空微球是一種具有特殊結構的聚合物材料，粒子尺寸在微米到納米之間，兼具空心、膠囊等特征于一身，在生物、光、磁學以及核物理以及電子等方面具有廣泛的應用前景。這種技術是近年來的研究熱點，至今主要制備聚合物中空微球的方法為模板法、自組裝法以及乳液聚合法，因為模板法和自組裝法對環境條件要求很高，暫時還沒有形成真正有實際操作意義上的工藝，而乳液聚合法因為條件簡便，容易實施而已形成較為成熟的工藝，但乳液聚合法制備的中空微球粒徑較小，在應用到建筑材料領域受到了制約。為了擴大中空微球的應用領域，前人做了大量的工作，例如使用強酸刻蝕聚合物包覆的無機材料的方法；也有的使用加熱去除無機物包覆的聚合物的方法等等，但使用這樣的方法都會產生大量的廢水和廢渣，要么耗費大量的能源，在我國現今能源較為緊張、環境保護越來越重要的氛圍下顯現出了一定的問題。

發明內容

本發明的第一個目的是克服現有微球制備方法能耗高，會產生廢水和廢渣以及空心微球粒徑較小的缺陷和不足，提供一種不產生廢水廢渣，能耗較小，粒徑尺寸可以控制的聚合物空心微球的制備方法。

本發明的第二個目的是克服現有空心微球粒徑較小，耐酸耐堿性較差的缺陷和不足，提供一種粒徑較大且微球內部為負壓，耐酸耐堿和隔熱保溫性能好的聚合物空心微球。

本發明實現第一個目的的技術方案是：一種粒徑可控聚合物空心微球的制備方法，包括以下步驟：

A.種子乳液制備：

將混合乳化劑混入水中攪拌均勻，然后加入吸水性聚合物單體和共聚物單體，快速攪拌，使其單體充分乳化，然后升溫到60-80℃，加入引發劑保溫反應4-6小時得到種子乳液，

所述原料的重量份含量為：

水??????????????????1500-2500

混合乳化劑??????????1.5-2.5

吸水性聚合物單體????5-15

共聚物單體??????????4-6

引發劑??????????????0.5-1.5；

B.吸水性核聚合物制備：

在60-80℃下，向種子乳液中緩慢滴加由吸水性聚合物單體、共聚物單體、混合乳化劑和水按組成的乳狀液，充分反應1.5小時后加入堿性水溶液調節PH值為8-9，得到吸水性核聚合物水分散液，

所述乳狀液中原料的重量份含量為：

水??????????????????140-180

混合乳化劑??????????3-4

吸水性聚合物單體????200-280

共聚物單體??????????50-80；

C.制備聚合物外殼并引入功能性基團：

取1000份上述吸水性核聚合物水分散液，用1.5-2倍水將其稀釋，然后在60-80℃下，向其中滴加由共聚物單體、帶功能性基團的單體、混合乳化劑和水所組成的外殼乳狀液，反應1-2小時后，得到包覆吸水性聚合物微球的水溶液，

所述外殼乳狀液中原料的重量份含量為：

水??????????????????200-240

混合乳化劑??????????3-5

共聚物單體??????????300-400

帶功能性基團的單體??100-140；

D.界面聚合反應：

向上述水溶液中加入與水完全不混溶的溶劑1000-1500份，加入縮聚單體80-120份，常溫下進行界面聚合反應，經紅外測試不見活性基團存在后即反應結束；

E.制備聚合物中空微球：

將前述反應產物送入噴霧干燥器中，控制入口熱風溫度為100-120℃，出口溫度20-60℃進行噴霧干燥，得到聚合物空心微球；

其中：所述的混合乳化劑是由非離子型乳化劑與離子型乳化劑復配而成，所述的共聚物單體是苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡啶、醋酸乙烯酯和聚乙烯吡硌烷酮中的一種或兩種以上的共聚物，所述的吸水性聚合物單體是甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯中的一種或兩種以上的共聚物或共混物，所述的引發劑是過硫酸鉀、過硫酸銨，所述的功能性單體是帶有氨基、羥基，羧基或酸酐基功能性基團的丙烯酸類單體或不飽和單體，所述的縮聚單體是可以和上述功能性基團反應的單體或低聚物。

本發明所述的乳化劑中非離子型乳化劑是OP系列或吐溫系列或司班系列，離子型乳化劑是陰離子乳化劑或陽離子乳化劑。