[发明专利]一种环氧树脂型聚合物微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种制备环氧树脂型聚合物微球的方法：将液晶材料、环氧单体、环氧固化剂及促进剂混合均匀，置于一定温度的环境下固化；然后将其浸泡于溶剂中除去液晶分子，再将其干燥即可得到环氧树脂型聚合物微球。该方法利用传统的聚合物诱导相分离的原理，采用新型的液晶/聚合物复合材料体系，制备了一系列尺寸在0.5～10μm之间可控、分布均一的环氧树脂型聚合物微球。

技术领域

本发明属于高分子材料制备领域，具体涉及一种基于液晶/聚合物复合体系的环氧树脂型聚合物微球的制备方法。

背景技术

聚合物微球是一种性能优良的新型功能材料，具有表面效应、体积效应、磁效应、生物相容性、功能基团等特性，在标准计量、生物医学、情报信息、分析化学、胶体科学及色谱分离等领域中具有十分广泛的应用。尤其是单分散、大粒径(即微米级)、具有不同表面特征的聚合物微球的合成及应用已成为国内外学者致力研究的一个热点。制备聚合物微球的传统方法有悬浮聚合法、乳液聚合法、分散聚合法和种子聚合法等。近年来发展了一种新的制备聚合物微球的方法，即反应诱导相分离法制备热固性树脂聚合物微球。其思想来源于用热塑性树脂增韧热固性树脂的研究。在用热塑性树脂如聚醚砜、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺增韧环氧树脂的研究中发现，合适的热塑性树脂/环氧树脂共混体系固化后，体系发生相分离，得到不同的相结构。在一定的条件下，共混体系可以发生所谓的相反转现象，即体积分数较小的热塑性树脂成为连续网状结构，而体积分数较大的环氧树脂以微球的形式成为分散相。利用这种方法制备聚合物微球不仅条件温和，并且尺寸及分布可控、产率高、且表面携带的大量可反应性的基团使得聚合物微球易于表面化学改性。

液晶/高分子复合材料体系是一种典型的相分离结构。通常，制备液晶/高分子复合材料的方法有反应诱导相分离法、热诱导相分离法、溶剂诱导相分离法以及微胶囊法等。其中，反应诱导相分离法最为简单高效，因而应用最为广泛。其相分离机制为：液晶分子与可聚合单体首先形成各向同性的共混物，随着反应的发生，可聚合单体聚合为分子量较大的高分子，与此同时，高分子与低分子量的液晶分子之间的相容性降低而导致相分离的产生。通过控制体系成分、聚合条件，可对相分离结构进行有效调控。通常，液晶/高分子复合体系得到的典型相分离结构为多孔的高分子网络结构，例如高分子分散液晶体系和高分子稳定液晶体系。迄今为止，利用此复合体系制备聚合物微球结构尚未报道。本发明通过选择合适的液晶/高分子复合体系，利用反应诱导相分离方法，开发出了一种环氧树脂型聚合物微球的新型制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环氧树脂型聚合物微球的制备方法，获得一种尺寸分布均一且尺寸可控的聚合物微球。

本发明提供的环氧树脂型聚合物微球的制备方法，是将液晶材料、环氧单体、环氧固化剂及促进剂混合均匀，置于一定温度的环境下固化；然后将其浸泡于溶剂中除去液晶分子，再将其干燥即可得到环氧树脂型聚合物微球。

优选的，先将液晶材料、环氧单体、环氧固化剂按照一定比例混合均匀，再加入一定量的促进剂并迅速将其转移至一定温度的环境下固化。其中液晶材料、环氧单体和环氧固化剂按质量百分比的配比关系为：液晶材料：30.0％～90.0％，环氧单体：5.0％～35.0％，环氧固化剂：5.0％～35.0％；而促进剂的用量按质量计是环氧单体和环氧固化剂总量的1％～20％。

上述制备方法中，固化环境的温度(聚合温度)可选择室温至100℃之间的任意温度。可以将液晶材料、环氧单体、环氧固化剂及促进剂的混合物涂覆于基板上进行固化，也可以放置在容器中进行固化。

本发明所使用的液晶可以是正性液晶或负性液晶，包括但不限于向列相液晶材料、胆甾相液晶材料、近晶相液晶材料等，其组份中的液晶单体包括但不仅限于下面分子中的一种或几种：