[发明专利]一种高弹性纳米空心球状自交联乳胶粒子的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种空心球状自交联乳胶粒子的制备方法，包括如下步骤：

a)聚合种子的制备：以常温下为固体且具有式(I)和式(II)结构的单体分别为核单体，并分别用乳化剂乳化后，获得两种聚合种子备用；

其中：R₁、R₃均选自氢、任选取代或未取代的烷基、任选取代或未取代的杂烷基、任选取代或未取代的环烷基、任选取代或未取代的杂环烷基、任选取代或未取代的芳基和任选取代或未取代的杂芳基；R₂选自任选取代或未取代的烷基、任选取代或未取代的杂烷基、任选取代或未取代的环烷基、任选取代或未取代的杂环烷基、任选取代或未取代的芳基和任选取代或未取代的杂芳基；

b)以环氧固化剂型单体为壳层单体，将其与软单体和硬单体进行乳液聚合反应，获得乳胶粒子；并于所述乳液聚合反应过程中加入步骤a)中由具有式(I)结构的单体所制备的聚合种子；待所述聚合反应结束后，将体系温度升到所述核单体的熔点以上，使核单体迁移到所述乳胶粒子表面，并使所述核单体接枝聚合在所述乳胶粒子的外表面；获得空心球状乳胶粒子；

c)以环氧树脂型单体为壳层单体，将其与软单体和硬单体进行乳液聚合反应，获得乳胶粒子；并于所述乳液聚合反应过程中加入步骤a)中由具有式(II)结构的单体所制备的聚合种子；待所述聚合反应结束后，将体系温度升到所述核单体的熔点以上，使核单体迁移到所述乳胶粒子表面，并使所述核单体接枝聚合在所述乳胶粒子的外表面；获得空心球状乳胶粒子；

d)将步骤b)与步骤c)所得空心球状乳胶粒子混合。

2.如权利要求1所述的空心球状自交联乳胶粒子的制备方法，其特征在于：所述具有式(I)和式(II)结构的单体的熔点均在20℃以上。

3.如权利要求1所述的空心球状自交联乳胶粒子的制备方法，其特征在于：步骤a)中，所述聚合种子的制备过程为：将所述核单体加热熔融并分散于热有机溶剂中，加入成核促进剂和乳化剂，混合搅拌；降温并去除有机溶剂，待体系温度达到5℃后，注入含有乳化剂的去离子水，乳化均匀至有蓝色乳光。

4.如权利要求3所述的空心球状自交联乳胶粒子的制备方法，其特征在于：所述成核促进剂选自醋酸铜、纳米硫化锌、醋酸锌、甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺、草酸铜、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米二氧化钛和醋酸铝中的一种或者几种。

5.如权利要求1所述的空心球状自交联乳胶粒子的制备方法，其特征在于：步骤b)中，所述环氧固化剂型单体为胺类环氧固化剂型单体。

6.如权利要求5所述的空心球状自交联乳胶粒子的制备方法，其特征在于：所述环氧固化剂型单体选自具有如式(III)或式(Ⅳ)所示结构单体中的一种或两种：

其中：R₄、R₅均选自任选取代或未取代的烷基、任选取代或未取代的杂烷基、任选取代或未取代的环烷基、任选取代或未取代的杂环烷基、任选取代或未取代的芳基和任选取代或未取代的杂芳基。

7.如权利要求1所述的空心球状自交联乳胶粒子的制备方法，其特征在于：所述环氧固化剂型单体的熔点低于5℃。

8.如权利要求1所述的空心球状自交联乳胶粒子的制备方法，其特征在于：步骤c)中，所述环氧树脂型单体的结构式如下：

式中：n选自1-10的整数；

R₆选自任选取代或未取代的烷基、任选取代或未取代的杂烷基、任选取代或未取代的环烷基、任选取代或未取代的杂环烷基、任选取代或未取代的芳基和任选取代或未取代的杂芳基。

9.如权利要求1所述的空心球状自交联乳胶粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤b)和步骤c)中，所述软单体是指单体的均聚物玻璃化温度低于-17℃的单体；所述硬单体是指单体的均聚物玻璃化温度高于-17℃的单体。

10.如权利要求9所述的空心球状自交联乳胶粒子的制备方法，其特征在于：所述软单体选自丁二烯液化单体、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己基酯等中的一种或几种的混合；所述硬单体选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸环己酯等中的一种或几种的混合。