[發(fā)明專(zhuān)利]高分散性熱膨脹性樹(shù)脂微粉及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210275949.3
• 申請(qǐng)日: 2012-08-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102746454A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐世靈;肖國(guó);夏文龍;劉厚平;何正;彭忠厚;鄭光丕;肖鋼軍;張曹林;文珊;郭昶;周三舉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙亦川機(jī)電設(shè)備科技有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08F220/44
• 分類(lèi)號(hào): C08F220/44;C08F220/14;C08F222/20;C08F212/14;C08F2/20;C08F6/24;C08J9/20
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種由聚合物包覆發(fā)泡劑的樹(shù)脂微粉，樹(shù)脂微粉加熱到某一溫度時(shí)膨脹。本發(fā)明的樹(shù)脂微粉廣泛應(yīng)用在炸藥敏化、材料填充、發(fā)泡劑等領(lǐng)域。

背景技術(shù)

熱膨脹性樹(shù)脂微粉也可以叫作熱膨脹性微球、熱膨脹性膠囊、熱膨脹中空微球、熱膨脹樹(shù)脂粒子等，上個(gè)世紀(jì)七十年代國(guó)外對(duì)該類(lèi)產(chǎn)品做了大量的技術(shù)開(kāi)發(fā)，并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。主要用途包括發(fā)泡劑、輕量填充劑、炸藥敏化劑等。

熱膨脹性樹(shù)脂微粉是高聚物外殼包裹發(fā)泡劑的結(jié)構(gòu)，當(dāng)加熱至一定溫度時(shí)外殼軟化，內(nèi)部發(fā)泡劑氣化，氣體作用于外殼使體積不斷膨脹，當(dāng)膨脹到一定體積時(shí)外殼破裂內(nèi)部氣體溢出，失去膨化效果。

該樹(shù)脂微粉采用自由基懸浮聚合工藝，一般懸浮聚合體系主要有單體、油溶性引發(fā)劑、水、分散穩(wěn)定劑四個(gè)基本組成，聚合反應(yīng)前將單體、油溶性引發(fā)劑分散于水介質(zhì)中，加熱引發(fā)單體聚合反應(yīng)。懸浮聚合是高分子材料合成中非常重要的一種方法，早在上個(gè)世紀(jì)30年代就已實(shí)現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，其中分散劑的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用是該技術(shù)發(fā)展的前提，上世紀(jì)30年代應(yīng)用水溶性高分子作分散劑，40年代初期開(kāi)始使用無(wú)機(jī)粉末并取得成功。

國(guó)外開(kāi)發(fā)熱膨脹性樹(shù)脂微粉主要從上世紀(jì)70年代開(kāi)始，合成專(zhuān)利有：US3615972、US4049604、US4582756、US4016110、US4582756、US5155138、WO096635、WO020465等。有些工業(yè)應(yīng)用時(shí)需要熱膨脹性樹(shù)脂微粉在水中高分散，但是傳統(tǒng)方法生產(chǎn)出來(lái)的樹(shù)脂微粉不易實(shí)現(xiàn)在水中高分散，限制了熱膨脹樹(shù)脂微粉的工業(yè)應(yīng)用。

本發(fā)明通過(guò)在樹(shù)脂微球表面嵌入含極性的單體，使合成的樹(shù)脂微粉在水中有非常好的分散效果，提高了熱膨脹樹(shù)脂微粉的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

樹(shù)脂微粉外殼為含有1個(gè)聚合性雙鍵單體通過(guò)自由基聚合而成，單體沒(méi)有特別的限定，例如：丙烯腈、甲基丙烯腈、a-氯丙烯腈、a-乙氧基丙烯腈、富馬腈等腈類(lèi)單體；（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸正丁酯、（甲基）丙烯酸異冰片酯、（甲基）丙烯酸叔丁酯、（甲基）丙烯酸丙酯等（甲基）丙烯酸酯類(lèi)單體；氯乙烯、偏氯乙烯、溴乙烯、氟乙烯等鹵乙烯單體；乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯酯單體；苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯等苯乙烯類(lèi)單體。

樹(shù)脂微粉外殼是由上述至少一種單體聚合構(gòu)成，單體如包括一種含腈的單體，優(yōu)選丙烯腈和甲基丙烯腈的一種，更優(yōu)選丙烯腈單體，最優(yōu)選丙烯腈和甲基丙烯腈兩種單體。腈類(lèi)單體的重量比例占總單體重量，優(yōu)選20～95重量%，更優(yōu)選30～90重量%，最優(yōu)選50～70重量%。

單體如包括（甲基）丙烯酸酯類(lèi)優(yōu)選（甲基）丙烯酸甲酯和（甲基）丙烯酸乙酯單體中的至少一種，最優(yōu)選（甲基）丙烯酸甲酯，單體重量比例優(yōu)選1～30重量%，更優(yōu)選1～20重量%，最優(yōu)選1～10重量%。

單體如包括鹵乙烯類(lèi)單體優(yōu)選氯乙烯和偏氯乙烯，最優(yōu)選偏氯乙烯。單體重量比例優(yōu)選1～90重量%，更優(yōu)選10～80重量%，最優(yōu)選20～70重量%。

單體如包括苯乙烯類(lèi)單體最優(yōu)選苯乙烯，單體重量比例優(yōu)選1～90重量%，更優(yōu)選5～70重量%，最優(yōu)選10～50重量%。

單體如包括乙烯酯類(lèi)單體最優(yōu)選乙酸乙烯酯，單體重量比例優(yōu)選1～40重量%，最優(yōu)選1～20重量%。

樹(shù)脂微粉中聚合物外殼的油性材料中包括多官能單體，該類(lèi)單體作為交聯(lián)劑可以改善樹(shù)脂微粉發(fā)泡后內(nèi)部發(fā)泡劑的保持率。多官能單體舉例如：二乙烯基苯、二（甲基）丙烯酸乙二醇酯、二（甲基）丙烯酸丙二醇酯、二（甲基）丙烯酸三乙二醇酯、二（甲基）丙烯酸1,4-丁二醇酯、三（甲基）丙烯酸三羥甲基丙烷酯、三（甲基）丙烯酸季戊四醇酯、PEG#200二（甲基）丙烯酸酯、PEG#400二（甲基）丙烯酸酯、PEG#600二（甲基）丙烯酸酯等。

上述交聯(lián)劑選擇1種或2種以上。交聯(lián)劑的用量可以根據(jù)單體配方和應(yīng)用的不同而定，如果要求對(duì)內(nèi)包覆發(fā)泡劑膨脹后保持率高可以多加些，例如，炸藥敏化時(shí)，膨脹好的樹(shù)脂微粉必須持有較高發(fā)泡劑保持率。以總單體為基準(zhǔn)交聯(lián)劑用量?jī)?yōu)選0.01～5重量%，更優(yōu)選0.1～2重量%，最優(yōu)選0.1～1.5重量%。

樹(shù)脂微粉聚合單體引發(fā)劑沒(méi)有特別限制，例如，過(guò)氧化二碳酸酯、偶氮化合物、二酰基過(guò)氧化物等。

具體舉例如下：過(guò)氧化二碳酸二乙酯、三十二烷基過(guò)氧化二碳酸酯、二（4-叔丁基環(huán)己基）過(guò)氧化二碳酸酯、過(guò)氧化二碳酸二環(huán)己酯、過(guò)氧化二碳酸雙（2-乙氧基乙基）酯、叔丁基過(guò)氧化-2-乙基己酸酯、過(guò)氧化月桂酰（LPO）、過(guò)氧化苯甲酰、偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈等。