[發明專利]熱致性顆粒、其制備方法和用途以及含有其的摻雜聚合物

有效

• 申請號: 201380019577.0
• 申請日: 2013-03-18
• 公開（公告）號: CN104364270B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: A·西博思;R·魯姆曼;繆林;J-U·齊利斯;D·克魯伯
• 申請（專利權）人: 夸茲沃克公司
• 主分類號: C08F2/22
• 分類號: C08F2/22
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司31266
• 代理人: 崔佳佳,馬莉華

本發明涉及一種制備用于摻雜聚合物基質的熱致性顆粒(thermotropic particle)的方法，以及此類的摻雜聚合物。本發明的摻雜聚合物基質被用來防曬，例如，以油漆，涂料，樹脂，熱固性塑料或熱塑性塑料的形式。

防止建筑物過熱的保護仍然主要由傳統的機械遮光實現。在全球，用于冷卻建筑物的年平均能源消耗已經幾乎超過了足夠為他們加熱的能源。建筑中越來越多玻璃幕墻的使用，包括有機玻璃的使用，不斷加速著這一過程。當今玻璃幕墻的優良熱絕緣能力使得建筑物在冬季不會降溫過多，但在溫暖的季節會在能量上有相反的作用。用于冷卻的電力是必要的。為避免增加城市的熱應力需要優化能量平衡。因此，建筑物必須進行規劃以實行被動冷卻，而不是為他們提供電力空調系統。

新的技術，如氣致變色(gasochromism)，特別是電致變色，迄今未能在市場中有一席之地。甚至是在他們引入市場十年以后，他們仍然只是一個小角色。除了經濟方面，主要的原因仍然是一些尚未解決的技術問題及后續維護成本高。

熱致凝膠(親和株式會社-Affinity Co.Ltd.)或聚合物共混物(英特佩恩公司-INTERPANE)用于防曬已經討論了幾十年。采用相分離作為物理效應的這兩類材料不能在市場上有所突破。以膠囊形式使用的相變材料(PCM)用于熱反射/防曬和將它們摻入塑料也屬于熟悉的現有技術。因此，公開號WO93/15625A1的專利描述服裝和鞋類的熱隔絕，EP1321182B1描述用于溫度控制的潛在熱儲存運用，US 2003/0109910A1描述用于服裝和手套或連指手套的絕緣層，WO 94/02257A2描述了PCM為服裝和醫療治療目的的應用。然而，這些文件并沒有對適合自適應防曬的熱可控光學效應的應用相關實施提供明確指示。

EP 1 258 504B1中提出的將通式為C_nH_n+2(其中n＝5至30)的脂肪族化合物的熱致性單體以0.5-10wt％的濃度應用于的光固化聚合物以影響溫度依賴性折射率無法達到市場化。出版物“以熱致性和熱變色聚合物為基礎的太陽能控制自適應材料(太陽能控制材料2010；3(12):5143-5168)("Thermotropic and Thermochromic Polymer Based Materials for Adaptive Solar Control(Solar Control.Materials 2010；3(12):5143-5168))是目前防曬材料的概述。對基于鏈烷核心和乙烯基單體外殼的熱致性聚烯烴薄膜進行了探討。擠出過程中的穩定性是通過使用外殼改進的(多層)。

除了尚未解決的技術問題，熱致性系統中采用的反應機制即便在今天仍然知之甚少，包括競爭性化學反應，在凝膠和共混體系中的相分離，PCM中的相變，這是不能引入廣闊市場的主要原因。

所有現有的系統涉及聚合物基質中光學活性物質的遷移效應，在擠出過程中的化學和機械穩定性不足，粘附性較差從而導致粘附失敗，光不穩定，或經歷化學降解過程，特別是在生物聚合物的應用，如淀粉混合衍生物。具有光學轉換的性能并用于可重復制備熱致性防曬膜的擠出穩定的膠囊尚不存在。

因此，本發明的目的是開發熱致性顆粒，他們特定的表面結構，溫度依賴的半透明度，在聚合物基質中的摻雜性和擠出穩定性使它們能夠用于防曬。依賴于溫度，摻雜了熱致性顆粒的塑料的半透明度可以可逆地轉換。

此目的是通過具有權利要求1的特征的本發明的方法，具有權利要求6的特征的熱致性顆粒，和具有權利要求9的特征的摻雜聚合物來實現的。權利要求13提供了本發明摻雜聚合物的應用。更多的從屬權利要求揭示了更多有利的實施方案。

根據本發明，提供了一種用于制備摻雜聚合物基質的熱致性顆粒的方法，它包括以下步驟:

a.提供包含至少一種適合于聚合物形成的單體的有機相，和至少一種有機溶劑；

b.提供包含至少一種表面活性劑和/或至少一種表面活性化合物的水相；

c.通過混合所述兩相來制備所述水相和有機相的分散體；

d.任選地加入至少一種引發劑來啟動聚合物形成；

e.聚合物形成的第一階段，形成了基本上為球型的顆粒芯；

f.聚合物形成的第二階段，摻入從顆粒芯表面的球形結構偏離的錨固基團(anchor group)；和

g.分離熱致性顆粒。