[發(fā)明專利]一種聚合物發(fā)泡微球及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010326335.8
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN113549241A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉祥;汪舟鷺
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08J9/20
• 分類號: C08J9/20;C08J9/14;C08F220/48;C08F214/10;C08F220/54;C08F220/14;C08F220/58;C08F212/36;C08F222/14;C08F222/38;C08F222/20;C08F220/56;C08F2/44;C
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 盧亞麗

1.一種聚合物發(fā)泡微球，其特征在于，是由可塑性聚合物外殼以及封在微球內(nèi)部的惰性烴類發(fā)泡劑構(gòu)成；通過加熱使發(fā)泡劑汽化，汽化壓力使殼層聚合物膨脹，發(fā)泡形成葡萄狀的，由多個小球連接在一起的聚合物發(fā)泡微球；所述可塑性聚合物外殼是由烯屬不飽和單體通過自由基微懸浮聚合形成的；其中所述烯屬不飽和單體是由丙烯酰胺類單體、丙烯腈單體及自由基聚合可能的其它單體組成的，且丙烯酰胺類單體、丙烯腈單體為制備聚合物發(fā)泡微球的必須成分；以烯屬不飽和單體總重量為100wt％作為計算基準(zhǔn)，丙烯腈單體占40-80wt％，丙烯酰胺類單體占1-20wt％，自由基聚合可能的其它單體占19-40wt％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物發(fā)泡微球，其特征在于所述丙烯酰胺類單體為N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺的一種及兩種任意比例的混合物；所述惰性烴類發(fā)泡劑為異丁烷、正丁烷、異戊烷、正戊烷、環(huán)戊烷中的一種及兩種任意比例的混合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物發(fā)泡微球，其特征在于所述自由基聚合可能的其它單體為偏二氯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸、二乙烯基苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇雙丙烯酸酯、乙二醇雙丙烯酸酯、乙氧基三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯中的一種及兩種任意比例的混合物。

4.一種權(quán)利要求1所述的聚合物發(fā)泡微球的制備方法，其特征在于，是首先通過將油溶性過氧化物、偶氮類引發(fā)劑的一種或兩種組合與含丙烯腈單體、丙烯酰胺類單體和自由基聚合可能的其它單體及發(fā)泡劑混合形成油相，再與含有電解質(zhì)、乳化劑及Mg(OH)₂膠體分散劑的水相復(fù)合分散液中進行混合和高速剪切乳化分散，將得到的乳化分散液轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)器中進行微懸浮聚合，最后得到內(nèi)包發(fā)泡劑的聚合物微球乳液，然后，經(jīng)過離心分離、水洗、干燥、粉碎及發(fā)泡等過程，得到聚合物發(fā)泡微球。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟包括：

(1)氫氧化鎂的制備：

將可溶性鎂鹽溶解在去離子水中，得到鎂鹽溶液，在機械攪拌下，向鎂鹽溶液中加入強堿溶液，得到Mg(OH)₂膠體分散劑；

所述可溶性鎂鹽和強堿中的Mg與OH的摩爾比為1:4～2:5；

所述Mg(OH)₂膠體的D50為0.05～0.50μm；

(2)水相復(fù)合分散液相的制備：

將可溶性電解質(zhì)慢慢地加入到Mg(OH)₂膠體分散劑，同時加入去離子水使電解質(zhì)完全溶解，再進一步溶解少量乳化劑，制備得到水相復(fù)合分散液；

所述可溶性電解質(zhì)在去離子水中的濃度≥10wt％；

所述乳化劑在去離子水中的濃度為0.005～2wt％

(3)聚合物發(fā)泡微球的制備：

(a)以烯屬不飽和單體總重量為100wt％作為計算基準(zhǔn)，將0.5～8.0wt％的油溶性引發(fā)劑溶解在100wt％的烯屬不飽和單體中，再與10～40wt％惰性烴類發(fā)泡劑混合形成油相；(b)將油相加入到水相復(fù)合分散液相混合攪拌形成預(yù)乳化分散液；(c)采用高速剪切乳化分散機將預(yù)乳化分散液進行乳化分散；(d)將乳化分散液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，用惰性氣體調(diào)節(jié)聚合壓力至0.45-7.0MPa，在40～75℃下進行微懸浮聚合，得到內(nèi)藏發(fā)泡劑的聚合物微球乳液；(e)經(jīng)過離心分離、水洗、干燥、粉碎及發(fā)泡等過程，最終制備得到聚合物發(fā)泡微球。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚合物發(fā)泡微球的制備方法，其特征在于，在步驟(1)氫氧化鎂的制備中，所述的可溶性鎂鹽為氯化鎂、硝酸鎂、碳酸鎂、硫酸鎂的一種及兩種任意比例的混合物；所述的強堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰的一種或兩種以上的組合。