[發明專利]一種利用聚合物中空微球包覆二氧化鈦的制備方法

有效

• 申請號: 201110150864.8
• 申請日: 2011-06-07
• 公開（公告）號: CN102311556A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 朱明
• 申請（專利權）人: 三棵樹涂料股份有限公司
• 主分類號: C08J7/06
• 分類號: C08J7/06;C08L33/12;C08L25/14;C08F220/14;C08F212/08;C08F220/18;C08F220/06;C08F2/26
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技術領域

本發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行各類無機礦物質的表面包覆形成均一穩定的乳液體系。

背景技術

目前，涂料行業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，必須加入折光系數高的顏填料，而一般的普通礦物質遮光系數大多在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達到2.7的鈦白粉。但是鈦白粉行業是一個高耗能和高污染的行業，特別是國內大多采用硫酸法制備鈦白粉，更是極大的破壞生態環境和能源的需求。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行無機物表面包覆，特別是二氧化鈦表面包覆，達到提高遮光系數的目的。

發明內容

本發明的目的是一種利用聚合物中空微球包覆二氧化鈦的制備方法，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。

本發明是通過下述技術方案實現的：

一種利用聚合物中空微球包覆二氧化鈦的制備方法，具體步驟如下：

（一）首先通過乳液聚合合成聚合物核，然后在聚合物核上通過種子聚合形成聚合物中間體，最后在中間體上通過種子聚合形成聚合物殼層，之后通過堿處理形成中空微球。

上述聚合物中空微球，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反應40-60分鐘，得到聚合物中間體乳液；