[發明專利]一種潛伏型微膠囊固化劑的制備方法

在審

• 申請號: 201711364269.8
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN107875985A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 楊曉軍;范蘊蘊;趙李陽;王晶
• 申請（專利權）人: 北京工業大學;北京兆福基新材料科技發展有限公司
• 主分類號: B01J13/04
• 分類號: B01J13/04
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司11335
• 代理人: 王秀麗

技術領域

本發明涉及固化劑制備技術領域，尤其涉及一種潛伏型微膠囊固化劑的制備方法。

背景技術

潛伏型固化劑是一類與環氧樹脂配合后，在室溫或低溫下具有較長的貯存適用期，在高溫下具有快速固化特征的環氧膠體系。微膠囊固化劑是將固化劑用微膠囊技術包覆起來，以阻止其與基體樹脂(通常為環氧樹脂)的直接接觸，提高樹脂的貯存適用期。在一定條件(升高溫度或增加壓力等)下，微膠囊軟化或破裂，釋放出固化劑，完成固化反應。與傳統的潛伏型固化劑，如硼胺絡合物、咪唑鹽及其衍生物、胺類及改性胺系固化劑、金屬鹽及金屬乙酞丙酮化合物等相比，微膠囊固化劑貯存期更長，由微膠囊固化劑制備的單組分膠黏劑、預浸料、漆、涂料、密封劑及灌封料等，使用方便、穩定性高、易于實現自動化，適應現代大規模工業化生產。

國內外已有不少微膠囊固化劑的制備方法的公開專利和文獻報道，其中，界面聚合法等化學方法是制備微膠囊的常用方法。但是，界面聚合法等化學方法存在反應時間長、反應設備復雜、所需原材料成本高等缺點。與之對比，溶劑揮發法是一種物理方法，具有操作簡便、實驗條件易于控制、較易實現大規模生產等優點，可得到形態規整的微膠囊。微膠囊的尺寸大小依賴于乳化形成的初始液滴的尺寸大小，因此，要制備形態規整、尺寸較小且均一的微膠囊，應先得到乳化效果較好的乳液。文獻中報道的乳化方法多是采用高能乳化法，即采用高剪切分散乳化機或超聲波細胞粉碎機等設備來進行乳化。這種乳化方法需要很高的機械能，而且能量利用率很低。

發明內容

針對上述研究中存在的不足之處，本發明提供一種潛伏型微膠囊固化劑的制備方法。

為實現上述目的，本發明提供一種潛伏型微膠囊固化劑的制備方法，包括：

步驟1、將微膠囊的膜材、芯材及油相增稠劑溶解于有機溶劑中，混合得到油相；所述膜材為聚合物，所述芯材為固化劑；

步驟2、將分散劑、乳化劑溶解或均勻分散于去離子水中，得到水相；

步驟3、將所述水相滴加入所述油相中，形成油包水乳液；繼續滴加水相，直至發生乳液相反轉，形成穩定的水包油乳液，并繼續乳化30分鐘以上；

步驟4、采用38-42℃的水浴加熱水包油乳液，并向水包油乳液中滴加膜材沉淀劑；

步驟5、溶劑揮發后收集析出的微膠囊，清洗、烘干，得到潛伏型微膠囊固化劑。

作為本發明的進一步改進，所述聚合物為聚丙烯酸酯類、聚苯乙烯類中的一種或多種，所述聚丙烯酸酯類包括聚甲基丙烯酸甲酯及其衍生物，所述聚苯乙烯類包括聚苯乙烯、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和苯乙烯-二乙烯基苯共聚物；

所述固化劑為芳香族多胺、脂環胺、聚酰胺中的一種或多種。

作為本發明的進一步改進，所述油相增稠劑為石油酯、聚雙硬脂酸酯及聚酰胺中的一種或多種。

作為本發明的進一步改進，所述有機溶劑為二氯甲烷、丙酮中的一種或多種。

作為本發明的進一步改進，按重量份計，所述膜材為10～50份，所述芯材為10～100份，所述油相增稠劑為5～100份，所述有機溶劑為200～2000份。

作為本發明的進一步改進，所述分散劑為聚乙烯基吡咯烷酮、明膠、聚乙烯醇或聚乙烯醇縮醛、氣相二氧化硅中的一種或多種。

作為本發明的進一步改進，所述乳化劑為吐溫、曲拉通、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的一種或多種。

作為本發明的進一步改進，按重量份計，所述分散劑為2～20份，所述乳化劑為2～20份，所述去離子水為500～2500份。

作為本發明的進一步改進，所述膜材沉淀劑為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的一種或多種，膜材沉淀劑分批加入，每次加入5～30mL；膜材沉淀劑的添加量為油相中有機溶劑體積量的1～3倍，或為水包油乳液總體積量的1/3～1倍。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

本發明的制備方法采用相反轉乳化方法和溶劑揮發法相結合，相反轉乳化方法具有成本低且節能環保的優點，可得到穩定的水包油乳液，分散相的尺寸分布較窄，大小可控；在油相中加入油相增稠劑，可提高油相液滴的穩定性，改善微膠囊的包覆效果；在溶劑揮發過程中，往乳液中慢慢加入膜材沉淀劑，可加快微膠囊表面的固化過程。

附圖說明

圖1為本發明一種實施例公開的潛伏型微膠囊的掃描電鏡照片；

圖2為本發明一種實施例公開的潛伏型微膠囊固化劑與環氧樹脂組成的單組分環氧樹脂膠粘劑與DDM固化環氧樹脂的DSC曲線對比圖。

具體實施方式