[发明专利]热膨胀性微球的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种热膨胀性微球的制备方法及其应用。

背景技术

热膨胀性微球具有包含热塑性树脂的壳和被包封在壳内的发泡剂的 结构，并且通常称作热膨胀性微囊。热塑性树脂通常包括偏二氯乙烯系共 聚物、丙烯腈系共聚物和丙烯酸系共聚物；并且主要采用的发泡剂包括烃， 如异丁烷和异戊烷(参见专利文献1)。 专利文献2中公开了具有高热耐久性的热膨胀性微囊，例如，包含由 含有80重量％以上的腈单体、20重量％以下的非腈单体和交联剂的组分 制备的热塑性树脂的壳的那些。该方法以如下方法制备热膨胀性微囊：在 包含作为分散稳定剂(悬浮剂)的胶体二氧化硅、作为稳定助剂的二乙醇胺- 己二酸缩合物并且包含聚合助剂的水性分散介质中，悬浮聚合包含发泡 剂、可共聚单体和聚合引发剂的可聚合混合物。

在悬浮聚合方法中，通常将聚合助剂用来控制乳液聚合产物的产生或 防止污垢在水性介质中的产生。最近，出现了开发这样一种聚合助剂的需 要，该聚合助剂除了用于控制乳液聚合产物的产生和防止污垢在水性介质 中的产生之外，还改善得到的热膨胀性微囊和通过热膨胀所述的微囊而制 备的中空微粒的性质。专利文献3公开了通过采用所谓的聚合抑制剂如抗 坏血酸类和碱金属亚硝酸盐作为聚合助剂代替重铬酸钾来制备热膨胀性 微囊的方法。专利文献3描述了在该方法中制备的热膨胀性微囊在加热时 急剧地膨胀，并且被加工成均匀膨胀的产品(中空微粒)。但是，微囊的性 质如膨胀率没有得到充分地改善。此外，不优选抗坏血酸类，因为它们具 有差的热稳定性，并且在聚合反应过程中分解，从而失去它们作为聚合抑 制剂的功能。此外，碱金属亚硝酸盐导致聚合后的废水处理费用的问题， 原因在于实施日本水污染控制法(Water Pollution Control Act of Japan)的水 污染控制法条例限定了在地表水中含有的碱金属亚硝酸盐的界限值。因 此，目前抗坏血酸类和碱金属亚硝酸盐作为聚合助剂是不令人满意的，因 为它们没有充分地改善得到的热膨胀性微囊和通过热膨胀所述的微囊得 到的中空微粒的性质，并且当它们被用于聚合中时，它们引起上面所述的 问题。

在对通过将热膨胀性微囊热膨胀而得到的中空微粒的常规研究和开 发中，研究人员集中于通过研究构成中空微粒的热塑性树脂和发泡剂的种 类和比率来改善中空微粒的性质。 例如，在专利文献4和5中描述了对重复压缩具有改善的耐久性的中 空微粒，其中公开了在其表面上具有极性基团的热膨胀微囊作为中空微 粒，所述的中空微粒在混合和模塑陶瓷组合物时对破裂是耐久的。但是， 微囊在混合和模塑时对破裂的耐久性没有得到充分的改善。

专利文献6描述了用于轻重量水泥制品的中空微粒。所述的中空微粒 是通过将包含聚合物的壳的热膨胀性微囊热膨胀而制备的并且具有在20 倍至100倍范围内的膨胀率，所述的聚合物由单体组合物和交联剂制备。 但是，中空微粒的耐久性没有得到充分的改善。 此外，专利文献7公开了在混合和模塑陶瓷组合物时对破裂是耐久的 中空微粒和热膨胀性微囊的混合物。但是，该发明仅仅使得混合物的粒径 分布变窄，并且基本上没有改善耐久性。

如上所述，尽管以各种方式研究了中空微粒对重复压缩的耐久性，但 是没有制备出对重复压缩具有充分改善的耐久性的中空微粒。专利文献3 中描述的通过热膨胀所述热膨胀性微囊而得到的中空微粒对重复压缩的 耐久性也差。 [专利文献1]USP 3,615,972 [专利文献2]JP A 62-286534 [专利文献3]JP A 11-209504 [专利文献4]JP A 2003-327482 [专利文献5]JP A 2003-327483 [专利文献6]JP A 2004-131361 [专利文献7]JP A 2005-067943

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供一种热膨胀性微球的制备方法及其应用，所述 的热膨胀性微球具有高的膨胀率并且被热膨胀成对重复压缩显示出优异 耐久性的中空微粒。

技术方案