[發(fā)明專利]可發(fā)泡PMI前驅(qū)體珠粒及基于水相懸浮法和超臨界CO2的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210003226.1
• 申請日: 2022-01-04
• 公開（公告）號: CN114381030A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張廣成;劉偉;李斯涵;高煜松;史學(xué)濤
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08J9/20
• 分類號: C08J9/20;C08J9/228;C08J9/12;C08J9/14;C08L33/02;C08F220/06;C08F220/46;C08F220/48;C08F220/56;C08F2/18
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種可發(fā)泡PMI前驅(qū)體珠粒，其特征在于包括油相和水相的混合物，其中油相占水相的質(zhì)量比為10％～35％；所述油相中各組分的重量比：40～65％的主單體M₁、30～60％的主單體M₂、0～10％的交聯(lián)劑和0.01～0.5％的引發(fā)劑；所述水相中各組分重量比占去離子水的比例如下：10～40％的水溶性無機(jī)鹽、0.05～3％的分散劑、0.02～1％的表面活性劑；所述主單體M₁為甲基丙烯酸或者丙烯酸；所述主單體M₂為甲基丙烯腈或者丙烯腈；所述可發(fā)泡PMI前驅(qū)體珠粒直徑為0.8～12mm，在160～240℃的溫度下進(jìn)行模內(nèi)發(fā)泡。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述可發(fā)泡PMI前驅(qū)體珠粒，其特征在于：所述交聯(lián)劑為(甲基)丙烯酰胺、丙烯酸鎂、甲基丙烯酸鎂、丙烯酸鋅、甲基丙烯酸鋅或雙馬來酰亞胺。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述可發(fā)泡PMI前驅(qū)體珠粒，其特征在于：所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈AIBN、偶氮二異庚腈AIVN、過氧化二苯甲酰BPO、過氧化十二酰LPO、過氧化甲乙酮MEKP、過氧化叔戊酸叔丁酯TBPV、過氧化二碳酸二異丙酯IPP或過氧化二碳酸二環(huán)己酯DCPD。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述可發(fā)泡PMI前驅(qū)體珠粒，其特征在于：所述水溶性無機(jī)鹽為氯化鈉、硫酸鈉、硝酸鈉、氯化鉀、硫酸鉀或硝酸鉀。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述可發(fā)泡PMI前驅(qū)體珠粒，其特征在于：所述分散劑為聚乙烯醇、丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、聚(甲基)丙烯酸、明膠、甲基纖維素、羧甲基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、乙基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙二醇、甲基纖維素或羧甲基纖維素。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述可發(fā)泡PMI前驅(qū)體珠粒，其特征在于：所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、硬脂酸、脂肪酸甘油酯或脂肪酸山梨坦。

7.一種基于水相懸浮法和超臨界CO₂制備權(quán)利要求1～6任一項所述可發(fā)泡PMI前驅(qū)體珠粒的方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將主單體M₁、主單體M₂、交聯(lián)劑和引發(fā)劑，按照重量比：40～70％的主單體M₁、30～60％的主單體M₂、0～10％的交聯(lián)劑和0.01～0.5％的引發(fā)劑混合均勻，配制成油相；

步驟2：將去離子水、水溶性無機(jī)鹽、分散劑、表面活性劑，按照10～40％的水溶性無機(jī)鹽、0.05～3％的分散劑、0.02～1％的表面活性劑和余量為去離子水混合均勻，配制成水相；

步驟3：將水相倒入反應(yīng)釜中攪拌，控制反應(yīng)釜溫度在25～45℃，向反應(yīng)釜內(nèi)加入油相，繼續(xù)攪拌5～60min提高反應(yīng)溫度至45～75℃，保持反應(yīng)3～20h，隨后升高反應(yīng)溫度至75～95℃進(jìn)行熟化處理1h后自然冷卻至室溫，得聚合物珠粒；

所述油相占水相的質(zhì)量比為10％～35％；

步驟4：將反應(yīng)后的聚合物珠粒通過金屬篩網(wǎng)過濾，舍棄結(jié)塊材料，清洗，烘干從而得到PMI前驅(qū)體珠粒；所述PMI前驅(qū)體珠粒直徑為0.5～10mm；

步驟5：將PMI前驅(qū)體珠粒置于超臨界CO₂高壓釜內(nèi)，向釜內(nèi)加入SC-CO₂的共發(fā)泡劑，并保持高壓釜內(nèi)壓力8～30MPa，溫度35～135℃，飽和時間3～30h；

所述SC-CO₂的共發(fā)泡劑的含量能夠浸沒整個模具；

隨后對高壓釜進(jìn)行卸壓發(fā)泡，卸壓速度小于1MPa/min，卸壓完成后取出釜內(nèi)珠粒，從而得到發(fā)泡PMI前驅(qū)體珠粒；所述可發(fā)泡PMI前驅(qū)體珠粒直徑為0.8～12mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：所述攪拌速度100～500rpm。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：所述篩網(wǎng)為500μm。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：所述SC-CO₂的共發(fā)泡劑包括戊烷、乙醇、水、異辛烷、甲醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇或異丁醇。