[發明專利]聚氯乙烯樹脂發泡專用的可熱膨脹聚合物微球及其制備方法

有效

• 申請號: 201711266156.4
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108084483B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 劉春信;張振國;張海瑜;馮智剛;焦淑元
• 申請（專利權）人: 山東瑞豐高分子材料股份有限公司
• 主分類號: C08J9/32
• 分類號: C08J9/32;C08L27/06
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 傅玉英

本發明是一種聚氯乙烯樹脂發泡專用的可熱膨脹聚合物微球及其制備方法，屬于可膨脹粒子。由熱塑性樹脂殼體和被封裝在殼體內的發泡劑組成，將可聚合單體、交聯劑組成的油相組合物分散在水相分散組合物中，在發泡劑存在下，通過懸浮聚合反應，原位包覆發泡劑，直接制得包覆發泡劑的聚合物微球；其特征在于所述油相組合物中除了含有可聚合單體、交聯劑以外，還包括硅烷偶聯劑，所述發泡劑是異戊烷、異辛烷和正辛烷三者的混合物；提供了一種核－殼結構完整、粒徑分布均勻、發泡劑包覆效率高；而且殼層聚合物耐熱性好，膨脹時的初始溫度較高、最高膨脹溫度較高、發泡倍率高，具有較寬的穩泡溫程，聚氯乙烯樹脂發泡專用的可熱膨脹聚合物微球。

技術領域

本發明是一種聚氯乙烯樹脂發泡專用的可熱膨脹聚合物微球及其制備方法。屬于可膨脹粒子。

背景技術

熱可膨脹聚合物微球是一種用途廣泛的多功能發泡材料。是具有殼-核結構的粒徑極其微小的球形顆粒。微球的內核為液態的低沸點烷烴，微球的殼體為氣密性良好的能阻止核內物質逃逸的熱塑性高分子聚合物。常溫下，微球外殼堅硬，粒子微小。受熱時，當加熱溫度高于殼體的玻璃化轉化溫度時，殼體材料軟化同時內核材料氣化產生內壓，致使微球膨脹。體積明顯增大。微球膨脹前的粒徑一般為5～100μm，膨脹后，體積可擴大為原來的幾十倍，甚至上百倍；冷卻后，聚合物外殼不回縮，微球的密度則可從原來的400～1200kg/m³降低至20～30kg/m³，或者更小。而且，當溫度恢復到加熱以前的環境溫度時，微球的體積依然保持在膨脹后的狀態。即微球的膨脹過程是不可逆的。微球開始膨脹時的初始溫度稱為Tstart,微球膨脹到最大時的溫度稱為Tmax。

由于熱可膨脹聚合物微球本身特殊的結構賦予熱可膨脹聚合物微球良好的發泡性能。用于熱塑性樹脂發泡時。與單純的氣體發泡工藝相比較，具有發泡溫度適宜、穩泡區間寬泛、發泡倍率高、冷卻后不回彈、顏色亮白、無毒無臭等特點。被廣泛用于熱塑性樹脂、橡膠或者熱塑性彈性體的發泡加工。而且賦予發泡產品更好的加工性能，進一步提高發泡產品的彈性和回彈性。

聚氯乙烯樹脂是五大通用塑料之一，其產量僅次于聚乙烯。PVC因其具有阻燃、耐磨、絕緣等優良性能，在輕工、農業、建材、包裝、日常生活、公用事業、電力等領域得到廣泛應用。

聚氯乙烯發泡材料因其具有質量輕，比強度較高，保溫隔音性好，良好的緩沖減震效果，熱導率低，易于采用機械方法加工，可焊接，高阻燃性，良好的耐化學試劑性，耐腐防潮，表面可著色、印刷、覆膜，良好的耐候性能。

但是，聚氯乙烯樹脂的發泡加工，需要在較高的溫度下操作。一般在170～220℃。而且操作時間持續較長。因此熱可膨脹聚合物微球當被應用到聚氯乙烯樹脂的發泡加工工藝中時，則希望熱可膨脹聚合物微球本身具有較高的微球開始膨脹時的初始溫度(Tstart值),在許多情況下還需要具有較高的微球膨脹到最大時的溫度(Tmax值)。

另外，聚氯乙烯樹脂采用一般的化學方法發泡，發泡倍率只能達到20倍，再增加就十分困難。

現有技術中，適合于聚氯乙烯樹脂發泡加工的高溫熱可膨脹聚合物微球還不多見。

懸浮聚合具有傳熱好，產物易分離、雜質較少等優點。廣泛用于聚氯乙烯、聚苯乙烯、PMMA、VDC共聚物等樹脂的生產。懸浮聚合法制備熱可膨脹微球也是人們通常采用的聚合方法。

但是，現有技術中，采用懸浮聚合方法制備的熱可膨脹聚合物微球還存在如下不足，難以制得適合于聚氯乙烯樹脂發泡加工熱可膨脹聚合物微球：

1.粒徑分布不均勻。

2..熱可膨脹聚合物微球的熱塑性樹脂殼層聚合物耐熱性差，導致熱膨脹微球在樹脂發泡加工過程中，容易黃變和破裂。

3.核-結構不完整，發泡劑包覆率低。

5.產品耐熱性能不夠好。發泡溫度在140～170℃之間。