[發明專利]一種基于2,3?戊二酮為光引發劑的聚苯乙烯微球的制備方法

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• 申請號: 201710314097.7
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107129551A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 陳興建
• 申請（專利權）人: 佛山市飛時達新材料科技有限公司
• 主分類號: C08F112/08
• 分類號: C08F112/08;C08F2/48;C07C45/45;C07C49/12
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 連圍

技術領域：

本發明涉及高分子微球的制備領域，具體的涉及一種基于2,3-戊二酮為光引發劑的聚苯乙烯微球的制備方法。

背景技術：

光聚合作為一種重要的聚合物材料的合成技術，與傳統的熱聚合相比，具有環境污染小、能耗低、聚合速度快、聚合溫度低、設備簡單以及易于工業化生產等優點。隨著全球化經濟的飛速發展，環境污染問題和能源危機日趨嚴重，而光聚合環境污染小和生產能耗低的優點正符合聚合技術未來發展方向，具有極為廣闊的應用前景。

高分子微球，特別是高分子納米微球，在許多領域如醫學工程、生物工程、電子信息、化學工程、化妝品等等領域有著廣泛的應用。高分子微球的合成方法很多，如乳液聚合、懸浮聚合、分散聚合、沉淀聚合，在這些常規的聚合已經形成粒徑在0.01-100μm范圍的尺寸均一的微球制備體系。但是，這些聚合方法基本采用熱引發聚合體系，與熱引發聚合相比，光引發聚合具有許多獨特優點，如可通過光照和光滅控制反應開始和停止、反應速度可通過紫外光強度來控制、光聚合活化能低、能耗低、可在較低溫度下聚合和溫度對聚合速率的影響較小等因而在高分子微球的制備方面具有獨特的優勢。

聚苯乙烯微球是高分子微球的一種，其單分散性較好，比表面積大，可用于制造模板劑，色譜柱填料和造孔劑。

發明內容：

本發明的目的是提供一種基于2,3-戊二酮為光引發劑的聚苯乙烯微球的制備方法，該方法節能環保，單體轉化率高，成本低。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于2,3-戊二酮為光引發劑的聚苯乙烯微球的制備方法，包括以下步驟：

(1)將氫氧化鈣和磷酸混合加入到蒸餾水中，攪拌混合3-5h，得到混合溶液，向混合溶液中加入硝酸鉀，繼續攪拌混合10-30min，升溫至70℃繼續攪拌直至糊狀，然后在100℃下烘干，并在空氣氣氛下，600-700℃下煅燒8-10h，制得鉀摻雜改性羥基磷灰石催化劑；

(2)將上述制得的鉀摻雜改性羥基磷灰石催化劑置于固定化反應器中，催化劑置于反應器中間，兩端采用石英棉封端，將載氣攜帶乳酸溶液通過固定化反應器中的催化劑反應，制得2,3-戊二酮；

(3)將苯乙烯和質量分數為5％的氫氧化鈉水溶液混合攪拌10-30min，靜置分層，苯乙烯層用超純水清洗至中性，并用無水硫酸鎂干燥，減壓蒸餾，得到預處理的苯乙烯，備用；

(4)將分散穩定劑和無水乙醇混合攪拌均勻，并加入上述制得的2,3戊二酮，攪拌5min后加入預處理的苯乙烯，在氮氣保護下，密閉的反應容器內紫外光照射下反應，反應結束后，關閉紫外燈，離心，得到白色乳液，將白色乳液在40℃下旋轉蒸發除去溶劑，沉淀依次用無水乙醇和超純水洗滌2-3次，冷凍干燥后，得到聚苯乙烯微球。

作為上述技術方案的優選，步驟(1)中，所述氫氧化鈣、磷酸的摩爾比為1.622：(0.334-2.333)。

作為上述技術方案的優選，步驟(1)中，所述混合溶液中，蒸餾水與氫氧化鈣的質量比為(50-60)：1。

作為上述技術方案的優選，步驟(1)中，所述氫氧化鈣與硝酸鉀的摩爾比為1.622：(0.334-2.333)。

作為上述技術方案的優選，步驟(2)中，所述乳酸水溶液的質量濃度為20-50％。

作為上述技術方案的優選，步驟(2)中，所述反應的溫度為300-360℃。

作為上述技術方案的優選，步驟(2)中，乳酸水溶液進入固定化水溶液的速度為1mL/h，載氣的流速為1mL/h。

作為上述技術方案的優選，步驟(4)中，所述分散穩定劑為PVP。

作為上述技術方案的優選，步驟(4)中，所述分散穩定劑、2,3-戊二酮、預處理苯乙烯的質量比為(0.05-0.8)：(0.5-1)：5。

作為上述技術方案的優選，步驟(4)中，紫外燈的功率為36W，制得聚苯乙烯微球的粒徑為100-200nm。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

本發明制備聚苯乙烯微球的過程中，采用2,3-戊二酮作為光引發劑，其價格低廉，制備成本低，在2,3戊二酮的制備中，本發明采用鉀摻雜改性羥基磷灰石作為催化劑，其催化效率高，2,3-戊二酮收率高，而且對環境無污染，本發明制得的聚苯乙烯微球的粒徑大小為100-200nm，單體苯乙烯的轉化率為75-88％。

具體實施方式：

為了更好的理解本發明，下面通過實施例對本發明進一步說明，實施例只用于解釋本發明，不會對本發明構成任何的限定。