[发明专利]一种基于界面聚合制备热膨胀微球的方法

说明书

本发明提供了一种基于界面聚合制备热膨胀微球的方法，该方法是将油相组成物与水相组成物均匀混合形成悬浮液，所述悬浮液进行界面聚合反应，即得；所述水相组成物包含纳米颗粒、双亲性过氧化物引发剂及悬浮剂；所述油相包含低沸点烷烃和丙烯腈类聚合单体。采用界面自由基聚合制备热膨胀微球，无需采用盐析效应及阻聚剂来防止单体溶于水相产生自聚，避免了废盐水的产生，且制得的热膨胀微球具有单体残留量低，发泡倍率高，耐温性好等优点；应用到制品中具有低VOC，无毒性等优点。

技术领域

本发明涉及一种热膨胀微球的制备方法，特别涉及一种界面自由基共聚合制备热膨胀微球方法。

背景技术

热膨胀微球一般采用悬浮聚合方法制备，如CN104379647B、US3945956、EP486080、WO2007/091960等所公开，由于所使用的单体均有一定的水溶性，故反应中均需加入氯化钠，产生高盐废水。根据现有技术中公开的制备热膨胀微球方法，得到的热膨胀微球均含有大于1000ppm的残余单体。如US4147854提供了一种通过聚合引发剂处理微球中残余单体的方法，浪费了大量水资源同时增加了污水处理的成本。又如CN102775545B提供了悬浮聚合完成后补加氧化还原引发体系的除残余单体引发剂，耗时长，工作效率低。CN109456506A提供了在反应过程中补加过氧化氢和氢氧化物等，导致工艺复杂。

另外，热膨胀微球在赋予基体功能性的过程中得到了广泛的应用。但耐溶剂性能一直限制着微球的进一步应用。现有热膨胀微球存在与甲苯、DMF、DMSO、NMP等溶剂还有增塑剂公用领域的使用受限问题。

发明内容

针对现有的制备热膨胀微球的方法存在的单体残留量高，会产生大量废盐水以及制备的热膨胀微球耐溶剂差、发泡倍率低的问题，本发明的目的是在于提供一种基于界面聚合制备热膨胀微球的方法，该方法所获得的热膨胀微球具有单体残留量低，发泡倍率高，耐温性好、耐溶剂性好等优点，且无高盐废水产生，解决了现有热膨胀微球制备过程中存在的一些问题。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种基于界面聚合制备热膨胀微球的方法，该方法是将油相组成物与水相组成物均匀混合形成悬浮液，所述悬浮液进行界面聚合反应，即得；

所述水相组成物包含纳米颗粒、双亲性过氧化物引发剂及悬浮剂；

所述油相包含低沸点烷烃和丙烯腈类聚合单体。

优选的方案，所述纳米颗粒包括硅溶胶和/或纳米氢氧化镁。

优选的方案，所述双亲性过氧化引发剂具有式1结构：

其中，a＝0～15；b＝1～15；c＝1～3。

本发明提供的基于界面聚合制备热膨胀微球的方法为O/W(水包油)自由基共聚，只有当r₁＞1，r₂＞1时，才能得到自由基嵌段共聚物，然而满足上述竞聚率的单体数量少之又少，而且这类共聚很难控制嵌段数的长度，同时，由于亲水单体和亲油单体之间的自由基共聚合缺乏必要的方法使亲水单体和亲油单体相互接近而难以进行。本发明的双亲性过氧化物引发剂均匀的分布在油水界面，它产生的自由基能分别分布在水相和油相，进而引发共聚物的形成。同时，界面引发对聚合物的立构规整性具有调控作用，并且可以得到包裹形态完好的单核结构的热膨胀微球，有利于提高热膨胀微球的利用率。

优选的方案，所述悬浮剂为聚乙烯醇分散液，粘度为6.0*10^-3～51.0*10^-3，醇解度69～80mol％。聚乙烯醇分散液购自可乐丽株式会社。

优选的方案，所述水相组成物的重量份组成：水60～100份；纳米颗粒1～15份；悬浮剂0.1～1份；双亲性过氧化物引发剂为油相组成物中聚合单体总质量的0.2～1.5％。