[发明专利]聚氯乙烯树脂发泡专用的可热膨胀聚合物微球及其制备方法

说明书

本发明是一种聚氯乙烯树脂发泡专用的可热膨胀聚合物微球及其制备方法，属于可膨胀粒子。由热塑性树脂壳体和被封装在壳体内的发泡剂组成，将可聚合单体、交联剂组成的油相组合物分散在水相分散组合物中，在发泡剂存在下，通过悬浮聚合反应，原位包覆发泡剂，直接制得包覆发泡剂的聚合物微球；其特征在于所述油相组合物中除了含有可聚合单体、交联剂以外，还包括硅烷偶联剂，所述发泡剂是异戊烷、异辛烷和正辛烷三者的混合物；提供了一种核－壳结构完整、粒径分布均匀、发泡剂包覆效率高；而且壳层聚合物耐热性好，膨胀时的初始温度较高、最高膨胀温度较高、发泡倍率高，具有较宽的稳泡温程，聚氯乙烯树脂发泡专用的可热膨胀聚合物微球。

技术领域

本发明是一种聚氯乙烯树脂发泡专用的可热膨胀聚合物微球及其制备方法。属于可膨胀粒子。

背景技术

热可膨胀聚合物微球是一种用途广泛的多功能发泡材料。是具有壳-核结构的粒径极其微小的球形颗粒。微球的内核为液态的低沸点烷烃，微球的壳体为气密性良好的能阻止核内物质逃逸的热塑性高分子聚合物。常温下，微球外壳坚硬，粒子微小。受热时，当加热温度高于壳体的玻璃化转化温度时，壳体材料软化同时内核材料气化产生内压，致使微球膨胀。体积明显增大。微球膨胀前的粒径一般为5～100μm，膨胀后，体积可扩大为原来的几十倍，甚至上百倍；冷却后，聚合物外壳不回缩，微球的密度则可从原来的400～1200kg/m³降低至20～30kg/m³，或者更小。而且，当温度恢复到加热以前的环境温度时，微球的体积依然保持在膨胀后的状态。即微球的膨胀过程是不可逆的。微球开始膨胀时的初始温度称为Tstart,微球膨胀到最大时的温度称为Tmax。

由于热可膨胀聚合物微球本身特殊的结构赋予热可膨胀聚合物微球良好的发泡性能。用于热塑性树脂发泡时。与单纯的气体发泡工艺相比较，具有发泡温度适宜、稳泡区间宽泛、发泡倍率高、冷却后不回弹、颜色亮白、无毒无臭等特点。被广泛用于热塑性树脂、橡胶或者热塑性弹性体的发泡加工。而且赋予发泡产品更好的加工性能，进一步提高发泡产品的弹性和回弹性。

聚氯乙烯树脂是五大通用塑料之一，其产量仅次于聚乙烯。PVC因其具有阻燃、耐磨、绝缘等优良性能，在轻工、农业、建材、包装、日常生活、公用事业、电力等领域得到广泛应用。

聚氯乙烯发泡材料因其具有质量轻，比强度较高，保温隔音性好，良好的缓冲减震效果，热导率低，易于采用机械方法加工，可焊接，高阻燃性，良好的耐化学试剂性，耐腐防潮，表面可着色、印刷、覆膜，良好的耐候性能。

但是，聚氯乙烯树脂的发泡加工，需要在较高的温度下操作。一般在170～220℃。而且操作时间持续较长。因此热可膨胀聚合物微球当被应用到聚氯乙烯树脂的发泡加工工艺中时，则希望热可膨胀聚合物微球本身具有较高的微球开始膨胀时的初始温度(Tstart值),在许多情况下还需要具有较高的微球膨胀到最大时的温度(Tmax值)。

另外，聚氯乙烯树脂采用一般的化学方法发泡，发泡倍率只能达到20倍，再增加就十分困难。

现有技术中，适合于聚氯乙烯树脂发泡加工的高温热可膨胀聚合物微球还不多见。

悬浮聚合具有传热好，产物易分离、杂质较少等优点。广泛用于聚氯乙烯、聚苯乙烯、PMMA、VDC共聚物等树脂的生产。悬浮聚合法制备热可膨胀微球也是人们通常采用的聚合方法。

但是，现有技术中，采用悬浮聚合方法制备的热可膨胀聚合物微球还存在如下不足，难以制得适合于聚氯乙烯树脂发泡加工热可膨胀聚合物微球：

1.粒径分布不均匀。

2..热可膨胀聚合物微球的热塑性树脂壳层聚合物耐热性差，导致热膨胀微球在树脂发泡加工过程中，容易黄变和破裂。

3.核-结构不完整，发泡剂包覆率低。

5.产品耐热性能不够好。发泡温度在140～170℃之间。