[发明专利]一种中空聚合物微粒子及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种中空聚合物微粒子乳液的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备前段聚合物微粒子乳液：使用去离子水与有机醇的混合分散介质，将含酸官能团的不饱和单体与一种以上共聚可能的其它不饱和单体的混合乳化分散液，分两次加入到聚合体系中，第一次加入的单体混合物中含酸官能团的不饱和单体为12～50重量％，共聚可能的其它不饱和单体为88～50重量％，且第一次加入的单体混合分散液中包含特定结构和组成的乳化剂，以水溶性过氧化类引发剂引发反应聚合；第二次加入的含酸官能团的不饱和单体为1～15重量％，共聚可能的其它不饱和单体为99～85重量％，且第一次加入的单体混合物和第二次加入的单体混合物的重量比4:1～1:5,通过逐步滴加的半连续乳液聚合得到前段聚合物微粒子乳液；且第一次加入单体混合物聚合后形成的聚合物酸值大于第二次加入单体混合物聚合后得到的聚合物酸值,所述前段聚合物微粒子乳液的粒子径为300～650nm；所述混合分散介质中去离子水与有机醇的重量比99:1～70:30；所述特定结构和组成的乳化剂为聚氧乙烯型阴离子、聚氧乙烯型非离子表面活性剂之一或它们的混合表面活性剂；

(2)制备中空聚合物微粒子乳液：在前段聚合物微粒子乳液存在下，设定聚合温度为60～95℃，将含酸官能团的不饱和单体0～5重量％和芳香类乙烯基单体100～95重量％的混合乳化分散液，通过种子乳液聚合在前段聚合物微粒子的外表层共聚形成包覆壳层聚合物，当形成的包覆壳层聚合物与前段聚合物的重量比不小于1时，加入挥发性碱，调节聚合体系的pH值至7以上，进行中和溶胀，继续聚合使未反应的单体完全反应，得到中空聚合物微粒子乳液。

2.根据权利要求1所述中空聚合物微粒子乳液制备方法，其特征在于，在制备前段聚合物微粒子乳液过程中，所述混合分散介质中，有机醇选自甲醇、乙醇、正丙醇、丁醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、甘油中的一种或两种以上的混合。

3.根据权利要求1所述中空聚合物微粒子乳液制备方法，其特征在于，在制备前段聚合物微粒子乳液过程中，所述特定结构和组成的乳化剂的使用量为单体混合物总重量的0.1～5.0％，

进一步优选为单体混合物总重量的0.2～4.0％；

所述聚氧乙烯型表面活性剂的聚氧乙烯基个数为12-40；

所述聚氧乙烯型阴离子表面活性剂为聚氧乙烯烷基醚硫酸酯盐或聚氧乙烯烷基醚磺酸盐；

所述聚氧乙烯型非离子表面活性剂为聚氧乙烯烷基醚和/或聚乙二醇单硬脂酸酯；

所述混合表面活性剂中聚氧乙烯型阴离子表面活性剂与聚氧乙烯型非离子表面活性剂的重量比1:10～5:1。

4.根据权利要求1所述中空聚合物微粒子乳液制备方法，其特征在于，在制备前段聚合物微粒子乳液过程中，所述水溶性过氧化类引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵或过氧化氢与铁系还原剂组合中的一种或一种以上；

所述引发剂的使用量占单体混合物总重量的0.01～4.0％。

5.根据权利要求1所述中空聚合物微粒子乳液制备方法，其特征在于，在制备前段聚合物微粒子乳液过程中，所述第一次加入的单体混合物聚合后的固体含量小于15％；

所述第一次加入单体混合物后聚合得到的聚合物微粒子乳液的粒径为200～550nm。

6.根据权利要求1所述中空聚合物微粒子乳液制备方法，其特征在于，在形成中空聚合物微粒子过程中，所述聚合温度为70～95℃。

7.根据权利要求1所述中空聚合物微粒子乳液制备方法，其特征在于，在制备中空微粒子过程中，所述挥发性碱为氨水，三乙胺，N,N二甲基乙醇胺中的一种或两种以上的组合。

8.根据权利要求1所述中空聚合物微粒子乳液制备方法，其特征在于，所述含酸官能团的不饱和单体为不饱和一元羧酸、不饱一元磺酸或不饱和多元酸中的一种或两种以上的组合；进一步优选为丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、肉桂酸、衣康酸、富马酸、马来酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丁烯三羧酸或苯乙烯磺酸中的一种或两种以上的组合。