[發明專利]一種熱膨脹型發泡微球及其制備方法

有效

• 申請號: 201410261388.0
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN104014287A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 呂建平;劉姣姣;周凱軍;李嵩
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B01J13/14
• 分類號: B01J13/14
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

1.一種熱膨脹型發泡微球，其特征在于：所述熱膨脹型發泡微球由外到內依次由外層殼、內層殼和囊芯組成；所述外層殼為明膠改性低交聯度氨基樹脂；所述內層殼為支化結構聚氨酯/烯屬可聚單體；所述囊芯為低沸點脂肪族烷烴；所述囊芯、內層殼和外層殼之間的質量比為100:125-330:1-15。

2.根據權利要求1所述的熱膨脹型發泡微球，其特征在于：所述熱膨脹型發泡微球的粒徑為3-20μm。

3.一種權利要求1所述的熱膨脹型發泡微球的制備方法，包括內層殼預聚物的制備、外層殼預聚物的制備、外層殼的制備及內層殼的制備各單元過程，其特征在于：

所述內層殼預聚物的制備是首先將聚合物多元醇在95-110℃真空脫水1-2h，然后降溫至50℃，加入多異氰酸酯，升溫至70℃保溫反應2h，隨后加入催化劑，于70℃保溫反應40min；反應液降溫至60℃，加入含羥基的丙烯酸酯類單體、支化劑、烯屬可聚單體和發泡劑，于60℃反應2h，反應結束后降至室溫，得到雙鍵封端支化結構聚氨酯混合物溶液；其中聚合物多元醇、多異氰酸酯、支化劑與含羥基的丙烯酸酯類單體的摩爾比為(0.8-1.1)：(2.8-3.2)：(0.3-0.5)：(1.5-1.8)，催化劑的質量為聚合物多元醇、多異氰酸酯、支化劑與含羥基的丙烯酸酯類單體的總質量的0.01-0.4％，發泡劑的質量為聚合物多元醇、多異氰酸酯、支化劑、含羥基的丙烯酸酯類單體與烯屬可聚單體的總質量的30-80％，聚合物多元醇、多異氰酸酯、支化劑與含羥基的丙烯酸酯類單體的總質量與烯屬可聚單體的質量比為0.25-1：1；

所述外層殼預聚物的制備是將氨基樹脂類物質、甲醛類物質和水混合均勻，水的質量是氨基樹脂類物質質量的7-14倍，用堿液調pH值7-10，升溫至60-90℃反應至反應液澄清后加入明膠和明膠質量6-12倍的水，保溫反應20-40min，反應結束后降至室溫，得到明膠改性氨基樹脂預聚物；氨基樹脂類物質的質量為發泡劑質量的1-10％，甲醛類物質的質量為氨基樹脂類物質質量的10-40％，明膠的質量占氨基樹脂類物質質量的3-16％；

所述外層殼的制備是將引發劑、雙鍵封端支化結構聚氨酯混合物溶液和分散劑加入水中進行均質乳化，隨后加入明膠改性氨基樹脂預聚物，得到發泡劑乳化液；向所述發泡劑乳化液中加酸式調節劑調pH值4-6，于20-25℃反應2-4h，得到明膠改性低交聯度氨基樹脂外層殼的分散液；引發劑的質量為雙鍵封端支化結構聚氨酯混合物溶液質量的0.1-3％，雙鍵封端支化結構聚氨酯混合物的質量、明膠改性氨基樹脂預聚物的質量與發泡劑的質量之比為(125-330)：(1-15)：100；

所述內層殼的制備是將所述明膠改性低交聯度氨基樹脂外層殼的分散液升溫至50-80℃反應5-24h，支化結構聚氨酯/烯屬可聚單體內層殼形成，即得到熱膨脹型發泡微球。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：

內層殼預聚物的制備過程中，所述聚合物多元醇選自聚四氫呋喃醚類多元醇、聚己內酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚氧化丙烯二元醇中的一種或幾種，所述聚合物多元醇的數均分子量為600-4000；

所述多異氰酸酯選自1，6-六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、異弗爾酮二異氰酸酯、環己烷二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯中的一種或幾種；

所述催化劑為有機叔胺類催化劑或有機錫類催化劑，所述有機叔胺類催化劑選自三亞乙基二胺、三乙胺、四甲基丁二胺或三乙醇胺，所述有機錫類催化劑選自二丁基二月桂酸錫、辛酸亞錫或二烯酸二丁基錫；

所述含羥基的丙烯酸酯類單體為丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯或甲基丙烯酸羥丙酯；

所述支化劑為三羥甲基丙烷、季戊四醇或丙三醇；

所述發泡劑為C₅-C₁₂直鏈或支鏈飽和烴類化合物；

所述烯屬可聚單體選自腈類單體、丙烯酸類單體、丙烯酸酯類單體、丙烯酰胺類單體中的一種或幾種。