[发明专利]PMMA包裹NaHCO3

说明书

本发明公开了一种环保热膨胀微球及其制备方法。热膨胀微球由聚甲基丙烯酸甲酯外壳包裹碳酸氢钠的乙醇溶液组成，利用简单易操作的方法－热诱导相分离方法制备热膨胀微球。热诱导相分离方法制备的聚甲基丙烯酸甲酯包裹碳酸氢钠乙醇溶液的热膨胀微直径在1‑6μm左右，起始发泡温度为90‑130℃，发泡体积倍率可控，发泡孔均匀细腻，且操作简单，成本低。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种PMMA包裹NaHCO₃乙醇溶液的热膨胀微球及其制备方法。

背景技术

热膨胀微球具有良好的物理化学性能。热膨胀微球制备的发泡材料其强度、力学等性能比单纯的气体发泡有很大的优势，发泡材料泡孔均匀、细腻，力学性能良好，热膨胀微球不仅增加了材料的比体积，而且还有质轻、绝缘性、消除噪音等优点以及改善材料折光性和透明度等光学性能的特性。被广泛应用于建筑、汽车、飞机材料和特种材料等行业。

目前，现有技术中，如专利CN104140549.A的发明专利，涉及低温热膨胀微球。该发明由不饱和烯属类单体聚合得到的外壳包裹惰性碳氢化合物，所述不饱和烯属类单体由丙烯腈、丙烯酸酯类和乙酸乙烯酯单体组成，但是芯材选用烷烃类，芯材为低沸点、易挥发且分子量大于26的低分子烷烃，目前应用最多的是石油醚、异辛烷、异戊烷。制备方法为悬浮聚合法。由于低沸点的烷烃在聚合反应过程中需要高压以减少其挥发，这不仅增加了实验成本，污染环境，也存在很大的安全隐患。且悬浮聚合方法试验周期长，操作复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种PMMA包裹NaHCO₃乙醇溶液的热膨胀微球及其制备方法，热膨胀微球由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)外壳包裹碳酸氢钠的乙醇溶液组成，利用简单易操作的方法－热诱导相分离方法制备热膨胀微球,制备的热膨胀微球直径在1-6μm左右，起始发泡温度为90-130℃，发泡体积可控，发泡孔均匀细腻，制备的热膨胀微球操作简单、成本低。

本发明的一种PMMA包裹NaHCO₃乙醇溶液的热膨胀微球，由外壳包裹芯材组成，微球直径在1-6μm，所述外壳为聚甲基丙烯酸甲酯，所述芯材为碳酸氢钠的乙醇溶液。

上述所述的PMMA包裹NaHCO₃乙醇溶液的热膨胀微球，所述聚甲基丙烯酸甲酯质均分子量优选介于5000与20万之间。聚甲基丙烯酸甲酯质均分子小于5000，壁材强度较小；大于20万在乙醇中溶解度很小。

上述所述的PMMA包裹NaHCO₃乙醇溶液的热膨胀微球，所述碳酸氢钠的乙醇溶液，碳酸氢钠与乙醇质量比为0.1–10：100。

本发明还提供了一种PMMA包裹NaHCO₃乙醇溶液的热膨胀微球的制备方法，其包括以下步骤：

(1)称取100质量份的乙醇，加入0.1–10质量份碳酸氢钠，得到碳酸氢钠的乙醇溶液；

(2)称取0.1-2质量份聚甲基丙烯酸甲酯，加入到碳酸氢钠的乙醇溶液中，升温至60-70℃，搅拌得到透明的均相液体；

(3)搅拌作用下，将均相液体5分钟内降至0-10℃；时间过长或温度过低均不能发生相分离形成微球；

(4)随温度降低，均相液体分成两相，过滤、洗涤、干燥后得到热膨胀微球。

本发明还公开了另一种PMMA包裹NaHCO₃乙醇溶液的热膨胀微球的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取100质量份的乙醇，0.1–10质量份碳酸氢钠，0.1-2质量份聚甲基丙烯酸甲酯，60-70℃搅拌溶解得到均相液体；

(2)均相液体迅速降温，过滤后洗涤干燥得到热膨胀微球。