[發(fā)明專利]一種聚合物中空微球及其制備方法、以及利用該聚合物中空微球包覆無機(jī)礦物質(zhì)的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110150863.3
• 申請日: 2011-06-07
• 公開（公告）號: CN102311604A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱明
• 申請（專利權(quán)）人: 三棵樹涂料股份有限公司
• 主分類號: C08L33/12
• 分類號: C08L33/12;C08L25/14;C08J7/06;C08F220/14;C08F212/08;C08F220/18;C08F220/06;C08F2/26
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚合物中空微球的制備方法，特別是可以通過該中空微球進(jìn)行各類無機(jī)礦物質(zhì)的表面包覆形成均一穩(wěn)定的乳液體系。

背景技術(shù)

目前，涂料行業(yè)離不開鈦白粉的需求，要提高涂料中的濕膜遮蓋力和干膜遮蓋力，必須加入折光系數(shù)高的顏填料，而一般的普通礦物質(zhì)遮光系數(shù)大多在1.4-1.7之間，無法形成有效地遮蓋。目前最有效的就是折光系數(shù)達(dá)到2.7的鈦白粉。但是鈦白粉行業(yè)是一個高耗能和高污染的行業(yè)，特別是國內(nèi)大多采用硫酸法制備鈦白粉，更是極大的破壞生態(tài)環(huán)境和能源的需求。普通的中空微球雖然可以起到一定的干膜遮蓋作用，但是對于濕膜遮蓋沒有太大幫助，特別是普通的中空微球由于聚合物核剛性模量較小，很容易在外力的作用下破壞而塌陷。這樣做出來的漆膜很容易出現(xiàn)光澤的突然變化，因此中空微球在涂料中不能加入超過8%，而且也只能極少部分取代鈦白粉。要徹底的取代涂料中對鈦白粉的依賴，必須在兩個方面做出提高，一方面提高聚合物中空微球本身的剛性模量，另一方面對聚合物中空微球進(jìn)行無機(jī)物表面包覆，特別是二氧化鈦表面包覆，達(dá)到提高遮光系數(shù)的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是合成一種聚合物中空微球以及一種經(jīng)表面包覆無機(jī)礦物質(zhì)的該聚合物中空微球，將其加入涂料中可以徹底取代鈦白粉，同時滿足干膜和濕膜對于遮蓋力的需求。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種聚合物中空微球，包含合成的聚合物核/中間體/殼三層乳液體系，其中，所述聚合物核的主要成分及重量配比如下：

甲基丙烯酸甲脂????????????10-12%

甲基丙烯酸?????????????????6-8%

丁脂?????????????????????????10-12%

乙二醇二甲基丙烯酸酯?????0.1-0.3%

十二烷基磺酸鈉???????????0.002-0.004%

過硫酸銨?????????????????0.2-0.5%

水??????????????????????????68-72%；

所述聚合物中間體的具體組分及重量配比如下：

甲基丙烯酸甲脂??????????8-14%??

甲基丙烯酸??????????????1-3%

苯乙烯???????????????????2-5%

過硫酸銨???????????????0.1-0.3%

水????????????????????????60-65%

聚合物核???????????????16-24%；?

所述聚合物殼的主要成分及重量配比如下：

苯乙烯??????????????16-20%

丁脂?????????????????0.5-1%

二乙烯基苯???????0.5-1%

過硫酸銨?????????0.1-0.3%

水???????????????????13-20%

聚合物中間體????60-65%。

上述的聚合物中空微球的制備方法，其具體步驟如下：

（1）聚合物核的制備，具體工藝為：先加入全部的水、占總量1/4的過硫酸銨和占總量1/20的甲基丙烯酸甲脂、甲基丙烯酸、丁脂和乙二醇二甲基丙烯酸酯，在80^oC下聚合40分鐘，然后滴加剩余19/20的甲基丙烯酸甲脂、甲基丙烯酸、丁脂、乙二醇二甲基丙烯酸酯以及剩余3/4的過硫酸銨，這個過程需要在80^oC下持續(xù)4.5個小時，之后升溫到90^oC同時保持這個溫度30分鐘，得到合成的聚合物核乳液；

（2）聚合物中間體的制備，其具體工藝為：先將上述合成的聚合物核乳液稀釋到10%固含量，然后按上述聚合物中間體的組分及配比持續(xù)滴加甲基丙烯酸甲脂、甲基丙烯酸、苯乙烯、過硫酸銨和水，在80^oC下在過硫酸銨存在下繼續(xù)反應(yīng)40-60分鐘，得到聚合物中間體乳液；

（3）聚合物殼的制備，其具體工藝為：按上述聚合物殼的成分及配比將苯乙烯、丁脂和二乙烯基苯的混合滴加到聚合物中間體乳液中，在90^oC下過硫酸銨存在下繼續(xù)反應(yīng)2-3個小時，之后將聚合物冷卻到室溫形成聚合物核/中間體/殼三層的乳液體系；

（4）進(jìn)行堿處理，將所合成的聚合物核/中間體/殼三層乳液體系放入恒溫水浴，保持400r/min的轉(zhuǎn)速情況下在堿環(huán)境中進(jìn)行處理，即可制得合成聚合物中空微球。